摘 要：隨著我國人口的壓力不斷增大、現(xiàn)代化的建設步伐不斷加快和城鎮(zhèn)化建設的不斷推進等使我國目前面臨著交通問題顯的日益突出。繼電器和單片機類型的控制方式已不能滿足現(xiàn)代對交通燈控制系統(tǒng)的靈活性和可靠性的要求。本文針對PLC的性能特點、控制方式以及將來交通信號用PLC控制的發(fā)展方向等方向進行了較為詳細的闡述，對PLC在交通信號控制領域?qū)崿F(xiàn)更好的發(fā)展具有一定的指導意義。

關鍵詞：交通燈；PLC控制；控制程序；智能控制

中圖分類號：TP273；TP311.1

隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，特別是我國施行改革開放以來，人們?nèi)罕姷纳钏降玫搅丝焖偬岣?。越來越多的人們都擁有了自己的交通工具，其中又以私家車的增多最為顯著，由此給我國帶來的交通問題也成為人們?nèi)找娴慕裹c。一個城市所擁有的交通狀況便捷是否是判斷該城市居民的生活水平和城市投資環(huán)境的一項重要指標。目前，我國的一些大中型城市都在積極的修建大量的輕軌或地鐵以期能夠有效的緩解城市生活中存在的巨大交通壓力。但是，由于一方面，大量的輕軌或地鐵工程的修建需要花費大量的時間和大量的投資，而這方面對于其他大多數(shù)的中小城市而言都是很難實現(xiàn)的；另一方面，大量輕軌或是地鐵項目的修建會給城市原有的生態(tài)環(huán)境和城市規(guī)劃帶來不小的問題。所以，在城市交通問題沒有能從根本上得到解決的方法出現(xiàn)以，對已經(jīng)存在的城市交通系統(tǒng)的效率進行有效的提高和改善已成為許多城市緩解交通壓力的首要選擇，而在這其中，對交通信號進行控制的交通控制系統(tǒng)則是提高和改善現(xiàn)有交通系統(tǒng)的關鍵環(huán)節(jié)。

1 可編程控制器

在可編程控制器還沒有出現(xiàn)之前，使用繼電器進行控制的方式無論是在工業(yè)生產(chǎn)中的電氣控制方面還是其它一些應用領域中都是處在主導地位的，因而那時繼電器的應用是非常的廣泛。由于由繼電器組成的電氣控制系統(tǒng)都存在著可靠性較低、體積較大和出現(xiàn)故障時難以進行查找和排除等繼電器控制系統(tǒng)所固有的缺點，尤其是繼電器的接線方式較為復雜，且不易隨著生產(chǎn)條件的變化而進行自行調(diào)整，對生產(chǎn)控制方式改變的適應性差。為了解決繼電器控制所固有的這些缺點，能夠根據(jù)實際控制要求而進行自我調(diào)節(jié)的可編程數(shù)字控制方式就很快成為各個控制領域的最好選擇。

目前，我國大部分采用的交通信號燈控制系統(tǒng)一般為單片機控制，與傳統(tǒng)的繼電器組成的控制電路相比較，單片機很容易就能夠完成作為交通燈應具有的最基本控制要求，其功能相對于繼電器而言要強大，但其控制功能還是不夠完善，而且控制可靠性也不高。

以微處理器為基礎的可編程序控制器（PLC）是結合了現(xiàn)代自動控制技術、計算機技術、通訊技術和網(wǎng)絡技術的最新成果而發(fā)展起來的一種用于工業(yè)生產(chǎn)過程控制的新型自動化裝置。如果在交通信號的控制方面采用了PLC技術進行控制，不僅可以使交通控制系統(tǒng)的可靠性得到非常大的提高，減少控制系統(tǒng)的故障率，而且PLC還可以使交通信號的控制方式變的更加方便靈活。與此同時，利用PLC設備所具有的聯(lián)網(wǎng)通訊功能，可以實現(xiàn)不同控制系統(tǒng)之間的信號傳遞，以實現(xiàn)對交通信號的協(xié)調(diào)和實時控制管理。

PLC設備最初是專門為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程的靈活控制而設計研發(fā)出來的，所以其在面向?qū)ο罂刂品矫娴目刂品矫媸欠浅姶蟮?，是其它類型的控制器件都無法進行比擬的。在PLC的內(nèi)部，通過設置各種各樣的功能擴展模塊，可以使PLC設備很容易使外接線路得到盡可能的簡化。由于PLC內(nèi)部均為模塊化設計，所以使其的工作可靠性進一步得到了提高，而且工作時具有較高的穩(wěn)定性，抗干擾的能力也比較強，而且性價比較高。與此同時，PLC的編程方法非常簡單，易于被理解和掌握。

2 可編程控制器程序

當采用PLC對交通信號燈進行控制時，其控制程序一般按照以下的控制流程進行編寫：當所有通過十字路口的車輛有序地在東西和南北向上行進時，交通燈亮與暗的控制信號由控制程序中的啟動和停止按鈕進行控制。當按下程序中總的啟動按鈕時，整個控制系統(tǒng)便按照預先編寫好的程序進行工作。由于PLC采用的是循環(huán)掃描的控制方式，所以按下啟動按鈕后其程序?qū)凑枕樞蛞粭l一條的依次執(zhí)行，并不斷的進行循環(huán)工作。當按下總停止按鈕時，整個控制系統(tǒng)將停止在最初的控制狀態(tài)，即東西方向上的綠燈亮起，允許車輛和行人通行，與此同時，南北方向上的紅燈點亮，禁止該方向上的車輛和行人通行。其一般的具體要求是當按下總的啟動按鈕后，整個系統(tǒng)開始循環(huán)執(zhí)行各條程序，交通燈實現(xiàn)正常工作。當南北方向上的紅燈按一段預設的時間進行點亮（以15秒鐘為例），禁止車輛和行人通行，此時，東西方向上的綠燈點亮一段時間（以10秒鐘為例），允許車輛和行人通行，之后再閃亮一定的時間（以3秒鐘為例），之后該方向上的綠燈熄滅，改由黃燈點亮一定的時間（以2秒鐘為例）。當東西方向上的黃燈熄滅之后，就轉(zhuǎn)換為東西方向上的紅燈點亮。與此同時，南北方向上的綠燈點亮，重新重復東西方向為綠燈點亮時的控制過程。如此不斷的重復循環(huán)控制程序就可實現(xiàn)對交通燈的自動控制。典型的PLC控制交通燈程序框圖如圖1所示。

圖1 典型的PLC控制交通燈程序框圖

3 智能型的現(xiàn)代交通控制系統(tǒng)

當前，在我國許多城市的眾多十字路口位置，交通燈所采用的控制系統(tǒng)大部分都是通過定時控制的方式來實現(xiàn)的。由于這種采用定時控制的交通燈由于都是按照預先編寫好的程序進行動作的，所以交通燈無法根據(jù)現(xiàn)場東西和南北方向上的實際車流量進行比較人性化的控制。例如當一條道路在東西方向上的車流量比較大時，而在南北方向上卻沒有車輛或是行人的通行，此時按照定時控制方式的交通燈可能會在東西方向上顯示為紅燈，在些方向上的車輛和行人就需要長時間的等待，而在南北方向上卻沒有體現(xiàn)出東西方向上的車輛和行人等待的價值。這種在一個方向上等待，而在另一方向上沒有通行的現(xiàn)象是人們經(jīng)常會碰到的一種情況，這是現(xiàn)有的大量以定時方式控制的交通燈系統(tǒng)不能按照實際情況進行控制造成的。這樣效率較低，且不能實現(xiàn)人性化管理的交通控制方式不僅經(jīng)常會造成該地方的交通擁擠，而且浪費了人們大量的時間和精力。因此，對能夠根據(jù)實際的車流量實現(xiàn)智能控制的現(xiàn)代交通控制系統(tǒng)的開發(fā)已成為現(xiàn)需求對交通控制方式的一種要求。

智能型的現(xiàn)代交通控制系統(tǒng)應該能夠做到根據(jù)各方向上，不同時段的具體車流量的變化對十字路口各方向上的紅綠燈亮暗時間長度進行自我的調(diào)節(jié)，力爭將車輛滯流在十字路口的程度降低到最小。智能型交通控制系統(tǒng)的開發(fā)應用能夠?qū)ΜF(xiàn)代交通的擁擠現(xiàn)象進行有效的處理，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)實時路況進行最優(yōu)的處理，而且使整個交通控制系統(tǒng)的工作效率也得到了很大的提高。隨著我國城鎮(zhèn)化建設的不斷推進和擁有私家車的數(shù)量迅速猛增而帶來的道路交通擁堵現(xiàn)象的日益嚴重，智能型交通控制系統(tǒng)的開發(fā)和應用必將為這些問題的解決帶來機遇，并且應用前景也是非常的廣闊。

4 結束語

PLC以其優(yōu)越的可靠性和靈活性已被廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)的控制過程之中。對于關系到每個人生活安全和便利的交通燈控制系統(tǒng)，采用PLC進行控制已成為保證其正?？煽抗ぷ鞯闹匾緩健４送?，利用PLC實現(xiàn)交通燈的智能控制，以實現(xiàn)人性化的管理方式已成為當前一項非常重要的研究課題。

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作者單位：杭州交通警察支隊，杭州 310015