道路交通信號控制機無電纜協(xié)調(diào)控制的實現(xiàn)（開題報告+論文+外文翻譯+文獻綜述+答辯PPT）,道路,交通信號,控制,節(jié)制,電纜,協(xié)調(diào),調(diào)和,實現(xiàn),開題,報告,講演,呈文,論文,外文,翻譯,文獻,綜述,答辯,ppt
福州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）誠信承諾書
畢業(yè)設(shè)計（論文）題目
中文：道路交通信號控制機無電纜協(xié)調(diào)控制的實現(xiàn)
外文：The traffic signal cybertron does not have the electric cable coordination control the realization
學(xué)生姓名
張?zhí)煨?
年 級
級
學(xué) 號
1002591
所在學(xué)院
物理與信息工程學(xué)院
所學(xué)專業(yè)
學(xué)生承諾
我承諾在畢業(yè)設(shè)計（論文）活動中遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定，恪守學(xué)術(shù)規(guī)范，在本人的畢業(yè)設(shè)計（論文）中未剽竊、抄襲他人的學(xué)術(shù)觀點、思想和成果，未篡改實驗數(shù)據(jù)，如有違規(guī)行為發(fā)生我愿承擔一切責任，接受學(xué)校的處理。
學(xué)生（簽名）：
2006年6月10日
指導(dǎo)教師承諾
我承諾在指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）活動中遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定，恪守學(xué)術(shù)規(guī)范，經(jīng)過本人認真的核查，該同學(xué)的畢業(yè)設(shè)計（論文）中未發(fā)現(xiàn)有剽竊、抄襲他人的學(xué)術(shù)觀點、思想和成果的現(xiàn)象，未發(fā)現(xiàn)篡改實驗數(shù)據(jù)。
指導(dǎo)教師（簽名）：
2006年6月10日
本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）
題 目：道路交通信號控制機無電纜協(xié)調(diào)控制的實現(xiàn)
姓 名：張?zhí)煨?
學(xué) 號：1002591
學(xué) 院：物理與信息工程學(xué)院
專 業(yè)：
年 級： 級
指導(dǎo)教師： （簽名）
2006年06月10日
道路交通信號控制機無電纜協(xié)調(diào)控制的實現(xiàn)
專業(yè)： 學(xué)號：1002591 姓名：張?zhí)煨?指導(dǎo)教師：孫旭飛
中文摘要
為了解決日益嚴重的城市交通問題,如何對現(xiàn)有交通進行有效的管理和控制己成為我國交通運輸中迫切需要解決的問題?城市交通信號控制系統(tǒng)是解決交通擁擠的強制性手段之一,用于城市道路交通控制與管理,實現(xiàn)交通信號的智能控制,通過有規(guī)律的控制和運用交通信號使車輛有秩序地駛離沖突區(qū)域,對城市道路網(wǎng)的交通流暢通發(fā)揮著重要的作用?
目前城市交通信號控制的通信方式多采用電話纜,在工程實施時,電纜一般采用空中架設(shè)或地下敷設(shè)的方式,由于城市中有各種空中?地下設(shè)施,現(xiàn)場交通情況非常復(fù)雜,給工程施工帶來了許多困難,工程成本高,工程實施難?
道路交通信號無電纜協(xié)調(diào)控制是字能交通系統(tǒng)的重要組成部分,也是所有末端設(shè)備中最為復(fù)雜的信號處理與控制系統(tǒng)?本課題研究和解決的對象是如何實現(xiàn)在無電纜連接通信的情況下,實現(xiàn)各個交通信號控制機的協(xié)調(diào)動作?
本文詳細介紹了無電纜協(xié)調(diào)控制器的整體設(shè)計和其硬件電路?軟件程序?其硬件電路組要有:電壓比較器?2倍頻器?同步時鐘電路?6位7SEDLED數(shù)碼管顯示電路?系統(tǒng)軟件包括:主程序?子程序?實現(xiàn)控制程序等?實驗表明:該無電纜協(xié)調(diào)控制器系統(tǒng)可以準確的對信號燈進行監(jiān)控和教正,可以在一定程度上解決混合交通流的問題
關(guān)鍵詞：無電纜協(xié)調(diào)控制,交通控制系統(tǒng),智能交通系統(tǒng)
同步時鐘,LED數(shù)碼管顯示
The traffic signal cybertron does not have the electric cable coordination control the realization
Abstract
In order to solve the increasingly serious traffic problems in the city, how to carry on effective management and control to the existing traffic becomes an urgent problem that should be solved in transportation of our country. The control system of urban traffic signal is one of mandatory methods to solve the congestion of traffic. The system is used to control and manage the urban road traffic, to realize the intellectual control of the traffic signal, to make the vehicle sail out of the conflict area in good order through regular control and the application of traffic light, playing an important role to the traffic network ourban road smoothly and openly.
The telecommunication technique in which the urban traffic signal uses always adopts telephone cables at present. When the project is implemented the cable generally adopts the way in which erecting in the sky or underground lay. But there are various kinds of aerial or underground facility in the city, so the on-the-spot traffic situation is very complicated and brings a lot of difficultto the implementation of project, such as high costs and so on.
The road traffic signal does not have the electric cable coordination control is the character can the transportation system important constituent .Also is in all terminal equipment the most complex signal processing and the control system. How this topic research and does the solution object is realize in the non-electric cable connection correspondence situation, realizes each traffic signal cybertron synchronized action. This article introduced in detail does not have the electric cable to coordinate the controller the overall design and its hardware electric circuit, the software procedure: Voltage comparator, 2 frequency multipliers, synchronized clock electric circuit, 6 7SEDLED nixietube display circuit. The system software includes: Master routine, subroutine, realization control procedure and so on. 。
Key words: electric cable coordination control.control system
Sys system clock,LEDnixietube demonstration
福州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）
文 獻 綜 述
姓 名：張?zhí)煨?
學(xué) 號：1002591
學(xué) 院：物理與信息工程學(xué)院
專 業(yè)：
年 級： 級
2006年06月10日
福州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）
外文翻譯及原文
姓 名：張?zhí)煨?
學(xué) 號：1002591
學(xué) 院：物理與信息工程學(xué)院
專 業(yè)：通信工程
年 級： 級
2006年06月10日
物理與信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告表
系 專業(yè) 級 時間：2006.03.20
課題名稱
道路交通信號控制機無電纜協(xié)調(diào)控制的實現(xiàn)
指導(dǎo)老師
孫旭飛
學(xué)生姓名
張?zhí)煨?
課題類型
進行方式
結(jié)合情況
承續(xù)類型
課題簡介
（基本內(nèi)容及意義）
道路交通信號控制機是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，也是所有末端設(shè)備中最為復(fù)雜的信號處理與控制。隨著我們城市交通的飛躍性發(fā)展，我國的ITS無論是硬件還是軟件，還遠遠跟不上時代的發(fā)展。研制能適合我國城市道路交通交叉路口的多車道大流量的特點，預(yù)測各流入的車群流量，給各交通流高效率的分配通行權(quán)的智能交通信號控制機，已成為刻不容緩的事。本課題研究和解決的對象是如何實現(xiàn)在無電纜連接通信的情況下，實現(xiàn)各路口交通信號控制機的協(xié)調(diào)動作。
初步方案
本課題采用一同步時基信號來實現(xiàn)各路口交通信號控制機的協(xié)調(diào)動作。這個同步時基信號取自供電網(wǎng)絡(luò)的50HZ工頻，來自供電網(wǎng)絡(luò)的50HZ共頻信號經(jīng)過隔離整形后，通過微分電路，形成占空比合適、波形良好的100HZ的時基脈沖信號。信號控制機系統(tǒng)利用這一時基信號對信號燈的時長進行秒計時，并實時對信號控制機的時鐘RTC進行修正，讓整個路網(wǎng)的信號控制機的時鐘保持一致。
硬件的時鐘可以采用RTC（實時鐘）大規(guī)模集成電路。如MC146819。MC146819可以直接與微處理器的數(shù)據(jù)、地址及控制總線接口，納入微機系統(tǒng)，由程序控制時鐘數(shù)據(jù)的讀/寫。它可以自動運行100年的日歷，并有12個字內(nèi)部RAM用于日歷數(shù)據(jù)儲存，52個字節(jié)內(nèi)部RAM用于存儲擁護的數(shù)據(jù)。
上述的時基信號送入微處理MPU，作為MPU的計數(shù)脈沖。在微處理MPU的實時控制下，使各個信號燈的切換動作保持一致。另外，由于時鐘的一致，確保路網(wǎng)中各信號控制機的相位差的正確實施，達到協(xié)調(diào)控制的目的。
進度表
1.3月15日--3月24日， 課題調(diào)研
2.3月27日--4月7日， 課題實際
3.4月10日--6月2日， 軟硬件調(diào)試
4.6月5日--畢業(yè)論文答辯日 論文
預(yù)計存在的問題及解決方法
（1）對目前數(shù)字廣播這種全新技術(shù)了解甚少，所以在畢業(yè)設(shè)計過程中要多查閱一些資料，多與同學(xué)探討。
（2）硬件電路中有的芯片可能難以獲得，必須要尋找可代替的芯片。
（3）時間可能會過于緊湊，所以要抓緊時間，爭取早日完成。
（4）對軟件編程了解甚少，學(xué)習新語言的時間倉促，所以在編程軟件是可能會出現(xiàn)很多漏洞。所以在畢業(yè)設(shè)計過程中要反復(fù)驗證，調(diào)試，要多與同學(xué)多交流研究。
教研室
意見
院教學(xué)指導(dǎo)委員會意見
本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
2006 年 03 月 20日至 2006 年 06 月 10 日
題 目：可接收數(shù)字廣播節(jié)目的GSM移動終端的軟件設(shè)計
姓 名：吳祥
學(xué) 號：1002583
學(xué) 院：物理與信息工程學(xué)院
專 業(yè)：
年 級：級
指導(dǎo)教師： （簽名）
系主任（或教研室主任）： （簽章）
設(shè) 計 （ 論 文 ） 任 務(wù)
（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求）
一．概要
數(shù)字廣播（DAB）是繼調(diào)幅、調(diào)頻廣播之后的第二代廣播，是廣播領(lǐng)域中的一場革命，是當代多種高科技的結(jié)晶，是信息高速公路的一個重要組成部分，必將對全球的廣播事業(yè)和電子產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。與現(xiàn)行廣播相比，DAB具有音質(zhì)好、可實現(xiàn)多媒體接收、可高速移動接收、可加密、發(fā)射功率小、覆蓋面積大、頻譜利用率高、有很強的抗干擾和在惡劣環(huán)境下接收的能力,并可利用衛(wèi)星大幅度提高廣播的覆蓋率等優(yōu)點,是廣播事業(yè)發(fā)展中一個新的里程碑。因此及時研究開發(fā)DAB，不僅能大大提高我國廣播及信息傳播的能力和質(zhì)量、促進DAB產(chǎn)業(yè)的形成，而且能帶動我國集成電路、元器件、家電制造等一大批相關(guān)電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，發(fā)展DAB勢在必行。我們的課題是研究和解決如何通過GSM移動終端接收數(shù)字廣播，并通過GSM移動終端的音頻設(shè)備播放數(shù)字廣播，最終目標是設(shè)計并制作出一種可接收數(shù)字廣播節(jié)目的GSM移動終端。
二．功能要求
（1）設(shè)計并制作出可接收數(shù)字廣播的硬件電路，并通過軟件編程輔助實現(xiàn)。
（2）實現(xiàn)接收數(shù)字廣播電路與GSM 移動終端的連接。
（3）通過軟件編程實現(xiàn)GSM移動終端控制數(shù)字廣播接收電路的開關(guān)，音量控制，頻道控制，以及可以通過GSM 移動終端播放數(shù)字廣播。
三．技術(shù)要求
（1）接收機相關(guān)指數(shù)：
帶寬：1~2.5MHZ
載波間隔：1KHZ
載波總數(shù)：1536
保護間隔：246微秒
最高射頻頻率375HZ
每個COFDM符號的比特數(shù)：3072
幀持續(xù)期：96毫秒
（2）G20模塊的指數(shù)
TCP/IP協(xié)議棧
GSM頻段
EGSM 900/1800 MHz
GSM 850/1900 MHz
GPRS時隙
RS232/USB接口
寬工作溫度范圍
此次課題的軟件編程主要是采用C語言，其作用是主要用于控制硬件設(shè)備，并完成對預(yù)定音頻信號的采集，壓縮和傳輸，以便實現(xiàn)GSM移動終端的控制功能，同時實現(xiàn)數(shù)字廣播的播放。
四．工作要求
在整個畢業(yè)設(shè)計期間，要求實驗態(tài)度認真嚴謹，遇到問題要勤于思考，要多查閱一些相關(guān)資料，在實踐中增長自己的專業(yè)知識和加強自己動手實踐能力。同時還要要善于創(chuàng)新，要經(jīng)常與同學(xué)們一起討論畢業(yè)設(shè)計過程中遇到的難題，培養(yǎng)團隊合作能力。每天要用日記記錄當天完成的任務(wù)，并且每周一要規(guī)劃當周的畢業(yè)設(shè)計進度表，然后每周交由指導(dǎo)老師審閱。
五．進度安排：
3月份：查閱數(shù)字廣播相關(guān)資料，對課題進行深入研究，并進行一些前期準備工作；
4月份：初步構(gòu)架并制作出基本接收電路，并對電路進行調(diào)試和優(yōu)化；
5月份：實現(xiàn)接收電路與GSM手機模塊的連接，并進行調(diào)試和優(yōu)化；
5月底6月初：結(jié)題，撰寫畢業(yè)設(shè)計論文并參加畢業(yè)答辯。
畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)更改記錄
更 改 原 因
更 改 內(nèi) 容
主要參考文獻
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福 州 大 學(xué) 物 理 與 信 息 工 程 學(xué) 院
產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計工作申請表
今年我院實施產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計工作，由用人單位立題、指定專人負責指導(dǎo)，并試用畢業(yè)生，校方積極配合?，F(xiàn)請用人單位填寫下表。
福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院
年 月 日
學(xué)生姓名： 學(xué)號： 專業(yè)：
聯(lián)系電話： E-mail：
用人單位名稱：
通訊地址： 郵編：
負責人姓名： 聯(lián)系電話：
單位提供課題名稱：
單位提供導(dǎo)師簡介表：
姓名
學(xué)歷
職務(wù)
職稱
所學(xué)專業(yè)
現(xiàn)從事專業(yè)
校內(nèi)導(dǎo)師
單位導(dǎo)師
用人單位負責人簽字：
用人單位蓋章：
道路交通信號控制機無電纜協(xié)調(diào)控制的實現(xiàn)
-------------文獻綜述
一． 課題意義
在現(xiàn)代社會中，經(jīng)濟發(fā)展成為社會發(fā)展的首要因素，作為經(jīng)濟發(fā)展的命脈之一的道路交通發(fā)展在經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。在我國，由于汽車普及率的提高，道路交通擁擠的狀況日益嚴重，交通事故頻頻發(fā)生，交通環(huán)境不斷惡化。為了解決道路交通問題，提高道路的通行能力，預(yù)防和減少交通事故，加強道路交通信號的管理和運用尤為重要。道路交通信號是通過一定的形式和特定的內(nèi)容，向車輛行使人及行人發(fā)出能否通過或者如何通行的信息，它的主要功能是用以管理和疏導(dǎo)交通。我國的交通網(wǎng)絡(luò)猶如一盤棋，要使其通行順暢，安全有序，必須在全國實行同意的道路交通信號，便于人們掌握和識別，避免交通事故的發(fā)生。（選自文獻1）
交通信號是指揮車輛和行人前進、停止或者轉(zhuǎn)彎，向車輛駕駛?cè)撕托袨樘峁└髯越煌ㄐ盘枺瑢Φ缆飞系慕煌髁窟M行調(diào)節(jié)、控制和疏導(dǎo)的以光色信號、圖形、文字或者手勢表示的特定信號。（文獻3）交通信號既是車輛駕駛?cè)撕托腥说陌踩Ｗo神，也是交通警察糾正違章、處理交通事故的執(zhí)法依據(jù)，同時通過交通信號對道路上交通流量的調(diào)節(jié)、控制和疏導(dǎo)，以達到維護交通秩序，保障交通安全暢通的目的。“交通信號燈”，是指設(shè)置在道路交叉路口交通通行的燈光設(shè)備。交通信號燈是車輛和行為實行或?；蛐薪惶娴睦^續(xù)式指揮疏導(dǎo)，把不同方向的交通參與得從時間和空間上隔開，先扣通行，避免相互干擾，減少沖突和交織點，使處在相互矛盾的交通環(huán)境中的車輛和行人有秩序的通過交叉路口，保障交通的安全暢通。交通信號燈主要包括：指揮信號燈、車輛道路信號燈、人行橫到信號燈?！敖煌酥尽?，是指用圖形符號和文字，配之以特定的顏色，向車輛駕駛?cè)思靶腥藗鬟f特定信息，用以官職、警告及引導(dǎo)交通的安全設(shè)施，是管理道路交通的重要設(shè)施之一，它在現(xiàn)代交通管理中發(fā)揮著重要的作用。（文獻1）合理設(shè)置道路交通標志，可以有顏色的組織交通流量，關(guān)注交通事故，預(yù)防交通堵塞，提高道路的通信能力。交通標志分為主標志和輔助標志。主標志包括：警告標志、禁止標志、指示標志、指路標志、旅游標志、道路施工標志等；輔助標志，是一種與主標志配合使用的特殊標志，附設(shè)在主標志的下放，對主標志起輔助作用，不能單獨使用，可分為表示區(qū)域、距離、時間、車輛種類、警告禁令理由等。（文獻10）
二.國內(nèi)外相關(guān)研究的現(xiàn)狀與發(fā)展方向
美國、加拿大、英國、德國、日本、韓國等國家自五、六十年代起，各自經(jīng)歷了經(jīng)濟高速發(fā)展，交通安全狀況嚴重惡化的時期。通過綜合運用3E策略（Enforcement、Engineering and Education），完善交通安全法律體系，調(diào)整交通安全政策，明確交通安全責任，強化政府的交通安全管理職能，大力推廣和使用新技術(shù)、新方法，全面提高道路、車輛的安全性，交通安全狀況大為改觀。在最近二、三十年內(nèi)，交通事故總量下降并漸趨穩(wěn)定。進入二十一世紀后，主要發(fā)達國家相繼提出了以預(yù)防交通事故，降低事故嚴重性為核心的交通安全政策和預(yù)防道路交通事故的交通安全管理機制，以促進交通安全水平的進一步提高。
自二十世紀八十年代中期開始，我國道路交通事故的各項指標均持續(xù)增長，交通安全狀況日趨惡化。交通事故多發(fā)已成為嚴重影響社會發(fā)展和人民生活的重要因素，并引起了各級政府及社會民眾的極大關(guān)注。公安交通管理部門作為交通安全行業(yè)管理部門，全力以赴，采取了一系列實質(zhì)性的措施來加強管理，降低交通事故，如在全國范圍內(nèi)實施“暢通工程”、創(chuàng)建“平安大道”、整治交通事故黑點、加強交通事故預(yù)防的措施、建立交通事故預(yù)警機制、建設(shè)“交通安全村”和“交通安全社區(qū)”等，這些措施的實施，大大改善了我國道路交通安全狀況。然而，交通安全、交通事故預(yù)防涉及“人、車、路、環(huán)境”眾多因素，目前我國交通普遍存在混合交通情況嚴重，道路結(jié)構(gòu)水平低，車輛不適合目前交通高速發(fā)展的道路建設(shè)，人員培訓(xùn)以及交通參與者的素質(zhì)低下，法規(guī)政策的制定、執(zhí)行、管理水平低等問題。
鑒于我國在經(jīng)濟發(fā)展、道路與車輛條件、交通安全狀況等方面與前述國家當時所面臨的問題有許多相似之處，有必要深入系統(tǒng)地研究這些國家的交通安全管理模式與技術(shù)，研究我國道路交通安全管理體系和交通安全標準體系，研究預(yù)防和減少道路交通事故的根本措施，研究現(xiàn)有的道路設(shè)施與車輛運行標準的安全條件與國外的差距，研究提高國民交通安全素質(zhì)的方法和途徑，為完善我國的交通安全管理政策，有效地開展交通安全管理工作，提供理論及技術(shù)支持。從根本上減少和預(yù)防道路交通事故的發(fā)生，降低事故的傷害程度。因此，對我國道路交通安全狀況進行專項研究，提出我國道路交通安全的對策框架，遏制道路交通事故的上升勢頭，保護人民群眾人身和財產(chǎn)的安全，是十分迫切的任務(wù)。本項目的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義，會產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟效益
三.研究方法和研究成果
隨著城市化進程的加快，城市道路交通擁擠阻塞和環(huán)境問題已經(jīng)成為倍受社會關(guān)注的熱點問題之一。道路信號交叉口的交通控制方法是從管理角度緩解交通擁擠問題的有效措施之一。因此，積極探索新的、智能化、行之有效的交通控制方法十分必要。
目前，單個道路信號交叉口的交通控制方法主要采用基于Webster延誤公式的配時模型，預(yù)先設(shè)定各時段的配時方案。然而，這些模型都只是考慮了平均小時交通流量而忽視了交叉路口交通流的不確定性。實際的交通流量往往隨時間不斷變化，且具有不確定性。既有的感應(yīng)控制方法雖然能在一定程度上適應(yīng)交通流的變化，但其主要是根據(jù)前一時段的交通流量選擇一種相對合適的配時方案，因此其結(jié)果不能很好的適應(yīng)當前的交通流情況，也缺乏實時性。
建立單個道路信號交叉口的智能型交通控制方法，使道路信號交叉口的信號配時考慮道路中交通流變化的不確定性，使道路信號交叉口交通控制方案更具有自適應(yīng)性，以減少車輛延誤、提高通行能力。
1單個道路信號交叉口的控制方法
? 單個道路信號交叉口的交通控制是道路交通系統(tǒng)的基本、也是最重要的控制方法。對于其控制方法，主要有以下幾種：
?（1）TRRL方法
? TRRL方法的考察斷面是停車線，所以計算參數(shù)都以停車線斷面為準。該方法基于Webster延誤公式，在交通流量不大，即飽和度低時，能夠得到理想的結(jié)果，但當飽和度接近1時，算得的延誤不正確，更無法計算超飽和交通情況下的延誤。
?（2）ARRB方法
? ARRB方法考慮了飽和交通情況，尤其是飽和時的停車因素，改進了延誤方程，因此能夠用于飽和與超飽和狀態(tài)下的交通信號配時計算。
?（3）“沖突點”法
? 該方法把考察的斷面移到了沖突點，更符合車流存在沖突點時的交通流實際情況。
?（4）響應(yīng)式控制
? 該方法目的是使綠燈時間長度與實際交通狀況相適應(yīng)。分為兩種形式：
? 基于到達車輛車頭距的控制：在一個給定的最小綠燈時間內(nèi)，綠燈無條件開啟。該時間過后，若位于停車線前方一定距離處的檢測器檢測到一輛車到達，則追加一小段綠燈時間。若一直檢測到有車輛到達，則綠燈一直被延長，直到最大綠燈時間終了為止。若在追加綠燈時間終了時未檢出到達車輛，則綠燈被切換，黃燈亮，然后變成紅燈。
? 基于排隊長度的控制：為了有效地利用綠燈時間，在排隊車輛被疏散后，綠燈立即停止。在綠燈時間內(nèi)，通過交叉口的流量總保持在飽和值左右。該方法的關(guān)鍵在于如何設(shè)置檢測器，需要檢測和比較什么數(shù)據(jù)以及如何根據(jù)檢測到的數(shù)據(jù)制定和調(diào)整配時方案。
?（5）自尋優(yōu)控制
? 該方法可分為兩種：宏觀控制和微觀控制。前者對周期和約束條件進行選擇，例如確定適當?shù)南辔徊?，以保證系統(tǒng)同步運行，但控制參數(shù)，尤其是周期長度不能經(jīng)常改變，它們?nèi)Q于平均交通狀態(tài)。而后者在每個控制周期內(nèi)都可以調(diào)整相序及各相位的綠信比，以最優(yōu)的控制方式適應(yīng)短時間內(nèi)的交通變化。
（6）Robust最優(yōu)化方法[1]
? 該方法能夠利用交通流的平均值和變化量產(chǎn)生相應(yīng)的信號配時方案。Robust最優(yōu)化方法在到達車流率隨時間變化的時候，無論在交通量適中還是擁擠的條件下，都明顯比基于Webster延遲方程的傳統(tǒng)模型效果好，且使用Robust方法的效益隨著交通量大小和到達流率變化程度的增加而增大。這種方法的主要優(yōu)點是用于計算配時方案的模型可以適用于更多的交通量情況，而不僅僅局限于交通量較小或較大的情況。雖然這種信號配時模型適用范圍更廣，但仍不滿足根據(jù)交通流變化實時調(diào)整配時方案的智能化要求（文獻11）
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道路交通信號機的無電纜協(xié)調(diào)控制的實現(xiàn),道路交通信號控制機是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，也是所有末端設(shè)備中最為復(fù)雜的信號處理與控制。研制能夠適合我國城市交通交叉路口的多車道大流量的特點，預(yù)測各流入的車群流量，給各交通流高效率的分配通行權(quán)的智能交通信號控制機，已是刻不容緩的事。本課題研究和解決的對象是如何實現(xiàn)在無電纜連接通信的情況下，實現(xiàn)各路口交通信號控制機的協(xié)調(diào)動作。,,,,,,,,,在現(xiàn)代交通信號的控制方式中主要有線控和面控： 線控方式是把一條道路延長線上連續(xù)幾個信號機在時間上互相聯(lián)系起來進行信號顯示，通過減少車輛停止次數(shù)，縮短停車時間達到交通暢通的目的。另外，此種控制方式有助于形成適當速度的交通流。線控的主要特點是對幾個信號機設(shè)定共用的周期長、系統(tǒng)周期長和確定各信號時間上的相對關(guān)系即相位差,,對設(shè)置在大面積道路網(wǎng)上的多臺信號機采用集中控制的方式成為面控。這種控制方式原理上可看作是線控擴大到面上。因此，面控是由若干個子區(qū)域控制構(gòu)成的。這里的子區(qū)域是指由用相同的周期長進行控制的區(qū)域，對每一個子區(qū)域給出最佳周期長，在各個子區(qū)域得到最優(yōu)控制的效果 在這里，我們要注意最佳周期的設(shè)置是固定的，是定周期，是不能夠改變的，所以，這個周期一定要很精確,,我們再來明確一下“無電纜協(xié)調(diào)控制”的概念 無電纜協(xié)調(diào)控制是指：控制機之間沒有信號控制線相連，其相關(guān)協(xié)調(diào)控制是靠采用共同時基同步實現(xiàn)的 。 所以最重要的要求是共同時基同步控制。,,在每一個交通信號控制器中都有自己的時鐘和晶振，在設(shè)計時，每個信號機的晶振都是相同的，理想的狀態(tài)是每個交通燈的時鐘始終是保持一致的（也就是面控中的定周期），這個周期是最佳周期，可以減少車輛停止次數(shù)，縮短停車時間 。在一條固定長度的道路上，形成 一條綠波帶，使交通達到順暢。,,但是，實際情況是所有的信號燈的晶振在經(jīng)過若干的時間后，都會發(fā)生偏差，這就造成了各個信號機的*不同步*。 10ms脈沖作為整個系統(tǒng)的時基信號，作為單片機的計數(shù)脈沖，時鐘芯片是各信號機的時鐘顯示。,,為了解決這個問題，本課題要完成以下的內(nèi)容： a.利用市電網(wǎng)絡(luò)的50HZ工頻，經(jīng)隔離、整形，形成100HZ的方波，作為整個網(wǎng)絡(luò)的時基信號，使各信號機的輸入保持一致。,,b.設(shè)計一個時鐘修正電路，可以定時監(jiān)控各信號機的機內(nèi)時鐘，在各信號機的晶振發(fā)生偏差的時候，能隨時的發(fā)現(xiàn)，并通過復(fù)位鍵使各信號機的時鐘復(fù)位，重新開始計時，這樣，就解決了各信號機時鐘不同步的問題。,,C.通過切換開關(guān)能在6位7SEGLED數(shù)碼管上正確顯示時鐘的日期或時刻 。這部分是把各信號機內(nèi)的時鐘顯示出來，更直觀的觀察定時監(jiān)控系統(tǒng)的工作狀況,,100HZ的方波是采用50HZ工頻為輸入的，50HZ工頻是正弦波，我們采用電壓比較器使正弦波變成方波。 電壓比較器的一端是輸入的50HZ工頻，另一端接地，地的電壓為零，當正弦波的上沿輸入時，大于零為正，經(jīng)過與地比較輸出為+1，當正弦波下降沿時與地比較輸出為-1。,,在電壓比較器的輸出斷接入兩個反向器，綠除負向的波形，使得輸出為正向的波形。 在這部分設(shè)計中，剛開始的時候，沒有考慮到輸出電壓的幅度，輸出電壓過低，不能驅(qū)動后面的TTL，所以，在輸入和輸出的兩端跨接一個10K的電阻，形成負反饋電路，提升了電壓，達到+5V,,之后，輸出的50HZ正向方波作為輸入，接入到2倍頻器電路，經(jīng)過倍頻，輸出100HZ的正向方波，為減少干擾，加入RC濾波電路，R=2K，C=0.1uF，但輸出的波形占空比很小，只相當于一個一個的沖擊，考慮是R的值太小，經(jīng)過實驗，把R的值調(diào)整到100K，輸出的波形就很整齊。,,因為輸出的正向方波為100HZ，即10ms，所以，定時監(jiān)控的時間定為1s，即單片機計數(shù)6000次時，給時鐘一個中斷，使時鐘的計時復(fù)位，達到監(jiān)控和修正的目的。,,,,時鐘芯片采用DS1302，1302采用的是雙電源供電，當一個電源出現(xiàn)問題的時候，備用電源就會工作，其中，它的晶振為32.768KHZ，接在X1和X2之間，為保證起振的速度，在X1、X2與地之間接入20PF的電容，可以快速起振,,,,6位7SEGLED數(shù)碼管用zlg7289A芯片，是具有串行接口功能的可同時驅(qū)動8位共陰式數(shù)碼管（或64只獨立LED）的智能顯示驅(qū)動芯片，該芯片同時還可連接多達64鍵的鍵盤、單片機，即可完成LED顯示，鍵盤借口的全部功能。 Zlg7289A內(nèi)部含有譯碼器，可直接接受BCD碼或16進制碼，并同時具有2種譯碼方式，還具有多種控制指令，如消隱、閃爍、左移、右移、段尋址等。Zlg7289具有片選信號，可方便地實現(xiàn)多于8位的顯示或多于64位的鍵盤接口。,,這次實驗應(yīng)用到6*4個鍵位，可以通過切換開關(guān)，在6位數(shù)碼管上分別顯示年、月、日和時、分、秒。 四個輸入口從上到下分別為片選信號、時鐘、數(shù)據(jù)輸入、鍵位控制。下圖為LED的電路圖,,,,,第一章 緒論 1
1.1課題的目的 1
1.2設(shè)計的主要內(nèi)容 1
1.3設(shè)計的技術(shù)要求 2
1.4論文研究的背景與主要研究的內(nèi)容 2
1.4.1城市交通信號控制的演變 2
1.4.2研究的意義 3
第二章智能交通系統(tǒng) 3
2.1世界上幾種典型的交通信號控制系統(tǒng) 3
2.1.1 國外的典型城市道路交通控制系統(tǒng) 3
2.2中國的城市交通信號控制系統(tǒng) 5
2.2.1國內(nèi)的城市道路交通控制系統(tǒng) 6
2.2.2國內(nèi)的城市道路交通控制系統(tǒng) 7
2.3道路交通信號與控制 8
2.3.1空耗控制原理 8
2.3.2區(qū)域信號控制（面控） 9
2.3.3線路信號控制（線控） 9
2.3.3.1定周期控制 10
2.3.3.2交通感應(yīng)控制 10
第三章 道路交通信號控制機 11
3.1交通信號控制機的發(fā)展 11
3.2中國道路交通信號控制機的發(fā)展現(xiàn)狀 11
3.3無電纜協(xié)調(diào)控制機 13
第四章 10ms時鐘脈沖發(fā)生器的實現(xiàn) 16
4．1電壓比較器 16
4．1．1電壓比較器設(shè)計概念 16
4．1．2基本的電壓比較器設(shè)計和性能指標 19
4．1．3比較器的設(shè)計和調(diào)試 19
4．1．4小節(jié) 26
4.2倍頻器 26
4．2．1倍頻器的原理及其特點 26
4．2．2倍頻器的分類 27
4．2．3倍頻方案的選擇 27
4．2．4倍頻器的設(shè)計 28
4．2．5小節(jié) 35
第五章 定時監(jiān)控的實現(xiàn) 35
5．1定時監(jiān)控的概念 35
5．2時鐘芯片的介紹和功能 36
5．2．1 DS1302內(nèi)部寄存器 37
5. 3zlg7289A串行口LED數(shù)碼管及鍵盤管理器件 45
5．3．1概述 45
5．3．2控制指令 46
第六章調(diào)試與分析 52
6.1調(diào)試過程中遇到的問題與解決方法 52
6.2調(diào)試結(jié)果 52
第七章結(jié)論 53
7.1工作總結(jié) 53
7.2展望 53
7.3結(jié)束語 53
謝詞 54
參考文獻 55
在迅速的統(tǒng)一體模式中交通信號燈對交通流的控制
摘要
在這篇論文中，我們討論在一個封閉的交通街道中信號燈采用SG模式對交通流進行控制。在單一燈的情形下，有同步燈策略、綠燈波策略、隨意轉(zhuǎn)換燈策略。采用時間和空間模式。模擬系統(tǒng)顯示小區(qū)域車流不是依靠密度而是依靠燈和時間周期之間的差距。時間增加同時系統(tǒng)的容量減少。信號燈之間如果有微笑的差距，燈就不能正常運轉(zhuǎn)使車流遇到了瓶頸無法正常流通。在無距離信號燈系統(tǒng)中，是依靠信號燈之間距離的分配來實現(xiàn)的。
一．介紹
靈活性是現(xiàn)今社會中最重要的成分之一，所以交通流的研究已經(jīng)被關(guān)注了好幾十年。很多種接近的方式已經(jīng)被應(yīng)用來描述交通流的整體道具。在傳統(tǒng)上，有兩種方式，宏觀的和微光的。之前模擬每一個車輛的動作當把后面車輛的動作濃縮一個整體。所以，宏觀模式是更合適于實時模擬系統(tǒng)，短期交通預(yù)報發(fā)展和在線速度控制系統(tǒng)，評估平均傳播時間，燃料消耗，車輛散熱等。
宏觀交通流的發(fā)展開始于Whitham和Richarde的LWR模式的出現(xiàn)。LWR模式是運動波浪模式，他運用下面的等式：
Pt+(Pu)=0,
其中P是交通密度，u是速度，t和x是時間和空間。對于速度u存在一個速度—密度關(guān)系式
U=Ue(P)
用LWR模式，很多種簡單的交通流問題可以用這種模式解析他們有限的數(shù)字和特征的不同。但是，LWR模式也有它的不足，最大的不足是單一速度已經(jīng)被平衡速度—密度聯(lián)系所固定，平衡評估不能對它的速度產(chǎn)生作用，這樣模式不能對不平衡的交通流現(xiàn)在進行預(yù)測，例如“簇”和“行進—停 波”等。
為了克服LWR模式的缺點，高命令模式用下面的動態(tài)速度方程替換速度—密度平衡模式。這些高命令模式被分成兩類。在第一類模式中，Tr是緩和時間，Co是小攪動傳播速度。左邊Eq是車輛加速度。右邊第一個Eq是寬松期間，表現(xiàn)過程是驅(qū)動調(diào)節(jié)車輛速度以至平衡；第二期預(yù)測區(qū)域，表現(xiàn)過程是驅(qū)動交通前起作用。Co在不同的模式中有不同的解釋。例如，在Payne模式中Co被作為一個不變量。
但是，在這個模式中有一個問題。對于Eqs雙曲線系統(tǒng)方程（1）和（3），有兩個速度特征方程。第一個速度已經(jīng)不宏觀交通速度U要好，它破壞了交通流的基礎(chǔ)規(guī)則------車輛被分成微小的各向異性的，他們僅僅回應(yīng)前面的震蕩不能影響后面的車輛。這就導(dǎo)致消極的速度和錯誤交通運行方式。
現(xiàn)在Jiang er al.就象Rascle、Zhang、Xue和Dai 建議第二種高命令模式。Co在Jiang et al,、Aw、Rascle、Zhang的模式中是一個衡量。這些模式不同于第一個中預(yù)測區(qū)域速度傾斜區(qū)域替代一個密度傾斜區(qū)域。這樣，今后，這些模式被歸咎于速度傾斜模式（SG）。
SG模式方程由Eqs組成。（1）和（4）方程有兩個特征速度。這使得這種模式的特征速度沒有宏觀交通速度好。這樣，它包含了這樣的特性車輛是各向異性的并且不會顯示錯誤道路的問題。在這種意義下，SG模式可以更現(xiàn)實的描述交通流。
在城市交通中，信號燈控制交通流。交通信號是傳輸網(wǎng)絡(luò)中的基礎(chǔ)要素。當交通不是很擁擠的時候，交通信號不需要很特殊的注意。相反，當交通很擁擠的時候，交通信號的運轉(zhuǎn)需要很仔細的關(guān)注。就因為它的重要性，交通信號的研究是永無止境的。
Brockfeld et al.正在研究城市交通信號燈的最佳形式。他的研究表明，交通信號燈的控制可以改進交通流。他們還顯示出交通網(wǎng)絡(luò)中最好的循環(huán)時間可以減少街道的交通問題。
在過去很多種交通信號控制模式被研究應(yīng)用。最基礎(chǔ)的，他們可以被分做兩種形式。第一種形式的開發(fā)主要是為了欠飽和的交通形式。車輛行使在被設(shè)計好的速度范圍之內(nèi)，車輛不會出現(xiàn)擁塞現(xiàn)象。第二種形式的開發(fā)主要是為了過飽和的交通形式，車輛排成一隊并且不能被整體清除。從欠飽和狀態(tài)到過飽和狀態(tài)分的不是很清楚，很難去判斷怎樣從一種模式轉(zhuǎn)換到另外一種模式，這是一個大城市在交通繁忙是需要解決的一個至關(guān)重要的問題。
現(xiàn)在，Huang、Sasaki、Nagatani已經(jīng)解決了這個問題。Huang用一個小的自動控制模式而Sasaki和Nagatani采用的是最理想的車流量周轉(zhuǎn)率模式。這兩種模式都是微觀模式。他們都發(fā)現(xiàn)在中心密集區(qū)域和重點飽和區(qū)域的交通密集不能依靠循環(huán)時間和事先預(yù)測的交通策略。
在這篇論文中，我們從宏觀上學(xué)習了這個問題。為了解決這個問題，我們應(yīng)用SG模式進行模擬。我們的研究顯示在不同的微觀模式中存在著很多不同的結(jié)果，在特殊情況下，飽和趨勢才依靠于時間周期。
1.單一信號燈
在這部分，我們研究在道路路口只有一個信號燈的情況。我們假設(shè)道路是一個環(huán)行的，是周期分界的情形。我們設(shè)長度為L。在圖1中，我們可以看出計劃是依靠密度制定的，L=5000m,T=100s,a=0.5.在這里T是指示燈的循環(huán)時間，a是紅燈的比率。在現(xiàn)實當中，T一般是在20—400s
當密度是小于正常值（P
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