智能交通灯控制系统设计_开题报告

随着经济的发展，车辆的数目不断增加，道路堵车现象日益严重，智能交通灯就应运而生了。目前世界上的智能交通灯系统存在的问题是:系统结构庞大、管理困难、维护投入大等。智能交通灯控制系统的研究，旨在解决人类交通因需求的增多而日益繁重带来的问题，局限于道路建设的暂时不足和交通工具的快速增长，就要使更多的车辆安全高效的利用有限的道路资源，避免无序和抢行等无控制原因造成的不必要阻塞甚至瘫痪，另外，针对整个交通线路车辆的多少实时调整和转移多条线路的分流也十分必要。解决城市交通问题的根本路径大致有两条：一是加快交通基础建设；二是加强交通管理。前者是发展城市交通，满足各种交通需求的物质基础，而后者则为合理使用现有交通设施。保证人车的安全，在良好的交通环境下，使现有设施的能力得以发挥。二者相比，由于在大城市新建和扩建道路的可能性受空间制约越来越小。当前城市交通管理的重点也侧重于加强交通管理，对平面交叉口的研究一般都是应用交通信号在时间上给车辆分配通行权，从而实现车辆在时间上的分离。

城市车辆数的增加导致许多一线城市都出现了交通超负荷的现象，自上世纪80年代以来，高速公路的建设一直在进行，即使在公路建设的早期阶段，它也是有效的。改善交通状况。但交通量的增长速度超出了预期，许多道路出现了缺乏控制的局面，也使得高速公路也并未完全发挥本身该有的作用。在城市的高速公路必须受到其他普通的公路的制约，普通公路的交通需要高速公路的引导和调度。因此，如何运用合适的控制手段，来控制交通所出现的问题，并且最大化地利用城市高速公路，而不是一味地依靠普通公路，去缓解道路主干道所产生的交通问题，也渐渐的成为相关部门所要面临的最主要问题。

一、智能交通灯控制系统国内外发展现状

（一）国内研究现状

目前我国的城市道路交叉口的交通信号灯虽然是自动的，但是仔细的会发现红绿灯转换是定时状态的，即转换间隔时间是固定不变的，定时式的交通灯是不和实际要求需要的，如果东西和南北方向的车流量相差很大，而交通灯是平均分配导通时间，就会出现一方面车挤一方面车松的尴尬状况，就会造成城市间的道路交通拥挤局面，这就是机器自动控制不如现场人工指挥的差别。然而人工指挥劳动强度大，我们应该充分发挥计算机的作用，用计算机模拟人工智能来控制交通灯，从而提高社会效益和时间节约率。

（二）国外研究现状

1.日本研究智能交通系统

智能交通系统（ITS）在日本发展于70年代，从1973年到1978年，日本成功开展了一个叫动态路径诱导系统的实验，在这个试验中车上的驾驶员可以根据车上装载的显示器显示的道路拥堵情况及诱导方向，选择自己达到目的地的最佳路线；从80年代中期至90年代中期这十年间,日本先后完成了道路与车辆之间的通信系统、交通信息通信系统、超智能车辆系统、安全车辆系统、新交通管理系统等方面的研究，在此基础上，1994年1月，由日本警察厅，通产省，运输省，邮电省等四个部门联合成立了日本道路车辆交通智能化推进协会用以推动ITS在日本的发展。

2.美国研究智能交通系统

美国交通系统的智能化是研究最早的，始于上世纪60年代末，那时叫做电子路径导向系统（ERGS）。中间暂停了十多年，到80年代中期后以加州交通部门研究的驾驶员寻路系统获得了成功为契机，在美国全国开展了被称 为智能化车辆——道路系统（IVHS）的研究，在1991年成立了美国智能交通系统协会,主要宗旨是帮助和加速智能交通系统在政府和民间企业的发展，从而有力的促进美国智能交通系统的研究的发展；1991年美国总统签署了综合提高陆上交通效率法案，又称冰茶法案，把开发研究智能化车辆——道路系统作为国策，并给与充足的财政支持。19945年将美国IVHS改名美国ITS以表明这方面的研究开发不仅限于车辆和道路，而推广到一切交通工具和交通中所组成的智能化系统。

二、国内研究智能交通系统存在问题

（一）现有交通红绿灯无法识别路口各个方向车流大小，只能死板的按照设定的秒数进行切换，直行无车辆通过而左转车辆较多，车辆越聚越多。

（二）交通实时状况的精准分析，车流量检测，如何精准检测多个车道车流量状态。

（三）智能交通系统的应用必须适合我国国情，随着城市化建设的发展，人口大量涌入城市，如同蝴蝶效应般，私家车车辆不断增加，非机动车辆亦是如此，混乱的交通比较复杂，由于我国的ITS与国外的应用环境不同，所以在开发ITS技术和研制ITS产品时，不仅仅是考虑机动车驾驶者，非机动车驾驶者，同时还要兼顾步行者，使他们也感受到ITS所带来的好处。由于我国混合交通比较复杂，因此在国外应用较好的智能系统，在引入中国后，并不能很好的发挥其优点，故在引进时，一定要符合中国的应用环境，不能比葫芦画瓢。

（四）提高公民交通素质、加强交通教育，培养我国公民交通法规意识，正是由于我国公民交通法规意识淡薄，在一定程度上阻碍了ITS的发展。在我国，行人过马路不走人行横道、不看红绿灯等交通违规行为普遍存在，集体违规现象更为严重，因此要提高公民的交通法律法规意识，提高公民的交通素质。

（五）人车路协同控制，若出现无车辆经过，而行人将过马路，目前红绿灯必须等待红灯为绿灯后方可通过，若人可直接控制红绿灯，当无车辆通过时，可通过进行手动操作将该路口红灯切换为绿灯，待行人通过后恢复正常。

（六）传统交通灯的设计已无法满足现在交通的运行，特别是在节假日的时候，人流量及车流量达到平时的几倍，而交通灯依旧按照设定时间运行，势必会造成交通拥堵，严重时将调动大量交警进行交通疏导，但仍无法解决这类交通问题。当然也会出现南北方向车辆较少，而东西方向车辆较多，但东西方向车辆仍必须等待东西方向亮绿灯方可通行，这样势必会造成南北方向车辆无拥堵，而东西方向车辆越聚越多，因此智能交通控制系统将会识别车流量进而增加或减少某一方向绿灯时间，交通拥堵将会得到很好的解决。

                                                                      

B. ^范文提纲格式

引言：谈及智能交通灯控制系统的发展沿革和现状

一、智能交通灯控制系统国内外发展现状

（一）国内交通灯控制系统发展现状

（二）国外交通灯控制系统发展现状

1.日本智能交通系统

2.美国智能交通系统

二、智能交通系统国内存在问题

（一）现有交通灯无法识别车流量

（二）交通实时状况的精准分析

（三）国内智能交通系统使用环境

（四）国内智能交通灯发展阻碍

（五）人车路协同控制

（六）传统交通灯无法监控车流量进而疏散交通

三、智能交通灯利用单片机为核心的方案设计与论证

（一）智能交通灯方案设计

（二）智能交通灯系统方案的论证

（三）车流量检测方案

四、智能交通灯系统的硬件设计

（一）总体设计

（二）单片机的选择

（三）.单片机外围电路设计

（四）智能交通灯系统相关元件介绍

（五）交通灯控制系统的设计

五、交通信号灯控制系统程序编程

（一）软件设计应用环境

（二）软件设计流程

（三）交通灯定时器模块

六、设计仿真

七、系统调试

（一）测试仪器

（二）测试方法

（三）测试模块

C. 参考文献

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