交通信号控制仿真系统开
发
Prepared on 22 November 2020
摘要
随着我国经济的增长，人民的生活越来越好。汽车作为一种代步工具，得到了许多人的青睐，很多人都买了车，这直接导致了城市的交通压力剧增，城市道路经常会出现交通堵塞的情况。交通事故的频发时刻在提醒着我们需要一个更加智能的交通控制系统。随着计算机的普及，各行各业在日常的生产中依赖于计算机的情况越来越普遍。智能交通也有了一席之地，利用计算机技术来控制交通逐渐演变成了新型的交通控制方式。在一个交通控制方案正式投入使用之前，需要对其可行性进行精准的可行性分析。否则，如果这个方案有错误，将会直接带来巨大的经济损失，以及对人民的生命安全带来巨大的威胁。在这样的前提下，智能交通控制系统的仿真就应运而生了。智能交通仿真可以在无真人参与的情况下，实际模拟出交通运行的真实情况，极大的方便了交通控制方案的可行性的检验，并且可以节省许多成本。
【关键词】交通压力计算机交通控制仿真
Abstract
With the development of China’s economy, people’s life becomes better and better. As a tool of transportation, vehicles are becoming more and more popular .Many people in our country have cars which directly cause the dramatic increase of the traffic pressure and many traffic jams in our city every day. Many traffic accidents remind us that we need a more intelligent traffic control system. With the popularity of computers, relying on using computers in our diverse daily productions will be more and more pervasive. Intelligent transportation also can play a role in using the technology of computer to control the transportation which is becoming a new way to control the traffic. Before a new traffic solution is putting into reality using, we need to do lots of analysis about its feasibility whereas if this solution is not correct, it will bring us a huge economic lose and at the same time it is a big threat to people’s life. In this condition, the simulation system of traffic has being come up with. The simulation system of traffic can really simulate the traffic operation without the participation of human beings which is not only very convenient to test the feasibility of the controlling traffic solution but also can save lots of the cost .
【keywords】traffic pressure computer control simulation
目录
前言
随着国人的经济水平不断的增长，人们对生活品质的要求越来越高，越来越多的人选择购买汽车来作为代步工具。城市汽车的数量不断地变大，城市交通也面临着前所未有的巨大挑战，交通压力的剧增所带来的交通问题正逐渐地引起人们的注意。许多地区实行交通管制的策略来减轻交通压力，比如一些地区实行的车辆限号，来降低交通流量。但这种方式并不能从根本上解决交通堵塞的问题，真正需要的还是一个能自动控制城市交通的解决方案。
红绿灯作为交管部门管理城市交通的一种重要工具，在面对今天的交通堵塞问题时，需要具备更多的功能，以及更加智能化的管理方案。目前许多的红绿灯的参数其实都是预先设置好的，无论车流量有多大，红绿灯的时间并不能根据实际的情况作出相应的调整，还有一些红绿灯的时间只是根据不同的时间段来对亮灯的时间作出调整，但这样的方案也相当于是固定的设置，并不能对实时的车流进行有效的控制，管理起来十分死板，使得城市的交通控制与调节并不能达到最优的效果。
计算机技术的出现解决了许多人力不能解决的难题，计算机在交通控制方面的应用，极大的促进了交通控制的改进。计算机仿真在交通控制上的应用，有效地提高了对交通控制方案的可行性分析的速度，并且也节约了很多的成本。智能交通控制成为了城市交通控制系统的主要部分。
本系统主要是对城市交通信号的控制和仿真，依据实时的车流量信息，对十字路口的红绿灯时间进行智能化的分析，并及时作出相应的调整，以解决交通的拥堵状况。
1相关技术介绍
C#介绍
面向对象技术是一种软件开发和程序设计技术。所开发的程序是面向对象程序,直接描述客观世界的对象及其相互关系。封装、继承、多态是面向对象程序的主要特征。正是这些特征使程序安全、可靠、可重用、易维护。
C#语言是2001年微软公司推出的可以在.NET平台的网络环境中开发软件的新一代面向对象的编程语言。它采用虚拟机技术使其具有强大的可移植性和安全性，为建立复杂的、可扩展、可移植的WEB应用提供了强有力的支持，被称为一种划时代的程序设计语言。
.NET提供了基于组件的多层体系结构，使得C#应用程序兼有组件技术和多层体系结构的优点，编写十分简单，因为业务逻辑被封装成为可复用的组件，并且.NET服务器以容器的形式为所有组件类型提供后台服务，使开发者将精力集中在业务逻辑的开发中，而不必关心底层细节。对于最终用户来说，.NET技术的实现将使计算机的功能得到大幅度的提升，而计算机的操作却变得更加简单。他们将完全摆脱人为的硬件束缚，利用任何设备、通过任何系统、在任何时间、任何地点访问互联网的多维时空，并对其进行跨应用程序的集成。对于网络开发来说，借助.NET技术所提供的基于XML的松散偶合技术，真正的将应用程序逻辑分发在网络上，实现跨平台访问。
交通仿真
交通仿真是智能交通运输系统的一个重要组成部分，是计算机技术在交通工程领域的一个重要应用，它可以动态地、逼真地仿真交通流和交通事故等各种交通现象，复现交通流的时空变化，深入地分析车辆、和、道路以及交通的特征，有效地进行交通规划、交通组织与管理、交通与物资运输流量合理化等方面的研究。同时，交通仿真系统通过手段，能够非常直观地表现出路网上车辆的运行情况，对某个位置交通是否拥堵、道路是否畅通、有无出现交通事故、以及出现上述情况时采用什么样的解决方案来疏导交通等，在计算机上经济有效且没有风险的仿真出来。交通仿真作为仿真科学在交通领域的应用分支，是随着系统仿真的发展而发展起来的，它以、信息技术、系统工程和交通工程领域的基本理论和专业技术为基础，以计算机为主要工具，利用系统仿真模型模拟道路交通系统的运行状态，采用数字方式或方式来描述动态交通系统，以便更好地把握和控制该系统的一门实用技术。
2交通信号控制仿真系统介绍
模块介绍
本系统主要是对交通信号的控制和仿真，一共分为四个模块：
1）控制模块（交通信号灯模拟）；
2）车辆模块（车辆行为模拟）；
3）优化模块（统计实时车流量，给出相应的优化方案）；
4）数据读取模块（接受用户自定义的配置方案）。
各个模块之间的关系见图：
交通灯的控制。
实时统计各条道路上的车流量信息，并根据车流量实时调整交通灯的参数。
能接受用户自定义输入的数据（各个路口的红绿灯的时间信息），判断用户输入信息的合法性，若用户无输入，则采用系统定义的默认时间方案。
3交通信号控制仿真系统概要设计
原理介绍
现代城市交通信号灯大多数采用的都是智能化的控制系统，而智能化的交通控制系统就需要对道路信息进行实时的监控，根据实时的路况信息调整交通信号灯的数据，从而达到灵活的控制车流的效果。然而现代城市的道路情况十
分复杂，对路况信息进行采集的方式主要有两种。一是采用视屏技术，通过安装在道路上的监控探头发送回来的视屏数据，进而对路面上的车辆信息进行统计和分析。另一种就是利用传感器技术，在道路上铺设一些传感器，通过这些传感器来检测通过的车辆，然后将信息反馈到中心，中心再将数据进行处理。最后控制中心将各项数据进行整合，判断是否有交通堵塞或是可能发生堵塞的情况，智能的调节交通信号灯的状态和参数。
在我们的仿真系统中
（1）每一个车都有自己的地理化信息（即仿真车辆在整个图形界面上的坐标）；
（2）控制模块通过对车辆模块的扫描可以获取到每一辆车的各项信息，以此判断车辆位于哪条道路，以及统计道路上的车流量的多少；
（3）控制模块将获取到的车流量信息发送给优化模块，优化模块对车流量信息进行计算和处理，然后转换成交通灯的参数，并将其传输到数据读取模块；
（4）数据读取模块再将数据传输到控制模块，以此来改变交通灯的数据；
（5）车辆通过读取交通灯的状态信息，来决定能否运行。
工作流程图
图系统工作流程图
4交通信号控制仿真系统详细设计
设计目的
现代城市的交通灯大多采用智能控制，目的是为了能实时根据道路上的车流量信息调整交通灯的参数信息，以达到智能灵活地控制交通流的效果。在一套智能的交通解决方案正式投入使用之前，需要对其可行性和准确性进行严密的分析和测试。这就需要一个能够真实模拟出道路上的情况的仿真系统软件，来在计算机中仿真模拟出该方案的运行效果。本次设计为交通信号控制仿真系统开发，其总体上就是要模拟出道路上的各种状况，并能智能的调节交通信号灯的参数，以解决道路的交通堵塞问题，检测一套交通解决方案的正确性和可行性。
模块设计
汽车作为一种交通工具，极大地方便了人们的日常出行。汽车在道路上的行为大致有以下几种：
（1）车辆的行驶；
（2）在路口时可以转向；
（3）在路口时根据交通灯的状态来判定是否能继续行驶；
（4）前方有障碍物时，车辆需要减速；
为了能在软件中模拟出汽车，所以必须对其进行抽象化，将汽车作为一个类来处理。汽车所必需有的一些属性为：车速、车当前的位置、车移动的方
向。为了设置以及获取这些属性，就需要对相应的属性设置接口函数。在设计中采用picturebox控件来模拟表示车辆。
另外还有一点，在道路上的车不能只是一个，需要模拟出多个车载道路上的运行情况就需要一个能够将这些车存储起来的数据结构。这里选取list作为存储汽车群的数据结构。因为list在频繁增加或者删除元素方面有很大的优势，恰恰能够使用我们软件中的需求。
（1）产生车辆：一共有16个点作为车的起始坐标，通过随机数来决定车辆产生在哪个点，在主框架中通过一个定时器来不间断的产生出车辆。
（2）车辆转向：主干道上的车可以向前直行或者左转，副道上的车可以右转或者直行。在车辆到达转向点时通过获取0或1两个随机数来决定车辆接下来的行驶方向。
（3）车辆减速：车辆判定其行驶方向上与前方的车辆之间的距离是否小于安全距离，若是，则车辆将自己的速度置为与前方的车辆一致。
（4）车辆行驶：根据车辆的方向来决定车辆朝着哪边行驶，若车辆处于转向，则车辆先执行转向动作，然后再继续行驶。车辆行驶时，根据当前的速度以及方向来将车辆的当前坐标进行加减操作。
图车辆模块流程图
产生车辆：
public CreateCar(MainForm theForm)
{
formSize = new Size, ;
carPos = bornPos(); etDir() == 0)
{
if (cars[i].getCarPos().X == / 3 - 20)
{
if (cars[i].getCarPos().Y == / 3 + 10)
{
if (0, 2) == 0)
{
cars[i].setDir(0);
}
else
{
cars[i].setDir(2);
}
}
if (cars[i].getCarPos().Y == / 3)
{
if (0, 2) == 0)
{
cars[i].setDir(0);
}
else
{
cars[i].setDir(3);
}
}
...
}
车辆减速：
etCarPos().X - cars[j].getCarPos().X) <= distance && cars[i].GetLane() ==
cars[j].GetLane())
{
if (cars[j].getSpeed() > cars[i].getSpeed())
{
cars[j].setSpeed(cars[i].getSpeed());
}
}
else if (cars[i].getCarPos().Y - cars[j].getCarPos().Y) <= distance && cars[i].GetLane() == cars[j].GetLane())
{
if (cars[j].getSpeed() > cars[i].getSpeed())
{
cars[j].setSpeed(cars[i].getSpeed());
}
}
}
}
本系统主要是针对交通信号灯的控制，所以参数设置中只涉及关于交通信号灯的设置。用户可以根据自己拟定的交通信号灯控制方案，对相应的路口的交通灯的参数进行设置。另外数据设置还可以接受优化模块传递过来的参数进行自动设置，若用户和优化模块都没有传递参数，则采用系统默认的数据。
将信号灯的红灯和绿灯持续的时间参数化，并将其作为信号灯的一个属性，在类中定义修改这些属性的接口。在主窗口中设计一个按钮，当点击按钮时，弹出一个窗体，用户可以在该窗体中输入自己拟定方案的各项数据。若在程序运行中需要设置参数，则在调整之后需要重新加载红绿灯的时间参数。
本部分不涉及算法，只是需要在主窗口和各个模块之间传递数据。具体传递过程见下图：
lightsA[2].BackColor = ;
lightsA[4].BackColor = ;
lightsA[6].BackColor = ;
}
if (time == GreenTimeA + RedTimeA + YellowTime) ackColor = ;
lightsA[6].BackColor = ;
lightsA[0].BackColor = ;
lightsA[2].BackColor = ;
}
}
...
5软件运行结果
打开软件开始仿真
打开软件运行程序，点击加载路口图标，将路面信息在窗口之中绘制出来，如图所示：
图加载路口界面
参数设置
点击参数设置按钮，弹出参数设置界面如图所示，用户可以根据自己拟定的交通信号灯参数方案手动设置交通信号灯的参数。若用户未输入参数，则会提醒用户参数未设置，采用系统默认参数。若用户输入的参数不合法，则会提醒用户输入参数不合法，需要重新设置参数。用户还可以只输入A路口的南北向红灯时间，然后点击统一设置，则会将其他的所有参数设置为与A路口南北向红灯时间相同的数据。
图信号灯参数设置
统计信息
统计信息分为两种，一种是对道路上所有车的统计。会显示所有道路上的车辆总数以及每一条道路上的车辆的总数。这种统计信息通过点击统计信息按钮来弹出一个窗口，动态的显示道路上的车流量信息。具体如图所示：
图道路车辆统计
另一种统计信息是统计每个路口的各个相位的车辆总数，这种统计信息通过窗体的状态栏直接显示在界面上，方便用户查看，如图所示：
图各相位车辆信息统计
系统使用帮助
初次使用本软件的用户可以通过点击界面上的帮助信息按钮来获取本软件的使用帮助，以及查看关于本系统的相关信息，如图所示：
图系统帮助信息
系统运行情况
用户在打开本程序之后，需要先点击加载按钮将路面加载到主界面中，然后点击开始按钮进行仿真。在点击开始按钮之后，车辆会随机在四条道路上生成，并按照指定的方向和速度运行，如图所示：
图系统运行情况
6系统概述
系统基本信息及功能概述
本系统为交通信号控制仿真，以道路上的车辆，交通信号灯为模型，实现在计算机中的模拟。以实现路面状况在计算机中的仿真模拟。系统主要功能为模拟车辆移动、转向、停止的动作；模拟交通信号灯：红灯→绿灯→黄灯→红灯，颜色交替变换的行为；统计道路上的车流，智能调节交通信号灯的参数。
系统开发工具介绍
开发平台：Windows7；
开发工具：Visual Studio2012；
开发语言：C#；
运行环境：Windows7；
总结
本次毕业设计用时3个月，在老师、同学的指导和帮助以及自身的努力学习之下，到现在总算是圆满地完成了。
回想做此次毕业设计的整个过程，有很多的感想，其中有苦但也有甜，不过人生的乐趣不就在于此吗！在没有接受毕业设计任务之前，我觉得毕业设计就只是对大学期间所学知识的一个汇总，将所学知识全部融入其中，但是通过此次的毕业设计我发现我的想法有些太过于片面了。毕业设计并不仅仅是对前面学习知识的一个总结和检验，同时也需要我们去了解和掌握更多的新知识。
通过此次毕业设计，我收获了许多的知识。首先，我对软件的基本设计流程有了更深一步的了解和认识；其次，对C#这种软件设计语言也有了一定的理解，熟悉了C#中一些常用组件的使用；再次，对交通信号控制也有了一定的认识，拓宽了我的知识面；最后，通过本次的毕业设计，对于我的编程技术又有了进一步的提升，对于以后的工作有很大的帮助。这次毕业设计对于我的文档整理能力、解决问题的能力也有着相当大的提升。
同时，这次毕业设计也充分显示出了自己在技术层面的不足之处。具体表现在对框架的运用不熟练，对C#编程语言的掌握不到位，软件开发流程并不熟悉，软件开发经验的缺乏等等。由于这些原因，直接导致在前期的开发和学习过程中进度缓慢，花了大量的时间却并没有多大的成效。最终在老师的指导和自己的努力学习之下，才逐渐走上了正轨。但由于时间有限，以及自己知识的不足，目前只实现了系统的基本核心功能，有很多的地方还需要进一步的完善，期待以后会有足够的时间和充足的基本知识能够将系统做的更加完善。
本次毕业设计既是对之前所学知识的检验，同时也是一个学习掌握新知识新技能的机会。通过此次的毕业设计，拓宽了自己的知识面，提高了自身的技术，但同时也暴露了许多的不足，这也更坚定了我要学习更多知识的信念。此次设计由于时间有限，以及自身经验能力的不足，存在着许多有待改善的地方，我相信在接下来的时间里，我会学习到更多的相关知识，在工作中做的更好。
致谢
此次毕业设计，是在许多人的帮助之下才能得以顺利完成的，在此我对那些帮助过我的人们表示衷心的感谢。
首先，我要感谢我的指导老师陈克力老师。在做毕业设计的这3个多月时间里，由于自身的知识不足以及对软件开发的经验缺少，以至遇到了许多的难题，是老师悉心的指导和平时对我的严格要求，才能让我顺利完成任务。每次的导师见面会，老师都会对我们遇到的各种问题进行一一解答，并为我们提供更好的建议，让我们学到了许多书本上学习不到的知识。同时也会针对我们设
计中的缺陷和漏洞提出问题，为我们进行改进和修改提供了正确的方向。在此，对陈克力老师的辛勤工作和悉心教导表示最诚挚的感谢！
其次，我要感谢大学中的同学们，在我遇到困难时，总会有热心的同学为我提供建议和帮助，并且在交流中也给了我许多的灵感，为后期的设计打下了良好的基石。同时也提高了我在与他人沟通方面的能力。
最后，我要感谢大学里的任课老师们，是你们为我筑起了坚实的理论基础，让我能在实践中更快速高效的解决问题。感谢你们的辛勤指导和教育，让我能够具备充足的知识和能力，去解决工作和生活中的各种难题。
参考文献
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交通灯控制器的设计 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】
电子设计自动化实训说明书 题目：交通灯控制器的设计 系部：信息与控制工程学院 专业：电子信息工程 班级： 06级1班 学生姓名: 朱清美学号: 015 指导教师:张建军 2009年12月21日 目录 1摘要............................................................... 2设计任务与要求..................................................... 3设计原理及框图..................................................... 4单元电路设计及仿真调试............................................. 状态控制器的设计................................................ 状态译码器设计及仿真调试........................................ 定时系统设计及仿真调试.......................................... 秒脉冲发生器设计................................................ 5个人总结 (14) 6参考文献........................................................... 1摘要： 分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合城乡交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的硬件电路设计方案。关键词：交通控制交通灯时间发生器定时器1 引言随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路，在高速道
交通信号 控制系统（ATC）设计方案 x x x x有限责任公司
目录 1.概述 (1) 1.1系统简介 (1) 1.2设计原则 (2) 1.3系统设计依据及执行标准 (4) 2．总体设计方案 (6) 2.1控制系统总体功能 (6) 2.2通信系统总体结构 (6) 2.3通信系统主要优势 (8) 3.详细设计方案 (9) 3.1监测点设备 (9) 3.1.1设备功能描述 (9) 3.1.2监测点设备组成、结构及特点 (9) 3.2防雷保护及安全设计 (14) 3.3详细设备说明 (15) 3.3.1高清晰摄像机 (15) 3.3.2标清视频检测 (15) 3.3.3补光设备 (15) 3.3.4嵌入式存储 (15) 3.3.5 GOE210千兆工业以太网交换机 (15) 3.3.6 POE工业以太网光纤收发器 (17) 3.4系统典型配置清单 (18)
1.概述 城市发展交通智能信号灯，减少道路拥堵，最终达到智能化区域交通信号控制系统。智能交通信号灯迎合实现绿色经济的时代潮流，为了解决这个问题，提出智能交通信号灯及网络技术，会根据路口车辆多少，自动调节时间，可减少等候时间在75%以上，从而大大节省了人们的出行时间，减少了路口的无效等候，使出行更快捷。 在智能交通系统中，以往的常规摄像机是对所有通过该地点的机动车辆的车牌进行拍摄、记录与处理。由于受到图像采集设备分辨率的制约，图片仅能反映出车型、车身颜色、车牌号码等简单信息。公安执法部门对部分治安案件、交通肇事案件的取证要求上，希望能掌握更详细更清楚的资料，如驾驶员的面貌特征、车内驾驶室的情况、清晰的车辆信息、货车的装载情况。采用高清晰摄像机做前端采集，可以实现所抓拍的图像中用肉眼清楚地分辨：车辆的颜色、特征、车牌的号码、车牌颜色、司乘人员的面部特征。 如此一来智能化同时也带来了网络数据流量的剧增，对网络通信的可靠传输提出了更高的要求。工业以太网交换机在区域交通信号控制系统网络中稳定性、高可靠性、高安全性成为关键中的关键。 1.1系统简介 区域交通信号控制系统(ATC) 智能化区域交通信号控制系统采用百万像素的数字化网络摄像机（1600×1200 CCD传感器），一台摄像机覆盖两条车道，准确抓拍正常行驶、压线行驶、并行通过的车辆，并自动识别车牌号码，抓拍的车辆图片可清晰地显示车辆特征及前排司乘人员的面部特征。摄像机工作于外触发方式，通过视频分析、环形线圈或者窄波雷达检测通过车辆，在抓拍车辆的同时可获取车辆的行驶速度。两条车道共用一台高清数字摄像机的方式在保障系统性能的前提下，大大降低了系统成本。
第一章项目简介 一、工程概况 1、本项名称：*****交通信号灯安装项目 2、工程地址： 3、合同工期。 二、工程范围： 交通信号灯安装、信号灯电缆敷设、信号灯控制系统安装。 三、项目管理目标
第二章施工组织方案与部署 第一节部署原则 1、集中力量保质量、保工期，在人力、物资、机具给该工程以充分保障，各工序管理工作应相互协助，指导好现场的施工工作，搞好各工种的协调配合。 2、组织各工种配合施工，穿插作业，重点部位重点赶工。以达到土建、安装及其它各工种之间互创施工条件，以确保工程总体进度。 第二节施工管理措施 为顺利实现质量目标，我们采取的主要管理措施有： 1、将该工程列为我公司2013年的重点建设工程，由公司总经理直接领导，并组成强有力的施工现场管理机构和公司基地设备、材料、人员、后勤保障组织机构，发挥公司的优势，在各施工生产要素的配置上对该工程实行重点政策，确保工顺利完成。 2、组建精干、高效强有力的项目经理部，选配高素质的项目经理和管理人员，实行项目管理负责制，全权组织技术、质检、材料、安全、劳资、财务等部门对工程施工进行全员、全面、全过程的系统动态管理，并对工程质量、施工进度、安全生产、文明施工、成本核算及经济效益等进行全方位的目标责任管理与控制。 3、使用技术熟练，纪律严明，经过大型工程锤炼的能打硬仗的高素质的施工作业队伍在该工程上进行施工，发挥我公司管理上的优势，强化职能，统筹协调，综合管理，确保工程总体目标的实现。 第三节施工阶段管理方案 1、进场阶段 1.1 会同使用单位对施工现场进行认真堪察，合理选择信号灯桩位和线路铺设路线，绘制现场施工图纸，报请业主单位审批。
新型智能交通信号控制系统 报名号：BS2011-B241设计者：GARDING指导教师：匿名 摘要：本作品针对当前日益严重的交通拥堵问题，以EXP-89S51单片机为核心，设计出了一种新型智能交通信号控制系统，实现了对交通信号灯的实时智能控制。该新型控制系统在控制方案上采用了我们自主设计的新型两级模糊控制方案，该方案是一种同时具有自适应控制、分级模糊控制、相位繁忙优先和准确显时等优势的控制方案，更适用于实际的交通情况，且已获国家实用新型专利和相关论文已在科技核心期刊《现代电子技术》上发表。在软件设计上，采用了MATLAB和VB进行动态模拟，并与当前正在采用的几种控制方案进行了对比验证，验证了新方案的优越性。在硬件设计上，我们采用了EXP-89S51单片机、SP-MDCE25A 交通灯模组、E-TRY通用板和倒计时LED数码管模块等，并搭建了较好的逼真的外围平台来对其实现更具真实性的实时控制。该作品不论是在创新性、实用性、技术先进性，还是在可靠性、经济性上都具有很强的优势。 关键词：智能交通信号新型两级模糊控制 VB动态模拟 EXP-89S51单片机 1、系统总体方案介绍 1.1自主提出的新型智能交通信号控制的总控制系统原理 我们自主提出的新型智能交通信号控制的总控制系统原理如图1所示： 图1自主提出的新型智能交通信号控制的总控制系统原理图在该系统中，交叉口的交通参数经检测装置检测，将被测参数转换成统一的标准电信号，再经A/D转换器进行模数转换，转换后的数字量通过I/O接口电路送入新型两级模糊控制器再到控制台。 在新型两级模糊控制器和控制台内部，用软件对采集的数据进行处理和计算，然后经数字量输出通道输出。输出的数字量通过D/A转换器转换成模拟量，再经驱动模块对交通情况进行控制，从而实现对交叉口的实时智能交通控制。 1.2 基于EXP-89S51单片机的新型智能交通信号控制系统的总控制系统设计 本系统运用我们的新型两级模糊控制方案，采用了EXP-89S51来控制智能交通系统。系统的整体结构框图如图2所示：
课程设计任务书 专业计算机科学与技术 班级09计（嵌入式系统方向）姓名江海洋 学号0905101072 指导教师刘钰 金陵科技学院教务处制
摘要 本文介绍了一个基于MCS-51及PROTEUS的十字路口交通灯控制系统的设计与仿真，通过对现实路况交通灯的分析研究，理解交通控制系统的实现方法。 十字路口交通灯控制系统通常要实现自动控制和在紧急情况下禁止普通车辆，而让紧急车辆优先通行。本文还对MCS-51单片机的结构特点和重要引脚功能进行了介绍，同时对智能交通灯控制系统的设计进行了详细的分析。最后介绍了PROTEUS嵌入式系统仿真与开发平台的使用方法，利用Proteus 软件对交通灯控制系统进行了仿真，仿真结果表明系统工作性能良好。 关键字：单片机，proteus仿真，中断，十字路口交通灯控制系统
前言 1，十字路口的交通控制系统指挥着人和各种车辆的安全运行，对交叉口实行科学的管理与控制是交通控制工程的重要研究课题，是保障交叉口的交通安全和充分发挥交叉口的通行能力的重要措施，是解决城市交通问题的有效途径。交通灯信号灯的出现是人类历史上的一次重大改革，使人类的聚居生活，产生了深远的影响。使交通得以有效管制，对于疏导交通流量，提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。随着电子技术的发展，利用单片机技术对交通灯进行智能化管理，已成为目前广泛采用的方法。 2，此十字路口交通灯控制系统，分东西道和南北道，设东西道为A道，南北道为B 道。规定：A道放行时间为2分钟，B道放行1.5分钟；绿灯放行，红灯停止；绿灯转红灯时，黄灯亮2秒钟；若有紧急车辆要求通过时，此系统应能禁止普通车辆，而让紧急车辆通过。 3，应用单片机实现对交通灯的控制，在十字路口用红，黄，绿的指示灯，加上四个以倒计时显示的数码管来控制交通。考虑到紧急车辆，设计紧急车辆开关。
交通信号控制系统解决方案 1概述 交通信号控制系统，是智能交通系统（ITS）在交通管理工作中的基本应用，也是城市智能交通管控系统中最直接、最基础的应用系统。通过建设信号控制系统，实现信号路口联网远程控制、交通流量的采集、路口自适应控制、绿波协调控制以及区域的自适应控制，有效减少车辆的停车次数，节省旅行时间；后台实时调整信号配时，采取多时段控制方式，必要时，可通过智能交通管理中心人工干预，直接控制路口交通信号机执行指定相位，有效的疏导交通，减少行车延误，提高通行能力，缓解日益严峻的城区道路交通拥堵压力，提高城区交通综合管理能力，减少汽车尾气排放，美化环境，提升城区形象。 2系统结构设计 系统结构划分为3级：分别为中心控制级设备、区域控制级设备以及路口控制级设备。交通信号控制系统设备主要包括中心设备、前段设备和通信设备。
（1）中心控制级设备 中心控制级设备作用主要是： ?监控整个系统的运行。 ?协调区域控制级的运行。 ?具备区域控制级的所有功能。（2）区域控制级设备 区域控制级设备作用主要是： ?监控受控区域的运行。
?对路口交通信号进行协调控制。 ?对路口交通信号机的工作状态和故障情况进行监视。 ?通过人机回话对路口交通信号机进行人工干预。 ?监视和控制区域级外部设备的运行。 ?进行交通流量统计处理。 （3）路口控制级设备 路口控制级设备即信号机，其作用主要是： ?控制路口交通信号灯。 ?接收处理来自车辆检测器的交通流信息，并定时向区域计算机发送。 ?接收处理来自区域计算机的命令，并向区域计算机反馈工作状态和故障信息。 ?具有单点优化能力。 3系统功能设计 3.1基础功能 （1）区域自适应控制 系统以控制子区作为基本控制单元，综合考虑子区内的交通运行状态（如交通阻塞、交通拥挤、交通顺畅）、交叉口的关联性大小、交叉口的实际交通量，确定公共信号周期与相位差的决策模型，并运用智能优化算法实时优化子区协调控制配时参数，实现控制子区交叉口的协调控制功能。 系统的区域交叉口协调控制能够确保控制区域内的交通流时刻处于最佳运行状态，相邻交叉口之间协调方向的行驶车流可以获得尽可能不停顿的通行权，大大降低车辆在交叉口频繁加减速所产生的交通污染，减少区域交通总的车辆燃油
交通信号灯及控制系统设备安装与施工详解 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
包括机箱、灯杆、SCATS检测线圈、电缆与电线、取电电源、防雷与接地、管井与管道等设施设备，下面介绍各个部分的材料、安装要求和施工工序。 机箱 1．信号机箱无特殊情况时一般安装在路口的西南角。 2．信号机箱的安装应考虑设置在人行横道上视野宽阔、不妨碍行人及车辆通行、能观察到交叉口的交通状况和的变化状况、并能容易驳接电源的地点。 3．信号机箱的基础位置与人行横道的路缘距离应在 50～100cm，与路缘平行，基础高于地面 20cm，平面尺寸应和信号机箱底座尺寸一致，地面以下的水泥钢筋基础至少 70cm深。 4．在有可能积水的地面安装信号机箱时，应适当增加基础高度，防止信号机被积水淹没。 5．信号机箱安装完毕后，应将机箱底部的接线孔用填充物密封，防止潮气侵蚀。 6．信号机箱安装时，保护接地线、避雷器接地线的接地施工应符合 GB50169《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》的规定；接地完毕，测量信号机箱接地电阻小于 4Ω。 灯杆 灯杆制作 1．杆所属的立柱、法兰盘、地脚螺栓、螺母、垫片、加强筋等金属构件及悬臂、支撑臂、拉杆、抱箍座、夹板等附件的防腐性能应符合 GB/T18226《钢构件防腐技术条件》的规定。 2．信号灯杆应采用圆形或多棱形经热镀锌处理的钢管制造。
3．信号灯杆安装前须经过防锈处理，底层喷涂富锌防锈底漆，外层喷涂银灰色瓷漆。 4．机动车立柱式灯杆距路面约 350mm 处留有拉线孔和拉线孔门，人行道和杆距路面约300mm 处留有拉线孔和拉线孔门。 5．立柱式灯杆拉线孔门应设有防盗措施，孔内设置接地端子座，以便接驳地线。 6．立柱式灯杆顶部安装灯具处应留有出线孔，并配备橡胶护套、电缆线回水弯挂钩，灯杆顶部应安装塑料或经防腐处理的内套式金属防水管帽。 7．悬臂式灯杆悬臂杆与支撑杆使用圆形或多棱形的变截面型材制作，悬臂与灯杆连接端宜焊接固定法兰盘，悬臂下应留有进线孔和出线孔。 8．杆拉杆宜使用圆钢制作，一端配有可调距离的螺旋扣，直径和长度根据悬臂长度确定。 9．信号灯杆杆体底部应焊接固定法兰盘，法兰盘与杆体之间应均匀焊接加强筋。灯杆安装 1．悬臂式灯杆支撑臂使用抱箍、抱箍座与灯杆连接固定；拉杆与灯杆、拉杆与悬臂、支撑臂与悬臂可使用夹板连接固定；安装时使用的固定螺栓、螺母、垫圈应使用热镀锌件并用弹簧垫圈压紧。 2．紧固标准件全部采用不锈钢材料。 3．信号灯杆安装应保证杆体垂直，倾斜度不得超过±%。 4．信号灯杆安装应有足够的强度，能抵抗 12 级大风或者一般移动物体的撞击。 5．信号灯杆保护接地电阻应小于 4Ω。 SCATS检测线圈 材料要求
引言 随着城乡的经济发展，车辆的数量在迅速的增加，交通阻塞的问题已经严重影响了人们的出行。 现在的社会是一个数字化程度相当高的社会，很多的系统设计师都愿意把自己的设计设计成集成电路芯片，芯片可以在实际中方便使用。随着EDA技术的发展，嵌入式通用及标准FPGA器件的呼之欲出，片上系统(SOC)已经近在咫尺。FPGA/CPLD 以其不可替代的地位及伴随而来的极具知识经济特征的IP芯片产业的崛起，正越来越受到业内人士的密切关注。FPGA就是在这样的背景下诞生的，它在数字电路中的地位也越来越高，这样迅速的发展源于它的众多特点。交通等是保障交通道路畅通和安全的重要工具，而控制器是交通灯控制的主要部分，它可以通过很多种方式来实现。在这许许多多的方法之中，使用FPGA和VHDL语言设计的交通灯控制器，比起其他的方法显得更加灵活、易于改动，并且它的设计周期性更加短。 城市中的交通事故频繁发生，威胁着人们的生命健康和工作生活，交通阻塞问题在延迟出行时间的同时，还会造成更多的空气污染和噪声污染。在这种情况下，根据每个道路的实际情况来设置交通灯，使道路更加通畅，这对构建和谐畅通的城市交通有着十分重要的意义。
第一章软件介绍 1.1 QuartusⅡ介绍 本次毕业设计是基于FPGA下的设计，FPGA是现场可编程门阵列，FPGA开发工具种类很多、智能化高、功能非常的强大。可编程QuartusⅡ是一个为逻辑器件编程提供编程环境的软件，它能够支持VHDL、Verilog HDL语言的设计。在该软件环境下，设计者可以实现程序的编写、编译、仿真、图形设计、图形的仿真等许许多多的功能。在做交通灯控制器设计时选择的编程语言是VHDL语言。 在这里简单的介绍一下QuartusⅡ的基本部分。图1-1-1是一幅启动界面的图片。在设计前需要对软件进行初步的了解，在图中已经明显的标出了每一部分的名称。 图 1-1-1 启动界面 开始设计前我们需要新建一个工程，首先要在启动界面上的菜单栏中找到File，单击它选择它下拉菜单中的“New Project Wizard”时会出现图1-1-2所显示的对话框，把项目名称按照需要填好后单击Next，便会进入图 1-1-3 显示的界面。
编号: 毕业论文(设计) 题目智能交通信号灯控制系统设计 指导教师xxx 学生姓名杨红宇 学号201321501077 专业交通运输 教学单位德州学院汽车工程系（盖章） 二O一五年五月十日
德州学院毕业论文（设计）中期检查表
目 录 1 绪论............................................................................................................................ 1 1.1交通信号灯简介...................................................................................................... 1 1.1.1 交通信号灯概述.................................................................................................. 1 1.1. 2 交通信号灯的发展现状...................................................................................... 1 1.2 本课题研究的背景、目的和意义 ......................................................................... 1 1. 3 国内外的研究现状 ................................................................................................. 1 2 智能交通信号灯系统总设计.................................................................................... 2 2.1 单片机智能交通信号灯通行方案设计 ................................................................. 2 2.2 功能要求 ............................................................................... 错误！未定义书签。 3 系统硬件组成............................................................................................................ 4 4 系统软件程序设计.................................................................................................... 5 5 结论和展望................................................................................................................ 6 参考文献...................................................................................... 错误！未定义书签。 杨红宇 要： 但是传统的交通信号灯不已经不能满足于现代日益增长的交通压力，这些缺点体现在：红绿 以及车流量检测装置来实现交通信号灯的自控制，随着车流量来改变红绿灯1 绪论 1.1 1.1.1 为现代生活中必不可少的一部分。
交通灯信号控制器仿真设计 08机电2班 张丽云 0811116041 1.前言 城市十字交叉路口为确保车辆、行人安全有序地通过，都设有指挥信号灯。交通信号灯的出现，使交通得以有效地管制，对于疏导交通、减少交通事故有明显的效果。现有2条主干道汇合点形成十字交叉口，为确保车辆安全、迅速的通行，在交叉路口的每条道上设置一组交通灯，交通灯由红、黄、绿3色组成。红灯亮表示此通道禁止车辆通过路口；黄灯亮表示此通道未过停车线的车辆禁止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮表示该通道车辆可以通行。要求设计一交通灯控制电路以控制十字路口两组交通灯的状态转换，指挥车 由表1可以得出信号灯状态的逻辑表达式： A G =n Q 1n Q 0 A Y =n Q 1n Q 0 A R =n Q 1
B G =n Q 1n Q 0 B Y =n Q 1n Q 0 B R =n Q 1 由特性方程： 10+n Q = n Q 1n Q 0+n Q 1n Q 0 11+n Q = n Q 1n Q 0+n Q 1n Q 0 1+n Q = J n Q +K n Q 可得 0J =n Q 1，0K =n Q 1；1J =n Q 0，1K =n Q 0 要实现45s 的倒计时，需选用两个74190芯片级联成一个从99到00的计数器，其中作为个位数的74190芯片的CLK 接秒脉冲发生器，再把个位数74190芯片输出端A Q 、D Q 用一个与门连起来，再接在十位数74190芯片的CLK 端。当个位数减到0时，再减1就会变成9，0（0000）和9（1001）之间的A Q 、D Q 同时由0变为1，把A Q 、D Q 与起来接在十
交通信号灯控系统技术文件（集中控制型） 1．交通信号管理系统方案 1.1概述 交通是城市的主要功能之一。城市交通是城市经济和社会发展的动脉，而城市交通设施是城市基础设施的重要组成部分。一个城市的交通的服务水平反映了一个城市的现代化水平。 随着我国经济的高速发展，城市化速度加快，人口和车辆数量剧增，由此引起交通拥挤阻塞、交通事故频发、交通环境恶化，交通问题成为令人困扰的严重问题。如何改善城市交通状况？直接办法就是修路扩路。但任何一个城市，可供修建道路的空间都有限，且需巨额资金。因此，在现有硬件设施的条件下，提高交通控制和管理水平，合理使用交通设施，充分发挥其能力，并采用软设施来改善城市的交通状况。 欧美、日本及澳大利亚等，对交通控制系统的研究给予高度重视，投入了大量人力物力。从1994年起，智能交通(ITS)这一术语得到全世界的广泛承认，它研究的一个重要方面就是智能交通控制与管理。其中英国的SCOOTS系统和澳大利亚的SCATS 系统都是较成功的区域交通控制系统，在世界几十个大城市中运用。由于我国为混合交通，自行车较多，行人交通安全意识淡薄，交通控制设备落后，一些实例已经证明：简单引进SCOOTS和SCATS 系统并不适合我国国情。 京安城市交通信号管理系统是基于城市中的主干道的线控而开发出来的，它把整个城市路口作为一个有机的整体来看待，车流通过路口时可以全部是遇上绿灯，根本不用停车，车速可以大大加快；在一定程度上使机动车不会冲红灯：因为当红灯时，司机可以看到下面相邻的路口也是红灯，过了本路口，还是红灯；当绿灯时，主干道的车多，车速快，车流连续，另方向的车难以穿过其中，所以也取消了冲红灯的念头。人通过交叉路口的安全性也有很大提高：主干道是红灯时，减少了从上游路口过来的车辆，人流通过路口时再也不用与机动车抢道了；主干道是绿灯时，人流慑于机动车的连续快速行驶，不会强行通过路口。这样，使繁忙拥挤的城市交通变得有规律，人车各行其道，既保障了交通安全又规范了道路的管理，为城市的发展奠定了坚实的基础。 1.2交通信号控制系统结构 系统采用两级分布式控制结构，由控制中心计算机、交通信号控制机、通信设备、路口交通设备等组成，如下图所示：
交通信号控制系统 1.1项目概述 对当地的简单介绍及交通状况的分析。 1.1.1系统概述 城市交通的管理与控制是智能交通系统的重要组成部分，城市交叉口的通行能力是决定道路通行的关键。交通信号控制系统对城市交叉口进行系统化协调控制，能缓解拥堵区域的交通压力，使交通流量在整个城市范围内的分配趋于合理，能够降低或消除对道路的瓶颈影响，提高道路的通行能力和服务水平。 交通信号控制系统的发展经历了点控、线控和面控3个阶段： （1）每个交叉口的交通控制信号只按照该交叉口的交通情况独立运行，不与其邻近交叉口的控制信号有任何联系的，称为单个交叉口交通控制，也称为单点信号控制，俗称“点控制”。 （2）把干道上若干连续交叉口的交通信号通过一定的方式联结起来，同时对各交叉口设计一种相互协调的配时方案，各交叉口的信号灯按此协调方案联合运行，使车辆通过这些交叉口时，不致经常遇上红灯，称为干道信号联动控制，也叫“绿波”信号控制，俗称“线控制”。 （3）以某个区域中所有信号控制交叉口作为协调控制的对象，称为区域交通信号控制系统，俗称“面控制”。 1.1.2设计目标 交通信号控制系统目标如下： （1）降低交通延误，降低停车次数，提高车速，降低机动车油耗，减少交通污染，改善城市环境； （2）科学控制交通流，最大限度利用现有道路，提高道路的通行能力； （3）使交通有序运动，从而改善交通秩序，有利于交通安全； （4）节省警力，降低交警的劳动强度。 1.1.3设计原则 根据我公司多年来在城市智能交通领域的建设经验，对公安、交通行业业务需求的深入理解，结合我国交通发展的现状，根据信号控制系统设计理论，在设
计过程中秉承以下原则： 1.1.3.1标准化原则 交通信号控制系统严格按照公安部颁布的标准GA47-2002《道路交通信号控制机》和GB/T20999-2007《交通信号控制机与上位机间的数据通信协议》规定的技术要求进行设计，所有数据格式与接口均符合国家标准，并在此基础上加以完善，以适应各地的交通状况。 1.1.3.2先进性原则 采用科学的、主流的、符合发展方向的技术、设备和理念，系统集成化、高清化、网络化、模块化，使系统具有“国内领先，国际先进”的总体水平，能够适应交通控制未来发展的要求。 1.1.3.3实用性原则 系统提供清晰、简洁、友好的中文操作界面，操控简便灵活，易学易用，便于管理和维护，系统具有自动恢复功能，整个系统的操作简单、快捷、环节少，以保证不同的操作者都能熟练操作系统，具有高度友好的界面和使用性。 系统设计、选材、选型符合国家及行业的有关标准，与用户及其上级管理部门的有关规定要求相适应，与用户在经济能力方面实际情况相吻合。 1.1.3.4可靠性原则 交通信号控制系统选用集成度和稳定性高的设备，具有系统自诊断和维护管理功能、远程设备监控、数据备份等功能。室外设备具有耐高温、耐高湿、耐低温，防雷、防尘等特性，保证系统的正常可靠运行。 1.1.3.5安全性原则 交通信号控制系统具有防误操作特性，通过合理的硬件结构设计、有效的外场保护措施以及完善的内部管理机制有效避免系统遭到恶意攻击和数据被非法提取的现象出现，保障系统的信息安全。同时通过数据加密、备份、补录、恢复等措施，提高系统在传输链路故障时的数据完整性及安全性。 1.1.3.6经济性原则 交通信号控制系统的可靠性得到提升，因此系统的维护成本显著下降。采用技术先进的设备，通过最优化的系统集成，设备使用寿命长，系统经济性显著提高。
模拟交通灯设计报告 题目交通信号灯控制系统 团队研发区第二组 完成时间2011-11-31 贵州民族学院开放实验室
` 目录 一、项目名称 (1) 二、选题背景 (1) 2.1 课题背景 (1) 2.2 交通灯的历史 (1) 三、单片机简介 (2) 3.1 单片机的发展历程 (2) 3.2 单片机的特点： (3) 3.3 AT89C52单片机简介 (4) 四、设计基本要求和步骤 (5) 4.1 基本要求 (5) 4.2 设计步骤 (6) 五、硬件和软件设计 (6) 5.1 硬件电路图 (6) 5.2 程序流程图 (8) 主程序 (8) 运行过程 (9) LED显示程序 (10) T0中断 (11) INT0中断 (11) 5.3 P0、P1口显示状态编码表 (12) 5.4 程序源代码 (12) 5.5 程序运行效果图 (21) 六、心得体会 (22) 七、参考文献.............................................................................. 错误！未定义书签。
模拟交通灯设计报告 一、项目名称 十字路口交通信号灯控制系统 二、选题背景 2.1 课题背景 由于我国经济的快速发展从而导致了汽车数量的猛增，大中型城市的城市交通，正面临着严峻的考验，从而导致交通问题日益严重，其主要表现如下：交通事故频发，对人类生命安全造成极大威胁；交通拥堵严重，导致出行时间增加，能源消耗加大；空气污染和噪声污染程度日益加深等。日常的交通堵塞成为人们司空见惯而又不得不忍受的问题，在这种背景下，结合我国城市道路交通的实际情况，开发出真正适合我们自身特点的智能信号灯控制系统已经成为当前的主要任务。随着电子技术的发展，利用单片机技术对交通灯进行智能化管理，已成为目前广泛采用的方法。 2.2 交通灯的历史 1868年12月10日，信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了，由当时英国机械师德·哈特设计、制造的灯柱高7米，身上挂着一盏红、绿两色的提灯--煤气交通信号灯，这是城市街
城市交通信号集中控制系统 技术方案
目录 1、系统设计依据 (2) 2、系统的组成 (3) 3、功能与特点： (6) 4、系统指标 (7) 4.1 中心计算机配置指标: (7) 4.2、通讯系统 (8) 4．3 、交通信号机的技术指标： (9) 4.4、环行线圈车辆检测器的技术指标： (9) 5、组成设备介绍 (10) 5.1、UTC1000集中协调式交通信号控制机 (10) 5．2、环形线圈车辆检测器： (12) 5．3、GIS地理信息系统（可选）： (14) 5．4、通讯计算机系统 (14) 5．5、中心软件 (15) 5．5．3、操作台软件基本功能说明: (18) 附件1、信号机基础件： (44) 附件2、信号机外型图： (45) 附件3、信号机实际效果图： (1)
城市交通集中协调式控制系统（UTCS, Urban Traffic Control System）是现代城市智能交通系统（ITS ）的重要组成之一，主要用于城市道路交通的控制与智能化管理。 交通信号控制系统主要功能是自动协调和控制区域内交通信号灯的配时方案，均衡路网内交通流运行，使停车次数、延误时间及环境污染等减至最小，充分发挥道路系统的交通效益。必要时，可通过指挥中心人工干预，直接控制路口信号机执行指定相位，强制疏导交通。 通过安装在道路上的车辆检测器，智能信号控制系统可以优化交通信号灯网络的交通方案，使其适应交通流变化条件，从而使在控路网中运行的车辆的延误和停车次数达到最小，交通信号控制系统全面实施以后，在控制区域内应达到：行车延误减少15％以上、行车速度提高10%以上，停车次数减少15%以上。 1、系统设计依据 依据国家和行业相关标准、相关研究成果等资料进行本设计，具体如下： 《全面推进公安交通管理信息系统建设和应用工作的意见》 《道路交通信号机标准》（GA47-2002） 《道路交通信号控制系统术语》（GA/T509---2004） 《公安交通指挥系统工程设计规范》（GA/T515---2004） 《城市道路交通信号控制方式适用规范》（GA/T527-2005） 《交通信号控制机与上位机间的数据通信协》 （GB20999-2007-T）《倒记时显示器》（GAT508-2004） 《计算机信息系统安全保护等级划分准则》（GB17859） 《民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB50198）
交通信号灯控制系统(红绿灯系统) 1、概述 近年来，随着经济发展，营运车辆拥有量的增加使道路市场必须规有序，交通安全管理必须上一新台阶。按照“高起点规划，高标准建设，高效能管理”的思路，坚持把城市化作为城市经济的一大战略来抓，积极建设城区交通基础设施工程，建立交通安全管理网络。严格抓好交通管理，以加强交通队伍建设和行业文明建设。 对****信号控制系统进行升级改造，在*****新建设一套信号控制系统 2、设计依据 ?《道路交通信号控制机》（GB25280-2010） ?《道路交通信号灯》（GB14887-2011） ?《道路交通信号灯设置与安装规》（GB14886-2006） ?《道路交通信号倒计时显示器》（GA/T508-2004） ?《道路交通安全行为图像取证技术规》（GA/T832-2009） ?《交通信号机技术要求与测试方法》（GA/T47-93） ?《道路交通信号机标准》（GA47-2002） ?《道路交通信号灯安装规》（GB14866-94） 3、设计原则 本期工程按“国领先、国际先进”的原则设计方案，提供完整、最新而成熟的产品，并保证各项技术和设备的先进性、实用性和扩展性。提高交通道路口的车辆通行速度，保证道路畅通。因此该系统是建设畅通工程中的重要措施之一。 信号控制系统的设置应充分结合本路段的工程自身特点，在达到适时、适量地提供交通信息，确保行车安全目的的同时，尽可能与道路的整体效果相结合。 1）设计思路 以有效地管理道路交通，达到安全、经济、合理、美观为目的，严格按照国家有关规定设置信号灯等交通设施。
交通拥挤情况主要发生在车流人流相对集中的主要繁华城区路口和路段，根据现有主要交通干道路面宽度划分车道，基本可以满足城区车辆通行的需要。 2）预期实现目标 完善城区交通安全设施布局，规行车和行人秩序，减少交通事故，一定程度上改善城市形象。 4、交通信号控制系统功能 （1）图形与界面 系统界面中文化、图形化、菜单化。命令操作方式灵活多样，并对错误操作发出警告或禁止执行。 能多用户、多窗口显示，显示窗口可缩放、移动。 具有图形编辑工具，可以对图形的区域背景、路口背景等进行用户化编辑。 背景地图可按管理区域和路口进行缩放和漫游显示。 能够实时显示路口设备、路口设备工作状态及信号控制模式等信息。 系统可动态、实时地显示路口信号灯的运行状况，并可对某一路口的信号灯变化进行实时显示；还可以根据需要直接对信号机进行手动操作功能。 能够用图表显示交通流量、占有率等统计分析数据。 （2）用户管理 系统能够支持至少50个用户的使用和管理，对用户的名称、密码和访问角色等相关容进行设置。 能够设立访问角色，能够定义相应的访问权限，每个用户可以对应多个角色。 组管理：每个组可以有多个用户，所有用户不能重名，不同的组可以管理不同的路口设备。 记录用户登录和退出系统的时间及用户使用过的操作命令，显示用户是否在线。 禁止多用户对同一对象同时进行控制操作，并给出提示信息。 （3）日志管理 操作员记录：操作员登录/退出时间、部分重要操作命令记录。 记录保存时间：系统至少保留最近12个月的综合日志记录。
1交通信号控制系统概述交通信号控制系统是智能交通管理系统的重要子系统，其主要功能是自动协 1.1调和控制整个控制区域内交通信号灯的配时方案，均衡路网内交通流运行，使停车次数、延误时间及环境污染减至最小，充分发挥道路系统的交通效益。 必要时，可通过控制中心人工干预，直接控制路口信号机执行指定相位，强制疏导交通。 NATS交通信号控制系统用于城市道路交通的控制与管理，可以提高车速、减少延误、减少交通事故、降低能耗和减轻环境污染。 从上个世纪八十年代中期以来，中国电子科技集团公司第二十八研究所就开始了NATS系统和路口交通信号控制机的研制开发。 该系统通过了国家鉴定验收，获得了国家重大科技攻关成果奖、公安部科技进步一等奖和国家科技进步三等奖。 NATS交通信号控制系统特点： 适合中国城市混合交通的特点，具有自行车控制功能；系统支持多种硬件平台（微机、工作站以及大、中、小型计算机），多种软件平台（WINDOWS 98/NT/2000/XP）；支持多种外部设备（动态地图板、室内信息板、室外信息板、违章记录仪…）；支持多种系统互联（电视监视系统、地理信息系统、车辆定位系统、违章捕捉系统、信息管理系统…）；系统配置灵活、裁剪方便；支持远程控制和维护；支持多种通信方式（光缆、电话线、GPRS/CDMA无线通信、城域网…）；系统人机界面友好，显示内容丰富，操作使用方便；与国外同类系统相比，具有很高的性能价格比。 1.2系统结构 1.2.1系统控制应用层结构NATS交通信号控制系统采用三级分布式递阶基本控制结构： 中心控制级，区域控制级，路口控制级（参见下图）。
中心控制级区域控制级1区域控制级2路口控制级路口控制级路口控制级区域控制级N 1.2.2系统基本结构区域监控台动态地图板室内信息板违章捕捉仪区域控制计算机数据通信控制机(光端机)光纤(光端机)(光端机)路口信号机…(光端机)(光端机)路口信号机室外情报板…室外情报板交通信号灯车辆检测器其中： 区域控制计算机监视、控制、协调整个系统的运行，可同时控制128个外部设备，如果外部设备超过128路，可采用多台区域控制计算机。 区域监控台用作交通工程师工作台，实时显示被控区域内的交通状态和信息，下达人机会话命令；数据通信控制机为区域控制计算机与户外设备提供通信通道；路口信号机负责采集、处理、传送交通信息，控制路口信号灯色；环形线圈检测器和微波检测器安装位置可分布在路口或者路段；动态地图板实时显示被控区域内的交通状态。 1.3系统功能 1.3.1系统三级控制功能1）中心控制级监控整个系统的运行；协调区域控制级的运行；具备区域控制级的所有功能。 2）区域控制级监控受控区域的运行；对路口交通信号进行协调控制； 对路口交通信号机的工作状态和故障情况进行监视；通过人机会话对路口交通信号机进行人工干预；监视和控制区域级外部设备的运行；进行交通流量统计处理。 3）路口控制级控制路口交通信号灯；接收处理来自车辆检测器的交通流信息，并定时向区域计算机发送；接收处理来自区域计算机的命令，并向区域计算机反馈工作状态和故障信息；具有单点优化能力。 4）终端控制为了方便灵活地控制系统，系统可挂接终端控制计算机（工作站），终端控制计算机提供与区域控制计算机完全同样的显示操作功能，终端控制计算机既可以是本地的（如放在管控中心），也可以是远程的（如在任何地方通过公安网进行控制）。 1.
交通灯信号控制器仿真设计 一、设计目的 1、巩固和加强《数字电子技术》课程的理论知识。 2、掌握电子电路的一般设计方法，了解电子产品研制开发过程。 3、掌握电子电路安装和调试的方法及其故障排除方法，学会用Multisim软 件仿真。 4、通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析问题、解决问题以及团队协作能力。巩固所学知识，加强综合能力，提高实验技能，启发创新能力的效果 5、培养学生创新能力和创新思维。让学生通过动手动脑解决实际问题，巩固课程中所学的理论知识和实验技能。 二、设计要求 1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求东西方向和南北方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为45s。时间可设置修改。 2、在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5s，才能变换运行车道。 3、黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。 4、东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示。 5、假定+5V电源给定。 三、总体概要设计 设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求东西方向和南北方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都为45s，每次绿灯变红时黄灯先亮5秒。该交通灯控制系统的总体设计方案如下图所示所示。90进制加法计数器作为该系统的主控制电路，控制东西方向和南北方向交通的及LED显示，秒信号发生器产生整个定时系统的时间脉冲，通过加法计数器对秒脉冲加计数，当到达固定时刻，控制LED显示的减法计数器进行数制转换，交通灯做出相应的变化。 交通灯控制系统的总体设计方案 电
电路流程图 四、局部细节设计 一、秒脉冲电路部分
二、主控电路（89进制加法计数器）部分 三、东西方向减法计数器及LED显示部分
1引言 1.1 本课题的意义 城市交通控制系统主要是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它已经成为现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。因此，如何利用先进的信息技术改造城市交通系统已成为城市交通管理者的共识[1]。 高效的交通灯智能控制系统是解决城市交通问题的关键。随着经济的快速发展，城市中的车辆逐渐增多，交通拥挤和堵塞现象日趋严重，引起交通事故频发、环境污染加剧等一系列问题。本设计采用单片机控制，实现交通信号灯的智能控制。系统根据东西和南北两个方向的车辆情况，自动进行定时控制和智能控制方式的切换，当某一方向没有车辆时，系统会自动切换使另一方向车辆通行。当两个方向都有车辆时，按照定时控制方式通行。本设计与普通的交通信号控制系统相比，其优点是可根据路口情况的不同，对交通灯进行差异化控制，从而达到使道路更为通畅的目的，最大限度的缓解交通拥挤情况[2]。 交通信号控制系统是现代城市交通控制和疏导的主要手段。而作为城市交通基本组成部分的平面交叉路口，其通行能力是解决城市交通问题的关键，而交通信号灯又是交叉路口必不可少的交通控制手段。随着计算机技术和自动控制技术的发展，以及交通流理论的不断发展完善，交通运输组织与优化理论、技术的不断提高，国内外逐步形成了一批高水平有实效的城市道路交通控制系统[3]。 1.2 国内外发展状况 交通信号控制系统是现代城市交通控制和疏导的主要手段。而作为城市交通基本组成部分的平面交叉路口，其通行能力是解决城市交通问题的关键，而交通信号灯又是交叉路口必不可少的交通控制手段。随着计算机技术和自动控制技术的发展，以及交通流理论的不断发展完善，交通运输组织与优化理论、技术的不断提高，国内外逐步形成了一批高水平有实效的城市道路交通控制系统[4]。 国外现状 1 澳大利亚SCAT系统