廣東省珠海市體育中心游泳館 范文博

應(yīng)用PLC技術(shù)的控制系統(tǒng)，在運(yùn)行上安全可靠，能達(dá)到自動(dòng)開停的信號(hào)管制?？刂品桨傅慕?、調(diào)整與優(yōu)化都比較簡(jiǎn)便易行，且使用壽命長(zhǎng)，應(yīng)用范圍廣。其全面應(yīng)用對(duì)于交通運(yùn)行能起到很好的輔助作用。

一、PLC技術(shù)對(duì)于交通信號(hào)燈控制的重要意義

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)步，車輛隨之增加，帶來的問題就是眾多車輛同有限道路之間的難以調(diào)和的矛盾。交通系統(tǒng)面臨前所未有的問題與挑戰(zhàn)。針對(duì)這種狀況，應(yīng)當(dāng)拿出有效的解決辦法，交通控制技術(shù)是緩解這一矛盾有效措施。應(yīng)用PLC技術(shù)以及現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)通訊手段，可以讓道路導(dǎo)航及車輛行駛完成智能化轉(zhuǎn)變，從而為解決交通擁堵，降低交通事故發(fā)生，改善道路交通整體環(huán)境，節(jié)省交通相關(guān)能源，防止駕駛疲勞等工作做出貢獻(xiàn)，最終達(dá)到建立經(jīng)濟(jì)、快速、舒適、安全交通環(huán)境的目標(biāo)。基于以上的種種考慮，我們有理由提倡面控方式，所謂的面控方式即是指交通區(qū)域性信號(hào)控制，它的控制對(duì)象涵蓋了整個(gè)城市或者城市某個(gè)區(qū)域內(nèi)的所有交叉路口的信號(hào)。這種面控辦法是把所負(fù)責(zé)區(qū)域中的所有交通信號(hào)監(jiān)控任務(wù)，當(dāng)成一個(gè)基于監(jiān)控中心管理下的統(tǒng)一的管理控制系統(tǒng)。它是網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋下的單點(diǎn)信號(hào)與干線信號(hào)的結(jié)合體。區(qū)域控制系統(tǒng)因?yàn)榻煌刂评碚撆c實(shí)踐功能的不斷進(jìn)步而有了新的進(jìn)展，檢測(cè)、通訊、PLC技術(shù)等被廣泛應(yīng)用在交通信號(hào)控制工作當(dāng)中內(nèi)。其中PLC技術(shù)所起到的作用至關(guān)重要，這項(xiàng)技術(shù)，再綜合以模糊控制理論，可以完好地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平面控制，讓網(wǎng)絡(luò)平面內(nèi)的各個(gè)結(jié)點(diǎn)完成直接或者是間接信息交流，達(dá)到互相協(xié)調(diào)配合，又能各自獨(dú)立的管理效果。

二、PLC在交通信號(hào)燈控制中的理論運(yùn)用

PLC技術(shù)綜合運(yùn)用到了通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)，是三者的有機(jī)結(jié)合。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)模塊化、編程便捷、通信功能強(qiáng)、適用性強(qiáng)、可靠性高。是一種專門用做工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi)的過程控制設(shè)備。交通控制體系中，要求當(dāng)計(jì)數(shù)器到達(dá)某個(gè)數(shù)值之時(shí)，形成特定的狀態(tài)信號(hào)，再利用這一狀態(tài)信號(hào)完成計(jì)數(shù)控制操作，對(duì)于計(jì)數(shù)器的實(shí)際設(shè)定值，既可以在編程時(shí)候就予以設(shè)定，也可以根據(jù)實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修改。當(dāng)選擇PLC技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)，其可以從計(jì)數(shù)器的指令要求出發(fā)，對(duì)于特定的控制信號(hào)進(jìn)行狀態(tài)上的改變，以完成計(jì)數(shù)控制工作要求。PLC技術(shù)應(yīng)用原理是基于數(shù)字運(yùn)算的，很容易同工業(yè)控制體系結(jié)合在一起，而且擴(kuò)充至A/D間相互轉(zhuǎn)換功能較為方便，調(diào)節(jié)控制模擬量工作也非常方便。應(yīng)用了現(xiàn)代通訊手段的PLC技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程自由開關(guān)控制，完成多臺(tái)PLC設(shè)備之間的同步通訊連接。多臺(tái)設(shè)備的同步連接，能將多至數(shù)十臺(tái)的PLC設(shè)備用分級(jí)或者同級(jí)的辦法聯(lián)系到網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中去，讓每臺(tái)設(shè)備開關(guān)狀態(tài)資源透明、信息共享。再將計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行總控，實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理的模式形成。若想達(dá)到交通信號(hào)控制的系統(tǒng)與自動(dòng)化控制，需要在技術(shù)上有較強(qiáng)的靈活性。PLC的型號(hào)多樣，我們可以根據(jù)場(chǎng)地、任務(wù)等的不同，以差異性的輸出輸入模塊完成裝置控制。此外應(yīng)當(dāng)明確PLC乃是以軟件來完成控制的，而軟件編制的靈活性很強(qiáng)，這也是此項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)所在。硬件結(jié)構(gòu)相同或者相近的PLC，可以用不同的軟件完成控制?？刂平Y(jié)果可以有很大差異。PLC技術(shù)應(yīng)用在交通信號(hào)燈中的另一優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備可靠，它擁有非常優(yōu)良的自我診斷能力，可以及時(shí)查出系統(tǒng)內(nèi)部存在的硬件與軟件故障，保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈控制的安全性能。此外，PLC技術(shù)較強(qiáng)的抗電磁干擾性可以使其適應(yīng)較為惡劣的工作環(huán)境。圖1為一個(gè)循環(huán)的時(shí)序控制原理，圖2為信號(hào)燈輸出與輸入接線圖。

圖1 一個(gè)循環(huán)的時(shí)序控制

圖2 信號(hào)燈輸出與輸入接線

三、模糊理論在交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

交通信號(hào)燈技術(shù)原理本身并不復(fù)雜，可是系統(tǒng)繁復(fù)，想要建立統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型難度非常大。近些年來，基于模糊控制理論而建立的控制體系得到了行業(yè)內(nèi)關(guān)注。模糊控制對(duì)于數(shù)學(xué)模型的精準(zhǔn)度要求不是特別高，是依靠規(guī)則所產(chǎn)生的一種智能型控制方式，非常適合于隨機(jī)性較為突出的城市交通信號(hào)燈系統(tǒng)控制。在當(dāng)前所采取的某些模糊控制理論中，大多把輸入變量選擇在十字路口的排隊(duì)長(zhǎng)度上。也可以選擇相位紅燈等候時(shí)間以及車輛密度等，操作簡(jiǎn)便易行，而選擇輸出變量時(shí)也較為單一，比如應(yīng)用十字路口綠燈延時(shí)等。本文在作此探討時(shí)把十字路口還有與其鄰近的交叉路口的車輛平均速度與密度也都計(jì)算在內(nèi)。在計(jì)算輸出變量時(shí)，既應(yīng)當(dāng)考慮該相位的延時(shí)情況，也應(yīng)當(dāng)同時(shí)考慮相鄰相位的延時(shí)選擇。

此前提出的智能控制，照顧到的是現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)內(nèi)部的復(fù)雜程度、高性能以及不確定因素。所以它擁有一些傳統(tǒng)控制方法所不具備的新特征。在信息處理工程結(jié)構(gòu)上，智能控制體系表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)上的復(fù)合性與多層次性。它不需要人為對(duì)其干預(yù)就能實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)燈的獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。以智能化體系緩解交通擁堵，優(yōu)化暢通交通體系。在未知環(huán)境與突發(fā)事件中，智能控制系統(tǒng)可以仿照人類智能，完成交通系統(tǒng)內(nèi)信號(hào)燈的網(wǎng)絡(luò)平面式控制。

模糊控制不是指被控對(duì)象的模糊，也并非指控制器的模糊不確定，而是指概念與知識(shí)表達(dá)上的模糊性。模糊控制是在模糊理論的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。用語言算法控制的辦法把人工控制模式轉(zhuǎn)化為自動(dòng)控制，讓系統(tǒng)的智能化程度得到加強(qiáng)。根據(jù)模糊控制的表現(xiàn)特點(diǎn)，交通信號(hào)燈的智能控制系統(tǒng)能以此為基礎(chǔ)，讓電子計(jì)算機(jī)模擬出與人類似的直覺，并按照不確定信息當(dāng)做決策依據(jù)，定位車流情況，實(shí)現(xiàn)十字路口雙向交通信號(hào)燈的智能化控制。可以在最大限度內(nèi)提升車輛流速與車流通過能力。它的主要功能表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（一）現(xiàn)場(chǎng)判斷。

1.判斷車道中停車線內(nèi)留滯車輛臺(tái)數(shù)。

2.將車輛臺(tái)數(shù)即車流輛反饋到中心系統(tǒng)中。

3.中心系統(tǒng)根據(jù)反饋信息，智能判斷對(duì)應(yīng)車道中信號(hào)燈可持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)度，根據(jù)判斷做出實(shí)際調(diào)節(jié)。

4.實(shí)地手動(dòng)調(diào)節(jié)信號(hào)燈斷續(xù)時(shí)間。

5.整體把握區(qū)域內(nèi)全部信號(hào)燈系統(tǒng)斷續(xù)時(shí)間。

6.發(fā)出闖紅燈警告。

（二）控制室管理。

1.計(jì)數(shù)器按照指令權(quán)限自動(dòng)計(jì)數(shù)。

2.車輛數(shù)反饋判斷。

3.根據(jù)反饋的信息做出信號(hào)燈斷續(xù)時(shí)間調(diào)整。

4.指揮直行時(shí)的人行道行走功能。

5.信號(hào)燈同對(duì)應(yīng)車道箭頭閃爍燈根據(jù)指令同步變化。

四、總結(jié)

對(duì)于交通信號(hào)燈的控制雖然屬于一種非常簡(jiǎn)單的控制方法，可是它多是應(yīng)用在繁華的十字路口，其作用卻不容低估。科學(xué)合理的交通信號(hào)燈控制能提升街路的安全使用效率與城市交通出行的速度。自動(dòng)控制形態(tài)的交通信號(hào)燈屬于交通控制中的關(guān)鍵組成部分，是科學(xué)化管理交通的必要手段。采取PLC技術(shù)以及現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，能使車輛行駛與交通導(dǎo)航達(dá)到智能化標(biāo)準(zhǔn)，一方面可以緩解交通擁堵壓力，降低交通事故發(fā)生的機(jī)率，另一方面也可以有效節(jié)省交通能源，減輕出行者的疲勞駕駛。最終達(dá)到建立經(jīng)濟(jì)、快速、舒適、安全交通環(huán)境的目標(biāo)。

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