案例：十字路口红绿灯的控制

十字路口红绿灯的合理设置陈金康检索词：红绿灯设置、红绿灯周期一、问题的提出作为城市交通的指挥棒，红绿灯对交通的影响起着决定性作用。

如果红绿灯的设置不合理，不仅会影响到交通秩序；还有可能会影响到行人和自行车的安全。

目前杭城还有很多路口的红绿灯设置存在一些不合理的因素，我们以古墩路一个路口(界于天目山路和文苑路之间)的红绿灯设置为例，该路口是刚开通的，交管部门对路况和车流量的研究还不是很成熟，因此红绿灯的设置存在一些问题。

该路口的车流量相对比较小，有几个方向的车流量特别小，但绿灯时间设置太长，经常出现路口空荡荡但是车辆必须长时间等待的情况；同时在这样的路口，右转红灯显得有些多余。

另外，该路口不同时段的红绿灯设置没有什么区别，显然这是非常不合理的。

下面我们就针对该路口来研究一下红绿灯设置的合理方案。

我们主要研究两个方面：红绿灯周期的设置以及一个周期内各个方面开绿灯的时间。

二、模型的建立1、红绿灯周期从《道路交通自动控制》中，我们可以找到有关红绿信号灯的最佳周期公式：sq L C ∑-+=15 其中 :C 为周期时间。

相位：同时启动和终止的若干股车流叫做一个相位。

L 为一个周期内的总损失时间。

每一相位的损失时间I=启动延迟时间-结束滞后时间；而整个周期的总损失时间为各个相位总损失时间的和加上各个绿灯间隔时间R 。

（通俗地讲，启动延迟时间即司机看到绿灯到车子启动的反应时间，结束滞后时间即绿灯关闭到最后一辆车通过的时间。

）即R I L +∑=q 为相应相位的车流量s 为相应相位的饱和车流量。

（当车辆以大致稳定的流率通过路口时，该流率即该相位的饱和车流量。

）2、南北方向和东西方向开绿灯时间的分配不妨忽略黄灯，将交通信号灯转换的一个周期取作单位时间，又设两个方向的车流量是稳定和均匀的，不考虑转弯的情形。

设E 是单位时间从东西方向到达路口的车辆数；S 是单位时间从南北方向到达路口的车辆数。

假设在一个周期内，东西方向开红灯、南北方向开绿灯的时间为R ，那么在该周期内，东西方向开绿灯、南北方向开红灯的时间为1-R 。

目录1。

项目要求 (1)1。

1十字路口红绿灯PLC控制系统的构成 (1)1。

2控制功能分析 (1)2.总体方案设计 (2)3．硬件电路图 (3)4．PLC的I/O控制点分配 (4)5．软件编制 (5)5.1PLC控制程序流程图如下： (5)5.2 PLC软件编制 (5)5.3组态王界面设计 (6)7软件调试 (7)7。

1PLC及组态王的调试 (7)7.2组态实时监控 (7)7。

3测试结果分析 (9)8。

心得体会 (9)附录 PLC控制程序 (10)十字路口红绿灯PLC控制1.项目要求1.1 十字路口红绿灯PLC控制系统的构成十字路口交通信号灯通常设置红、绿和黄三种颜色，但是有的路口仅设置红、绿两种，如果采用PLC控制则可少用两个控制点.现有一个十字路口，东西和南北方向每个路口都设有红色和绿色指挥信号灯，其示意图如下：图1—1十字路口交通信号灯示意图1。

2控制功能分析1.2.1 工作过程(1）接通启动开关后，信号灯系统开始工作，且以南北方向红灯先亮、东西方向绿灯才亮作为初始状态。

当断开启动开关时，全部信号灯熄灭。

(2）南北绿灯东西绿灯不能同时亮，否则系统自动熄灭信号灯并报警。

（3） 南北红灯持续25s ，与此同时东西绿灯亮维持20s ，然后闪烁3s 后熄灭。

接着东西黄灯亮2s ，然后南北绿灯亮。

(4） 东西红灯持续亮30s ，同时南北绿灯亮25s ，然后闪亮3s 后熄灭。

接着南北黄灯又亮2s ，然后东西绿灯亮。

南北和东西的信号灯,就这样按控制要求周而复始的进行工作. 1。

2。

2 控制要求要求采用PLC 作为控制中心,采用触摸屏或上位机(组态软件编程)监控。

（1). 控制系统应有电路联锁和保护功能。

（2）。

操作界面要求有动作效果，可以显示操作的进度。

（3）。

检测、控制信号要准确，安全、可靠。

1.2.3 硬件设计根据控制要求，主控设备选用PLC ，信号灯采用红、黄、绿灯泡(各4个),启动采用单刀开关实现。

宁夏大学新华学院课程考核绪论主要内容：随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志)于1918年诞生。

它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上，由于它的诞生，使城市交通大为改善。

黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎，他怀着“科学救国”的抱负到美国深造，在大发明家爱迪生为董事长的美国通用电器公司任职员。

一天，他站在繁华的十字路口等待绿灯信号，当他看到红灯而正要过去时，一辆转弯的汽车呼地一声擦身而过，吓了他一身冷汗。

回到宿舍，他反复琢磨，终于想到在红、绿灯中间再加上一个黄色信号灯，提醒人们注意危险。

他的建议立即得到有关方面的肯定。

于是红、黄、绿三色信号灯即以一个完整的指挥信号家族，遍及全世界陆、海、空交通领域了。

交通灯控制器设计主要功能是用单片机控制LED灯模拟指示。

模拟东西南北方向的十字路口交通灯信号控制情况。

以89C51单片机为核心芯片，采用中断方式实现控制。

本模拟系统由单片机硬/软件系统，两位8段数码管和LED灯显示系统。

和复位电路控制电路等组成，较好的模拟了交通路面的控制。

基本要求：利用单片机的定时器产生秒信号，控制十字路口的红、绿、黄灯交替点亮和熄灭，并且用4只LED数码管显示十字路口两个方向的剩余时间。

要求能用按键设置两个方向的通行时间（绿、红等点亮的时间）和暂缓通行时间（黄灯点亮的时间）。

系统的工作应符合一般交通灯控制的要求。

参考文献：[1] 张毅刚，彭喜元编著.《单片机原理与应用设计》[2] 郭天祥编著.《新概念51单片机C语言教程：入门、提高、开发、拓展全攻略》[3]编写本课程设计内容的软件设计（包含程序流程图和对程序注释）。

[4]硬件实验部分可选用实验箱测试或Proteus仿真软件实现。

目录1 绪论 (2)1.1主要内容 (2)1.2 基本要求 (3)1.3 参考文献 (3)2 设计方案简介 (5)3 系统需求分析 (6)4 单片机概述 (6)5 本设计的简要概述 (7)6 本设计主要包括几个主要的元件 (8)7 模块设计 (9)7.1硬件原理图 (9)7.2软件系统结构图 (10)7.3软件流程图 (10)8 源程序 (12)9 主要函数说明 (33)对本设计的简单评述 (34)附录A (35)附录B (35)设计方案简介：交通在人们的日常生活中占有重要的地位，随着人们社会活动的日益频繁，这点更是体现的淋漓尽致。

具有典型特点的十字路口的信号灯设置规则案例,进行说明在当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常最有效的手段。

但这一技术在19世纪就已出现了。

1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。

这是世界上最早的交通信号灯。

1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。

它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。

1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。

电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，1914年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。

红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。

1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。

带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯;另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。

红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路。

红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。

信号灯的出现，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。

1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。

绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。

左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行的车纳和人有模道的行人优先通行。

红灯是集行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。

黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。

课程设计说明书课程名称：现代电气控制及PLC应用技术题目：PLC实现十字路口交通灯控制学院：机械工程与自动化学院班级：机电2011-1 姓名：王文颢学号：指导老师：1.设计题目：十字路口交通灯控制十字路口交通信号灯示意图2.设计任务：（1）启动。

当按下启动按钮时，信号灯系统开始工作。

（2）停止。

当需要信号灯系统停止工作时，按下停止按钮即可。

（3）信号灯正常时序。

信号灯系统开始工作，南北红灯亮，同时东西绿灯亮。

南北红灯亮维持25s，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮并维持20s，20s后，东西绿灯闪亮3s（亮0.5s，熄0.5s），绿灯闪亮3s后熄灭，东西黄灯亮并维持2s，2s后，东西红灯亮，南北绿灯亮。

东西红灯亮维持30s，南北绿灯亮维持25s，到25s时南北绿灯闪亮3s后熄灭，南北黄灯亮，并维持2s，到2s时，南北黄灯熄，南北红灯亮，同时东西红灯熄，东西绿灯亮，开始第二个周期的动作。

以后周而复始地循环，直到停止按钮被按下为止。

3.设计要求：（1）查阅资料，说明其工作原理，设计方案。

（2）画出电气原理图，进行硬件选择。

（3）PLC接线图及地址分配。

（4）画出程序流程图，用S7-200系统编程。

（5）调试程序。

（6）写说明书一份。

设计方案1.总体设计思想：利用PLC的通电延时定时器（TON）来控制交通信号的亮灭。

2.程序流程图：3.硬件选择：本课程设计选择西门子S7-200系列型号PLC。

由设计题目要求可知共有三个输入，八个输出故选择CPU型号为224。

CPU224模块共有24个I/O口（14/10），可带7个扩展模块,内置高速计数器，数字存储区8192字节。

4.I\O接口分配：5.时序图：6.PLC接线图：十字路口交通灯控制PLC接线图7.总结：通过这次课程设计首先我学习和掌握了西门子S7-200PLC的工作原理和使用方法。

其次了解了交通信号灯的基本工作原理。

通过设计可以看出PLC有可靠性高、维护方便、使用简单、通用性强等特点。

电气与电子信息工程学院《电气控制与PLC课程设计》设计报告名称：十字路口红绿灯的设计专业名称：电气工程及其自动化班级：学号：姓名：指导教师：设计时间：2013年6月3日—2013年6月14日设计地点： K3-218 PLC实验室摘要PLC可编程序控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。

它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。

据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。

专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。

由于PLC具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富，可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制，特别对多岔路口的控制可方便地实现。

因此现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。

可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。

在该设计中，还引入EDA模拟十字路口红绿灯闪亮及车辆通行，十分形象地显示出了PLC在交通灯系统中的实际应用。

【关键词】：十字路口交通灯 PLCAbstractThe PLC programmable logic controller is a new industrial control devices, which is based on microprocessor, synthesizes computer technology, automatic control technology and communication technologies. It has the simple structure, the convenient programming, the reliable higher merit, and has widely used in the commercial run and position automatic control. Statistics have indicated, the programmable controller is most one kind of equipment in the industrial automation installment applies. The expert believed that the programmable controller will become the main method and one of important foundation equipment in further, PLC, the robot, CAD/CAM will become the industrial production three big props. Because PLC adapts to environment strong, simultaneously its internal timer resources are extremely rich, which carry on the accuracy control to the present universal use many “the evolution type” the signal light, special to the multi-road fork control. Therefore the present PLC is used in the traffic light system, which may reduce the vehicles general waiting time and realize scientific style management. In this design, also introduces the EDA simulation intersection traffic light to glisten and the vehicles to passes through, which visual demonstrates PLC in the traffic light system practical application.【Key words】crossroads traffic light PLC交通信号灯的作用和意义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。

十字路口的红绿黄三色信号交通灯控制电路设计书1任务设计书1.1设计任务目的及要求1. 1. 1.设计目的设计一个十字路口的红、绿、黄三色信号交通灯控制电路。

1. 1. 2设计要求(1) 用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。

主干道为东西向，有红、绿、黄三个灯；支干道为南北向，也有红、绿、黄三个灯。

红灯亮禁止通行；绿灯亮允许通行；黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠到禁行线之外。

(2) 由于主干道车辆较多而支干道车辆较少，所以主干道绿灯时间较长。

当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯。

而支干道允许通行亮绿灯时，主干道亮红灯，两者交替重复。

主干道每次放行60秒，支干道每次放行0秒。

在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间，需要亮5秒的黄灯作为过渡，以使行驶中的车辆有时间停靠到禁行线以外。

(3) 能实现总体清零功能。

按下清零键后，系统实现总清零，计数器由初始状态开始计数，对应状态的指示灯亮。

1.2 设计方案及工作原理1.2.1设计方案：方案：用5G555定时器来构成秒信号产生器，J-K触发器74LS112作状态控制器，74168用于提供置数60秒、40秒、5秒，而74245芯片的选通信号由状态控制器的不同控制信号来进行控制。

主干道绿灯持续1分钟，支干道绿灯持续40秒，黄灯持续5秒。

定时译码显示系统必须有一个能自动按不同定时时间来定时的定时器，以便完成这3种不同的持续定时时间。

为此，用两片74LS168级联构成2位2位十进制可预置减法计数器，时间状态由两片74LS48和两只74LS48和两只LED数码管对减法计数器进行译码显示。

预置到减法计数器的定时器的常数通过3片8路双向三态门74LS245来完成。

1.2.2秒脉冲产生电路：产生秒脉冲的电路有多种形式。

图中是用5G555定时器构成的占空比Q=2/3的多谐振荡器。

根据占空比表达式可知：Q=(R1+R2)/(R1+2R2)=2/3得到R1=R2,又由振荡周期表达式可知：T=(R1+2R2)Cln2=1取C=10uF，可得：3R1Cln2=1因此 R1=R2=48k所以选用两只47k与一只1k 电位器串联就得到如图(1-1)所示电路:图1-11.2.3主控制器模块主控制原理如图(1-2)所示东西方向显示器南北方向显示器图（1-2）r(1) 工作状态模块根据设计要求，可以得到十字路口交通灯顺序工作的进程图，依次为S0、S1、S2、S3，可用JK触发器74LS112改成四进制计数器作为主控制器。