基于PLC实现的智能交通灯控制

引言：目前，随着PLC应用的不断深入，传统的控制检测技术得到了突飞猛进；依据其结构简单、编程方便以及可靠性高等特点，PLC在工业过程控制中也得到了广泛应用，在这一背景下，基于PLC的智能交通灯控制系统出现了，它能够实现单次绿灯时间中的不同智能控制效果，能够根据车流量的变化对时间进行实时调节，有效防止了交通堵塞，本文即对此展开研究。

引言

随着我国城市化进程的不断深入，城市中的车流量不断增大，堵车成为人们面临的一个问题，尤其是在十字路口。如何提高道路上十字路口的通行效率，缩短车辆等待红灯的时间是值得人们研究的课题。PLC作为一种应用于工业环境中的电子控制装置，将其应用于交通信号灯的智能控制中将是十分理想的选择。在PLC内部，可编程存储器中能够执行逻辑运算、顺序运算、计时等指令，通过相应的输入以及输出对交通灯进行控制，能够有效防止电磁干扰。

一、PLC工作原理简介

PLC的工作方式为循环扫描工作方式，按照先后顺序实现用户程序的存放，CPU从头开始执行指令，遇到结束符后又返回到第一条指令，从而实现循环； 在输入处理时，输入端子的通端状态被依次顺序读入，相应的映像寄存器会存储读入的信息，然后进入到程序的执行阶段。在执行阶段，依据梯形图扫描原则，按照规定的步序实施扫描，进行程序的执行；此时，映像寄存器中的内容会发生相应的变化；最后是输出的处理，当执行完程序后，Y寄存器的状态被转存入输出锁存器中，通过隔离电路以及驱动功率放大电路，输出端子可以向外输出控制信号，实现对外部负载的驱动[1]。

二、智能交通灯控制

在过去的十字路通灯控制中，是采用定时控制的控制算法，假设将红灯时间设置为30秒，绿灯时间设置为25秒，黄灯以及绿灯的闪烁时间设置为5秒，其亮灭过程是：首先是南北方向的红灯点亮并且持续30秒，与此同时，东西方向的绿灯也被点亮，但是只持续25秒；25秒后，该绿灯闪烁3秒熄灭，之后东西方向的黄灯亮2秒后熄灭，随后该方向的红灯被点亮；此时南北方向的红灯将熄灭，绿灯被点亮，之后的过程依次循环。这种控制方式十分机械，对于复杂的实际路况无法有效的进行资源调配[2]。

在交通灯智能控制系统中，类似于有一个交警进行车辆的统计，依据车流量进行绿灯时间的分配，从而防止车辆的堵塞。在智能交通灯控制系统中，有以下组成部分：传感器、PLC、通信号灯、接口电路以及电源[3]。以六车道十字路口为例，基本的绿灯转换相位有四个，如图1所示。选择一个路段进行车流量的统计，可以根据实际情况进行路段长度的确定，本文中假设为100米。将传感器设置于路段的两端，将传感器与PLC连接起来，实现数据的输入；根据路段中车辆数的变化，对绿灯时间的长短进行调整，如表1所示。

由于车辆的起步时间是不同的，有可能会导致车流量与绿灯的时间不成比例。对此，可以将等候红灯车辆中两辆车的距离设置为1.5米，车辆的平均程度设置为4.5米，那么，在100米的距离中一共可以放置16辆车。全部通过需要64秒钟。最初，将东西方向直行的绿灯时间设置为30秒，最长的绿灯时间设置为90秒，最少为15秒。经过最初的30秒之后，控制系统从最后的8秒时间开始进行车流量的计算，在最后的4秒中将车辆数保存下来。等到红灯时间时，将东西直行的两车道中的车流量进行比较，以较大数量为准。依据时间表，如果没有变化，则无需计算绿灯，依旧使用之前的绿灯时间；如果出现增加或者是减少的情况，则以：较大车流量×4秒+15秒作为下一次的绿灯时间。完成控制时间表后，将其存放入PLC内存中，因为南北方向的直行绿灯时间相同，其对应的车道红绿灯时间只需要一个输出即可[4]。实际经验可知，车流量是一个不断增加的过程；因此，智能交通控制系统的主要特点即是：逐步对开始增加车流量的车道进行疏通；经过多次的循环之后，十字路口的交通将得到本质的改观。

三、结束语

依托于PLC控制技术，智能交通灯控制系统得以存在，它在单次的绿灯时间内实现了不同的智能控制效果，完全颠覆了传统的红绿灯控制方法，更加智能。由于车流量是一个逐渐累积的过程，智能交通灯控制系统能够依据车流量进行绿灯时间的调节，保证交通的畅通，对于提高十字路口的通行能力意义重大。

参考文献

[1]周玲，李谷，钟义广.城市十字路通灯控制系统的PLC设计方案[J].科技资讯，2010（12）：17-18.

[2]经张俊，程向.基于PLC的交通灯实时控制研究[J].工业控制计算机，2008，21（12）： 90- 91.

[3]孙岚.基于PLC的交通控制系统设计[J].机电信息，2010（6）：10，25.

[4]史丛立.一种基于PLC的智能交通灯控制系统设计[J].温州职业技术学院学报，2008（2）：44- 46.

（作者单位：深圳市盛视科技有限公司）