（安全生产）2020年特长隧道双向行驶安全指示PLC控制系统设计

Two- 2011 电气工 电气工程及其自动 指导老 石彦完成日期2011515 院长(主任) 有一地下隧道，宽约3.3m，仅能通过一辆面包车，长350mAB25～30km／h，全程需45～56s，设计时留有约2s的裕量。根据控制对象的主要技术特征、动作顺序要求，对隧道汽车双向行驶指示灯的控制要求进行分析，完成以PLCA5sAA2s灭且红灯亮，而BB5sB则B口绿灯闪烁2s熄灭红灯亮，而此时A口绿灯亮……。这是两道口均无车进入隧道的要AAB90sA20s2s68s(B)A部开出后，B口才能进车。当B口绿灯亮时，从B口进人第一辆车算起，A口红灯持续亮90s，B20s2s68sB出后，A口才能进车。周而复始。这是某大单位专用车道，车辆不会太多，一般从早上6时到夜里10时使统工作的开关S，作为交通事故时的急停用。两个道口安装有红外线自动检测装置，检测车辆进人隧道的情况，并通过小型继电器KA1KA2PLC。三、主要技术指标（或研究方法I/O《小型可编程序控制器原理与实践 辽宁科技出版《可编程控制器应用技术 机械工业出版《建筑电气控制技术 窦晓 高等教育出版 12第3周—第4周：分析、确定方案；第8周：中期检查；9121314第15周—第16周：答辩。 随着我国城市化，现代化进程的加快，交通流量变的越来越大，为了缓解或有效解决日益严重的城市交通问题，提高道路的空间利用率，修建各种城市隧道或地下构筑物已成为急剧增长的趋势。城市隧道对减少城市道路用地、缩短城市行车里程、疏导城市交通起到积极的作用。目前我国已建成的隧道超过10693403000米以上的隧13公路隧道作为高速公路的特殊结构，不仅车速高和流量大，结构也相对封闭，加之行驶经过的车辆排放大量的有害物质，所以车辆的行驶环境与条件相对较差，比较容易发生交通事故，并且事故的处理与救援亦相对比较困难，对于长大和特长隧道而言更是如此。因此，高速水平的不断提高，今后一段时期内PLC在我国将保持高速增长势头。302500m，且单洞长度都很短。六、七十年代，我国干线公路上曾修建了一些百米以上的隧道，但标准也很低。进入八十年代，公路隧道的发展逐渐加快，具有代表性的工程1990年底，我国建成的千米以上隧道已有十余座。在大型公路隧道建设中，技术也随着不断提高，并学习和引进了很多国外先进技术。福建鼓山隧道，洞内设有照明、吸音、防潮、通讯、防火等装置和闭路电视监控及雷达测速系统，这是我国第一座现代化的公路隧道。“八五”～“九五”期间是我国公路隧道建设迅速发展的时期。“九五”期间新建隧道不完全资料统计，我国已建成公路隧道1208座，总里程362km。3000长度大于10公里的约占10％左右。现在国外的隧道发展迅速，青函隧道：目前世界最长的铁路隧道，全长53.9公里，海底长度23.3公里。此隧道跨越津轻海峡连接日本的北海道和本州美国的德拉瓦隧道：世界最长的输169公里。美国纽约的林肯隧道：跨越哈德逊河连接纽约市和纽泽西州，是世界最2.4FXPLC、光电传感器、红绿交通灯、报警电铃。按钮：系统需要3130m260m梯形图程序的设计（程序的设计思想，无车通过时的程序设计，有车通过时的程序设计，有汽车通过和无车通过时的衔接，控制开关在程序中的设计，各信号灯工作时序图(A、BAB)，电气控制系统图设计PLCAB灯亮，信号灯系统开始工作。当B口绿灯亮时，从B口进人第一辆车算起，A口红灯持续亮90s，B20s2s68sB隧道内的汽车全部开出后，AA 双向行驶的安全性，有利于加强隧道的安全。基于现状设计了一种基于PLC的特长FX2N系列PLC，并根据设PLCI/O进行了分配，编写了PLC梯形图程序。最后介绍了本PLC电路所可能存在的干扰，并介绍了预防干扰的方法。对系统的输入、输出点PLCFX2N可的编程方法，设计了PLC控制系统的程序。这种方法易学易用，成功率高，设计复意的事项。从硬件和软件两个方面采取措施，提高PLC控制系统的抗干扰能力。论关键词：特长隧 传感 汽车双向行Thispaperintroducesthedevelopmentstatusofdomestictransportationsystem,andthelongtwo-waytraffictunnelcarproblems,anddescribestheworkingprincipleoftheprogrammablecontroller,selectionbasis.Signalcontrolisanecessarymeasuretomaintainthequalityandsafetyoftrafficcirculation.Infraredsensorapplicationsfrombasicallysolvedtheredtapeandreduceartificialoperationalotofmistakes,andmoreeffectivetoenhancethesecurityofdrivingthecartwo-way,tostrengthenthesecurityofthetunnel.DesignedbasedonthelongtunnelPLCcontrolsystemforautomotivetwo-waytraffic,describedindetailthechoiceofMitsubishiFX2NSeriesPLC,accordingtothedesignrequirementsoftheinputandoutputPLCI/Oforthedistribution,andpreparationofsystemoperationladder.ThroughtheanalysisofTunneltwo-wayroadsafetyinstructionsPLCcontrolsystemdesign，designasystemofthePLCcontrolcircuit，thesysteminputandoutput,statistics.SelectionofJapanmitsubishiFX2NPLC，thedistributionofthePLCI/Oaddress,theexternalcircuitdesignPLC．Itintroducesfamiliarprogrammermethods．Accordingtotheboringmachinecontrolrequirementsandcharacteristicssetoutthelogicofalgebrashow,usinglogicdesignmethodsladderdesign.Thismethodissimplertolearnandtouse,hashigherSUCCESSratio,andcansavetimeindesigningcomplexcontrollingprogrammertotransformthesystemrequirementsandeffectiveoperation．Byusinghardwareandsoftwaremethods，itimprovesantidisturbanceperformanceofPLCcontrollingFinally,thepapersummarizedresearchachievement,researchsubjectcombinewithauthor’S Vehicletwo-way 第1 论课题研究的目的意义国内外研究现状课题背景及要求课题背景本课题的PLC控制要求论文主要内容总体方案设计及创新点总体方案设计论文创新点ΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩ4第2 PLC原理及各模块的选择PLC原理介绍.PLC发展历程PLC的应用现状PLC控制系统的发展前景可编程序控制器PLC的分类PLC的选择输入输出模块的选择电源的选择ΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩ10第3 各部分硬件设计PLC的外连电路设计系统原理框图传感器的选择及安装 辅助设备设计与选型第4章 软件设计梯形图程序设计程序设计思想无车通过隧道式的程序设计有车通过隧道时的程序设计时序图周期为1s的方波I/O分配表有汽车通过隧道和无汽车通过隧道程序的衔接控制开关在程序中的设计第5 PLC整体电路的干扰与预防电源系统引入的干扰感性负载引起的干扰输出信号的抗干扰措施 抑制外部配线干扰的措施ΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩ26第六 结论与展望结论 展望参考文献致 谢附 录附录A 外文资料ΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩΩ31附录B 梯形图附录C 指令表第1 近年来，我国公路交通得到长足的发展，山区高速公路建设带动了山区的经济、社会发展。然而，公路交通运输在为国民经济和社会发展做出重大贡献的同制区。西南地区某高速公路2004年1月～2005年1月，共发生交通事故181起，其中隧道交通事故就达56起，约占全线事故总数的31％。控制隧道交通事故的发青具有可燃性，不利于隧道消防，隧道内一般为水泥路面，而隧道外多为沥青路数。由于隧道区段的上述特点，决定了隧道交通事故分布特征具有多样性、复杂本设计的目的就是为了从安全指示方面解决特长单向隧道的汽车安全行驶问(3100m×2)(2450m×2)(4116m×2)现在国外的隧道发展迅速，青函隧道：目前世界最长的铁路隧道，全长53.9公里，海底长度23.3公里。此隧道跨越津轻海峡连接日本的北海道和本州美国的德拉瓦隧道：世界最长的输水隧道，全长1691069340300013而我们要进行特长隧道双向行驶安全指示PLC控制系统的设计。图1- 现场模拟大的工夫，所以我们用PLC来进行这样的一种系统设计是无可后非的。本方案中，关安装在隧道130M260M了代替小型继电器线圈的作用。因而省去了一部分的外部电路，起到了简化的作 PLC基本工作原理：PLCCPU，存储器、I/0接口、内嵌的精简高效操作系统组成。用户可以根据自己的需要配置（扩展）自己的I/0(输入、输出)的类型及数量，用户按自己的控制需求编写控制程序下载到PLC的存储器内，PLC在运行的时候，PLC内的操作系统能运行用户的程序，根据用户程序通过输入端子完成输入信号（开关、触点、传感器等）的读取，并进行处理运算，把运算处理的结果输出到输出端子，以控制用户的执行机构（阀门、线圈、指示灯等）[1]。从而完成用户所需的控制功能。PLC采用“顺序扫描，不断循环”的工作方式。每次扫描过程。集中对输入信号进行采样。集中对输出信号进行刷新。输入刷新过程。当输入端口关闭时，程序在进行执行阶段时，输入端有新状态，新状态不能被读入。只有程序进行下一次扫描时，新状态才被读入。一个扫描周期分为输入采样，程序执行，输出刷新。元件映象寄存器的内容是随着程序的执行变化而变化的。扫描周期的长短由（1）CPU执行指令的速度（2）指令本身占有的时间（3）指令条数。由于采用集中采样[2]。集中输出的方式。存在输入/输出滞后的现象，即输入/输出响应延迟。并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程ProgrammableController（PC）[3]。个人计算机（PC）发展起Controller（PLC数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统[4]。PLCPLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代2060PLC用,尤其近20年来计算机和信息技术的飞速发展不断成倍扩大的功能和成倍降低的PLCPLC用成为可能。下面通过两组数据(引自工控网)说明PLC的应用现状[6]。PLC在冶金行业的市场将持续增加2003年中国的工业出现了快速增长,工业产值同比增长在12%以上,而且中国的最大钢铁出口对象—美国在2003年下半年取消了钢铁附加税,50%PLC在该行业的增长,2003PLC21620043亿元。PLC在纺织行业的应用分析[7]。在中国，PLC在纺织机械上的运用已经有17年的历史了，从最早的进口合成纤维生产设备到目前的中小型纺机，PLC无处不报警、速度控制和机器启停控制。纺机的比例在纺织机械中不到5%，却用到更多PLC17PLC,60I/OPLCPLC简单的设备采用单片机或者其它控制方式。纺织机械的辅助设备也主要由PLC制，如循环水系统、空调系统、蒸气系统、废水处理系统、包装线等。实际上PLC在中国的应用已分布到各行各业，根据工控网的调查，2003的FCS控制所取代，但是目前以及今后相当长的一段时间，PLC还会与DCS和FCS共（2）（3）目前，PLC的功能增强、结构优化，IO模块趋向分散化、智能化，编程工具和编程语言更具标准化和高级化（4）PLC的联网通信能力增强，向高速度、多层次、大信息量、高可靠性及开放式的通信发展。(5)现在的PLC系统与DCS技术、现场总线IO技术相结合,结构开放、扩展方便、技术先进、价格低廉。由以上分析可以预见，未来PLC将朝着多功能化、集成化、智能化、标准化、开放化的方向发展,故PLC虽然面临其它自动化控制系统的挑战,但同时也在吸收它们的优点,互相融合,不断创新,在今后一段时间内将与其它先进控制方式并存,共同发展[9]可编程序控制器PLC的分类PLC产品种类繁多，其规格和性能也各不相同。对PLC的分类，通常根据其结构形式的不同、功能的差异和I/O点数的多少等进行大致分类。PLCI/O点数的基本单元（又称主机）和扩展单元组成。基本单元内有CPU、模块式PLCPLC是将PLC各组成部分，分别做成若干个单独的模块，如CPU模块、I/O模块、电源模块（有的含在CPU模块中）以及各种功能模块。模块式PLC由PLC的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维PLC一般采用模块式结构。还有一些LC将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式LC。叠装式PLC其CPU、电源、I/O接口等也是各自独🖂的模块，但它们之间是靠电缆进行联接，并且各模块可以一层层地叠装。这样，不但系统可以灵活配置，还可做得体积小巧[6]（2）按功能分类根据PLC所具有的功能不同，可将PLC分为低档、中档、高档三类。低档PLC具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。中档PLC除具有低档PLC的功能外，还具有较强的模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能。有些还可增设中断控制、PID控制等功能，适用于复杂控制系统。高档PLC能函数的运算、制表及表格传送功能等。高档PLC机具有更强的通信联网功能，可（3）按I/O点块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体[4]。模块式PLC包括CPU模块、的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或I/O（AI，常用的I/O分类如下：开关量：按电压水平分，有220VAC,110VAC,24VDC,方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20Ma,0-20mA）,电压型等，按精度分有12bit，14bit，16bit等。出来上述通用的外，还有特殊的I/O模块，如热电阻，热电偶，脉冲等模块。按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但是其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。24VDC，PLCPLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装出发，通常可按功能控制或输入输出点数选型。整体型PLC的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统，模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡，因此用户可较合理的选择和配置控制系统的I/O点数，功能扩展方便灵活，一般用制水平和降低应用成本。考虑是否需要扩展机架或远程I/O机架等[9]。PLC的供电电源，除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和作而引入PLC，对输入和输出信号的隔离是必要的，有时也可采用简单的二极管或 各部分硬件设设备，输入信号送入到PLC中，作为对来自传感器输入信号的响应，PLC产生输出控制信号去驱动信号等工作，从而实现隧道隧道口红绿灯的变化。PLC还接受来自A130mA260m从设计要求中可以看出，设计需要PLC的输入输出点数并不多，输入点中两个故障控制系统停止开关，输入点一共是五个点。输出点接隧道口的四个红绿指示灯，和一个报警电铃。因此可以确定其硬件部分主要有PLC，光电传感器、红绿交图3- 本设计是利用PLC接受红外传感器接收的信号和手动控制信号，然后通过PLC效果。如图3-2所示。手动控制信手动控制信PLC 系统原理框3-3传感器原理框图及红外发射二极管。光束不间断的发射，或者改变脉冲宽度。接受器由光电二极轴0到25的范围内改变发射角，使光束几乎是从一根发射线，经过反射后，还是反光板型光电开关把发光器和收光器装如同一个装置内，在它的前方装一块反光所以针对隧道口汽车的检测，我们采用对射型光电传感器作为PLC的信号采集器传感器要准确无误的检测到汽车的到来，这需要对传感器的安装位置进行很好的设高电平，将两个信号相与后，输出的高电平送至PLC用这种采集系统，只有当两个传感器都采集到信号时，PLC的输入继电器才会动RR1RRUW ULMEGNGNGN3-3传感器内部原理图LM33923130m260mPLCPLC中，按钮选用LA19-11型号。生磁性，把小锤下方的弹性片吸过来了，是小捶打击电铃发出声音，同时电路断 软件设PLC是以程序的形式进行工作的，所以必须把控制要求变换成PLC能接受并执图中接点（触点）只有常开和常闭，接点可以是PLC输入点接的开关也可以是PLC外部负载，只能做中间结果供CPU内部使用。PLC是按循环扫描事件，沿梯形图先后顺序执行，在同一扫描周期中的结果留在输出状态暂存器中所以输出点的值在用户程序中可以当作条件使用。语句表语本系统的设计思想，当系统上电以后进入初始状态，X0作为整个系统的启动停X0X0停止工作。当启动按钮被按下时，系统开始执行无车程序，X2，X4A,B口有车到达时，通过我们的红外传感器探测到信号后，将其信号输送到PLC中，即如流程图中，中断无车程序转为ABA程序所执行的条件一样。X10X11130m260mX10和X11拨回原位，又可以启动系统。是系统进入正常工作状态。在程序设计中，3段程序都是独🖂的顺序功能程序，所以我采用的是STL步进图4- 程序流程A、B时，我们能够采用一些简单办法🖂即停止当前执行的无车程序，并转移到有车程序。三段程序都是顺序的，任意一段程序执行的前提条件满足时，我们能够🖂移到当前的程序段，并执行相应的程序。4-2A，B亮，同样5s后B口绿灯闪2s熄灭，而后反复循环此过程。在隧道口时，就直接进入到无车程序，并循环执行。如图4-3和图4-4。4-3无车通过梯形图程序初始状态。A、B两入口均亮红灯。按启动按钮SB1，程序启动，B口红灯亮。在计时5sAA5s，计时5sA2s。AA2sS41。S41AB5sB4-4无车通过梯形图A4-5AAB20sA2sA口红灯点亮，90sBA75s4-6AS31BT220sA20s。T390s，即亮。A20s2s。22sA90sS41，B电，即A、B绿灯同时亮时，程序转向S51。4-7BAB20sB2s4-8BAT790sBAT820sB20sBB20s2s。2s后，B口红灯亮。90s后，程序跳转到S21，A口允许进车。时序图周期为1s的方波 时序图周期为1s的方波在控制绿灯闪烁时可采用串接周期为1s的方波来实现，因而在程序开始时常加图4-9 I/O4-1I/O 器件号地址号 功能 器件号地址号功能 停止1 停止2 停止 报 图4- 程序示意在设计要求中，要在隧道130m和260m处设计一个控制开关，起到系统故障图4- 程序示意S？？是程序中的“步”，也就是在程序中的每一步都要编写上面的程序，当S？？为活动步，X10S01，并且系统被复位，S01X10 PLC由于使用灵活、故障率低、程序设计使用方便、维护方便等优点，已在工电磁波、声光、辐射，所以需采用合理的抗干扰措施，保证PLC的可靠工作。对于我们的隧道监视系统，一般没有交通警察的现场指挥，车辆多的情况下，如果PLC造成公路交通堵塞，所以隧道的PLC抗干扰也是不容忽视的。下面我们就一般的干市电不要直接进入PLC电源模块，首先用功率相匹配的低通滤波器，为了保证PLC的抗干扰能力。由于工业现场存在着大量的感性负载,如交、直流继电器、接触器、变压器和交直流电磁铁等,当对其进行投切操作时,会在电感线圈的两端产生极高反向电动势,引起强烈的高频电磁干扰,而且会使触点间隙产生电弧击穿,并通过传导作用而施于电源侧的计算机,严重影响附近工作的计算机控制系统的正常运行。二极管，释放反向电动势，保护PLC不受过量反向电动势影响。这样的话可以减少感性负载所引起的干扰，进而达到保护电路的目的，这也是我们所追求的一个回路。这样的话就会除掉来自电源的多种干扰，提高PLC的抗干扰能力。图5- RC保护回 如果是交流，在负载二端并接RCRC负载，在负载两端并接二极管，二极管的反向耐压应是负载的4倍。PLC控制器外。 输入和人输出电第六 结论与展设计了PLC的控制程序，介绍了PLC的设计方法，并设计了相应的LC程序。这种设计方法简单易学，节约了大量的时间。最后对交通灯进行了安装与调试，对于调试过程中出现的问题进行了分析，提出来解决方案，并成功地解决了问题。时，利用信号灯的指示来避免汽车事故的发生，还有我们可以利用PLC来控制检测郁汉琪主编.电气控制与可编程序控制器应用技术.南京:东南大学出版社王也仿主编.可编程序控制器应用技术.北京:机械工业出版社求是科技编著.PLC郑瑜平主编.可编程序控制器.北京:航天航空大学出版社崔亚军主编.可编程序控制器原理及程序设计.北京,电子工业出版社杨长能主编.可编程序控制器原理及应用（第一版）彭和标主编.可编程控制原理及应用（第一版） York:MCGraw- AIntelligenttrafficAbstract：Signalcontrolisanecessarymeasuretomaintainthequalityandsafetyoftrafficcirculation.Furtherdevelopmentofpresentsignalcontrolhasgreatpotentialtoreducetraveltimes,vehicleandaccidentcosts,andvehicleemissions.Thedevelopmentofdetectionandcomputertechnologyhaschangedtrafficsignalcontrolfromfixed-timeopen-loopregulationtoadaptivefeedbackcontrol.Presentadaptivecontrolmethods,liketheBritishMOVA,SwedishSOS(isolatedsignals)andBritishSCOOT(area-widecontrol),usemathematicaloptimizationandsimulationtechniquestoadjustthesignaltimingtotheobservedfluctuationsoftrafficflowinrealtime.Theoptimizationisdonebychangingthegreentimeandcyclelengthsofthesignals.Inarea-widecontroltheoffsetsbetweenintersectionsarealsochanged.Severalmethodshavebeendevelopedfordeterminingtheoptimalcyclelengthandtheminimumdelayatanintersectionbut,basedonuncertaintyandrigidnatureoftrafficsignalcontrol,theglobaloptimumisnotpossibletofindout.Citation：Asaresultofgrowingpublicawarenessofenvironmentalimpactofroadtrafficmanyauthoritiesarenowpursuingpoliciesto:managedemandandinfluencemodeandrouteimprovepriorityforbuses,tramsandotherpublicserviceprovidebetterandsaferfacilitiesforpedestrians,cyclistsandothervulnerableroadusers;reducevehicleemissions,noiseandvisualintrusion;improvesafetyforallroaduserInadaptivetrafficsignalcontroltheincreaseinflexibilityincreasesthenumberofoverlappinggreenphasesinthecycle,thusmakingthemathematicaloptimizationverycomplicatedanddifficult.thatreason,theadaptivesignalcontrolinmostcasesisnotbasedonpreciseoptimizationbutonthegreenextensionprinciple.Inpractice,uniformityistheprinciplefollowedinsignalcontrolfortrafficsafetyreasons.Thissetslimitationstothecycletimeandphasearrangements.Hence,trafficsignalcontrolinpracticearebasedontailor-madesolutionsandadjustmentsmadebythetrafficplanners.Themodernprogrammablesignalcontrollerswithagreatnumberofadjustableparametersarewellsuitedtothisprocess.Forgoodresults,anexperiencedplannerandfine-tuninginthefieldisneeded.Fuzzycontrolhasproventobesuccessfulinproblemswhereexactmathematicalmodellingishardorimpossiblebutanexperiencedhumancancontroltheprocessoperator.Thus,trafficsignalcontrolinparticularisasuitabletaskforfuzzycontrol.Indeed,oneoftheoldestexamplesofthepotentialsoffuzzycontrolisasimulationoftrafficsignalcontrolinaninter-sectionoftwoone-waystreets.Eveninthisverysimplecasethefuzzycontrolwasatleastasgoodasthetraditionaladaptivecontrol.Ingeneral,fuzzycontrolisfoundtobesuperiorincomplexproblemswithmultiobjectivedecisions.Intrafficsignalcontrolseveraltrafficflowscompetefromthesametimeandspace,anddifferentprioritiesareoftensettodifferenttrafficflowsorvehiclegroups.Inaddition,theoptimizationincludesseveralsimultaneouscriteria,liketheaverageandmaximumvehicleandpedestriandelays,maximumqueuelengthsandpercentageofstoppedvehicles.So,itisverylikelythatfuzzycontrolisverycompetitiveincomplicatedrealintersectionswheretheuseoftraditionaloptimizationmethodsisproblematic.Fuzzylogichasbeenintroducedandsuccessfullyappliedtoarangeofautomaticcontroltasks.Themainbenefitoffuzzylogicistheopportunitytomodeltheambiguityandtheuncertaintyofdecision-making. communication.Thepointinutilizingfuzzylogicincontroltheoryistomodelcontrolbasedonhumanexpertknowledge,ratherthantomodeltheprocessitself.Indeed,fuzzycontrolhasproventobesuccessfulinproblemswhereexactmathematicalmodellingishardorimpossiblebutanexperiencedhumanoperatorcancontrolprocess.Ingeneral,fuzzycontrol Atpresent,thereisamultitudeofinferencesystemsbasedonfuzzytechnique.Mostofthem,however,sufferill-definedfoundations;eveniftheyaremostlyperformingbetterthatclassicalmathematicalmethod,theystillcontainblackboxes,e.g.defuzzification,whichareverydifficulttojustifymathematicallyorlogically.Forexample,fuzzyIF-THENrules,whichareinthecoreoffuzzyinferencesystems,areoftenreportedtobegeneralizationsofclassicalModusPonensruleofinference,butliterallythisnotthecase;therelationbetweentheserulesandanyknownmany-valuedlogiciscomplicatedandartificial.Moreover,theperformanceofanexpertsystemshouldbeequivalenttothatofhumanexpert:itshouldgivethesameresultsthattheexpertgives,butwarnwhenthecontrolsituationissovaguethatanexpertisnotsureabouttherightaction.Theexistingfuzzyexpertsystemsveryseldomfulfilthislattercondition.Manyresearchesobserve,however,thatfuzzyinferenceisbasedonsimilarity.Kosko,forexample,writes'Fuzzymembership...representssimilaritiesofobjectstoimpreciselydefinedproperties'.Takingthisremarkseriously,westudysystematicallymany-valuedequivalence,i.e.fuzzysimilarity.Itturnsoutthat,startingfromtheLukasiewiczwell-definedmany-valuedlogic,weareabletoconstructamethodperformingfuzzyreasoningsuchthattheinferencereliesonlyonexpertsknowledgeandonwell-definedlogicalconcepts.Thereforewedonotneedanyartificialdefuzzificationmethod(likeCenterofGravity)todeterminethefinaloutputoftheinference.Ourbasicobservationisthatanyfuzzysetgeneratesafuzzysimilarity,andthatthesesimilaritiescanbecombinedtoafuzzyrelationwhichturnsouttoafuzzysimilarity,too.Wecallthisinducedfuzzyrelationtotalfuzzysimilarity.Fuzzy-THENinferencesystemsare,infact,problemsofchoice:compareeachIF-partoftherulebasewithanactualinputvalue,findthemostsimilarcaseandfirethecorrespondingTHEN-part;ifitisnotunique,useacriteriagivenbyanexperttoproceed.BasedontheLukasiewiczwelldefinedmanyvaluedlogic,weshowhowthismethodcanbecarriedoutHypothesisandPrinciplesofFuzzyTrafficSignalControlTrafficsignalcontrolisusedtomaximizetheefficiencyoftheexistingtrafficsystems[6].However,theefficiencyoftrafficsystemcanevenbefuzzy.Byprovidingtemporalseparationofrightsofwaytoapproachingtrafficsignalsexertaprofoundinfluenceontheefficiencyoftrafficflow.Theycanoperatetotheadvantageordisadvantageofthevehiclesorpedestrians;dependonhowtherightsofwaysareallocated.Consequently,theproperapplication,design,installation,operation,andmaintenanceoftrafficsignalsiscriticaltotheorderlysafeandefficientmovementoftrafficatintersections.Intrafficsignalcontrol,wecanfindsomekindofuncertaintiesinmanylevels.Theinputsoftrafficsignalcontrolareinaccurate,andthatmeansthatwecannothandlethetrafficofapproachesexactly.Thecontrolpossibilitiesarecomplicated,andhandlingthesepossibilitiesareanextremelycomplextask.Maximizingsafety,minimizingenvironmentalaspectsandminimizingdelaysaresomeoftheobjectivesofcontrol,butitisdifficulttohandlethemtogetherinthetraditionaltrafficsignalcontrol.Thecauseconsequence-relationshipisalsonotpossibletoexplainintrafficsignalcontrol.Thesearetypicalfeaturesoffuzzycontrol.Fuzzylogicbasedcontrollersaredesignedtocapturethekeyfactorsforcontrollingaprocesswithoutrequiringmanydetailedmathematicalformulas.Duetothisfact,theyhavemanyadvantagesinrealtimeapplications.Thecontrollershaveasimplecomputationalstructure,sincetheydonotrequiremanynumericalcalculations.TheIFTHENlogicoftheirinferencerulesdoesnotrequiremuchcomputationaltime.Also,thecontrollerscanoperateonalargerangeofinputs,sincedifferentsetsofcontrolrulescanbeappliedtothem.IfthesystemrelatedknowledgeisrepresentedbysimplefuzzyIFTHEN-rules,afuzzy-basedcontrollercancontrolthesystemwithefficiencyandease.Themaingoaloftrafficsignalcontrolistoensuresafetyatsignalizedintersectionsbykeepingconflicttrafficflowsapart.Theoptimalperformanceofthesignalizedintersectionsisthecombinationoftimevalue,environmentaleffectsandtrafficsafety.Ourgoalistheoptimalsystem,butweneedtodecidewhatattributesandweightswillbeusedtojudgeoptimality.Theentireknowledgeofthesystemdesigneraboutthetrafficsignalcontrolinthiscase,tobecontrolledisstoredasrulesintheknowledgebase.Thustheruleshaveabasicinfluenceontheclosed-loopbehaviourofthesystemandshouldthereforebeacquiredthoroughly.Thedevelopmentofrulesistimeconsuming,anddesignersoftenhavetotranslateprocessknowledgeintoappropriaterules.andNishidamentionedfourwaystoderivefuzzycontroloperatorscontrolengineer'sfuzzymodellingoftheoperator'scontrolfuzzymodellingofthecrispmodelingoftheheuristicdesignon-lineadaptationoftheUsuallyacombinationofsomeofthesemethodsisnecessarytoobtaingoodresults.Asinconventionalcontrol,increasedexperienceinthedesignoffuzzycontrollersleadstodecreasingdevelopmenttimes.3.ThemaingoalsofFUSICO-researchprojectaretheoreticalanalysisoffuzzytrafficsignalcontrol,generalizedfuzzyrulesfortrafficsignal principlesandcalibrationofmembershipfunctions,anddevelopmentofafuzzyadaptivesignalcontroller.Thevehicle-actuatedcontrolstrategies,likeSOS,MOVAandLHOVRA,arethecontrolalgorithmsofthefirstgeneration.Thefuzzycontrolalgorithmcanbeoneofthealgorithmsofthesecondgeneration,thegenerationofartificialintelligence(AI). dimensionalandcomplicatedtrafficsituations,liketrafficsignalling.Thetypicaladvantagesoffuzzycontrolaresimpleprocess,effectivecontrolandbetterquality.FUSICO-projectmodelledtheexperienceofpoliceman.Therulebasedevelopmentwasmadeduringthefall1996.Mr.KariJ.Sane,experiencedtrafficsignalplanner,wasworkingattheHelsinkiUniversityofTechnologyatthistime.Everydaydiscussionsandworkinggroupshelpedustomodelhisexperiencetoourrules.Inparticularpathologicaltrafficjamsorsituationswherethereareveryfewvehiclesincirculation;therefirst-in-first-outistheonlyreasonablecontrolstrategy.TheAlgorithmislookingforthemostsimilarIF-parttotheactualinputvalue,andthecorrespondingTHEN-partisthenfired.ThreerealistictrafficsignalcontrolsystemswereconstructedbymeansoftheAlgorithmandasimulationmodeltestedtheirperformance.Similarsimulationsweremadetoanon-fuzzyandclassicalMamdanistylefuzzyinferencesystems,too.Theresultswithrespectaveragevehicleandpedestriandelayoraveragevehicledelaywereinmostcasesbetteronfuzzysimilaritybasedcontrolthanontheothercontrolsystems.ComparisonsbetweenfuzzysimilaritybasedcontrolandMamdanistylefuzzycontrolalsostrengthanassumptionthat,inapproximatereasoning,afundamentalconceptismany-valuedsimilaritybetweenobjectsratherthanageneralizationofclassicalModusPonensruleofinference.Theresultsofthisprojecthaveindicatedthatfuzzysignalcontrolisthepotentialcontrolmethodforisolatedintersections.ThecomparisonresultsofPappis-Mamdanicontrol,fuzzyisolatedpedestriancrossingandfuzzytwo-phasecontrolaregood.Theresultsofisolatedpedestriancrossingindicatethatthefuzzycontrolprovidestheeffectivecompromisebetweenthetwoopposingobjectives,minimumpedestriandelayandminimumvehicledelay.Theresultsoftwo-phasecontrolandPappis-Mamdanicontrolindicatethattheapplicationareaoffuzzycontrolisverywide.Themaximumdelayimprovementwasmore20%,whichmeansthattheefficiencyoffuzzycontrolcanbebetterthantheefficiencyoftraditionalvehicle-actuatedcontrol.Accordingtotheseresults,wecansaythatthefuzzysignalcontrolcanbemultiobjectiveandmoreefficientthanconventionaladaptivesignalcontrolnowadays.Thebiggestbenefitscan,probably,beachievedinmorecomplicatedintersectionsandenvironments.TheFUSICO-projectcontinues.Theaimistomovestepbysteptomorecomplicatedtrafficsignalsandtocontinuethetheoreticalworkoffuzzycontrol.Thefirstexamplewillbethepublictransportpriorities.摘要：信号控制是一种用来确保交通循环的质量和安全的必要措施。更深层次的现代信号控制发展具有极大的潜力来减少运行时间、车辆、事故的成本以及整车排放。检测技术和计算机技术的发展带动力交通信号控制从定时开环规定向自适应反馈控制的转变。目前的自适应控制方法,像英国、瑞典MOVASOS)和英国(孤🖂的信号(area-wide),采用数学优化与仿真技术来调整观察到的交通流实时的信号波动时间。优化是通过改变时间和周期长度的绿色的信号。在area-wide十字路口的偏移也使其发生了变化。现在已经开发了几种方法来确定在十字路口的最优周期长度和最小延迟,但基于交通信号的不确定性和严格控制的本质,最优全局是不可能找到的。引文：由于越来越多的公众意识到环境影响道路交通，因而当局出台了现在所追求的政策来:，管理供求Ω拥挤，影响模式和路径选择Ω;思想,提高公共汽车Ω有轨电车和其他公共车辆服务;使用者提供更好、更安全的设施,;降低汽车尾气排放、噪声污染和对视觉的入侵;为所有道路用户提高使用安全度。由于自适应交通信号控制在周期层叠的绿色阶段弹性增强和数量的增加,从而使数学优化非常复杂和困难。因为这个原因,自适应信号控制在大多数情况下不是建🖂在精确的优化上,而是建🖂绿色的扩展原理。在实践中,交通信号控制安全的最主