交通信号控制(仿真)
VISSIM交通仿真软件模型的构建
VISSIM交通仿真软件模型的构建VISSIM（Visual Simulation）是一种用于交通仿真的流行软件工具，它可以帮助交通规划者和工程师模拟和评估交通系统的效能。
在VISSIM中，交通仿真模型的构建是一个十分重要的过程，它直接影响仿真结果的准确性和可信度。
本文将详细介绍VISSIM交通仿真模型的构建方法，并探讨一些关键的注意事项。
建立VISSIM交通仿真模型的第一步是收集和准备输入数据。
这些数据包括道路地理信息、交通流量、信号控制参数等。
道路地理信息可以通过现场勘测或地理信息系统（GIS）获取，包括道路的长度、宽度、车道数目以及连接关系等。
交通流量数据可以通过交通调查、流量计数器或交通摄像头获取。
信号控制参数通常由交通信号控制系统提供，包括信号周期、绿灯时间和信号配时等。
收集到的数据应该被整理和准备好用于VISSIM模型的输入。
接下来，需要在VISSIM中创建道路网络。
在VISSIM中，道路网络由道路、车道和交叉口组成。
在VISSIM中绘制道路的几何形状，包括道路长度、宽度和曲线半径等。
然后，定义道路的车道数目和车道宽度，并将其连接成车道。
在交叉口处设计合适的交通流动和转弯行为。
通过这些步骤，可以在VISSIM中实现真实道路网络的几何结构。
在道路网络构建完毕后，需要配置交通流量。
通过使用VISSIM内置的工具，可以根据收集到的交通流量数据来配置车辆的起始位置、车速和目的地等信息。
还可以定义车辆的类型和行为模式，如小汽车、公交车和行人等。
这些配置将决定仿真模型中车辆的行为和运动规律。
信号控制在交通仿真模型中也是一个重要的组成部分。
VISSIM提供了强大的信号控制模块，包括周期、相位和配时等参数的定义。
通过在模型中添加适当的交通信号控制器，并配置相应的信号控制参数，可以准确模拟实际交通系统的信号控制策略。
在完成交通流量和信号控制的配置后，可以进行仿真模型的参数设置和运行。
VISSIM允许用户定义仿真时间、仿真步长和输出结果的细节设置等。
单交叉路口交通信号定时控制模型仿真
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然后 在交 叉 路 口上添 加各 种交 通线 ， 如黄 线 、 道线 、 车 车 停
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文献标 识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：６ ２ ７ ０ （０ ０ １— ０ ９ ０ １７ — ８ ０ ２ １ ） １ ０ ３ — ２
第９ 第 １ 期 卷 １
２ １年 １ ００ １月
软 件 导 刊
Ｓ ｔ ｒ ｉｅ ｏｆｗａｅ Ｇｕｄ
Ｖｏ ． １ ＮＯ． ９ ¨ Ｎｏ ２ ０ ｖ． ０１
单交叉路 口交通信号定 时控制模型仿 真
韩 雪
（ 南京 特殊 教 育职 业技 术学 院 文 理 学院 ， 苏 南京 ２ ０ ３ ） 江 １０ ８ 摘 要 ： 算 出某单 交叉路 口交通信 号控 制 的 时间 ， 计 然后 使 用 Ｖ ＭＬ虚 拟建模 语 言对 其进 行模 拟 。 Ｒ 通过 模拟 ， 以更 可
交通信号灯控制电路的设计与仿真
交通信号灯控制电路的设计与仿真交通信号灯是城市道路上的重要交通设施。
它不仅能够引导车辆行驶方向、保障行人安全出行，还能有效地控制交通流量，缓解车辆拥堵问题。
然而，要使交通信号灯发挥作用，就需要一个可靠的信号控制电路。
本文将介绍交通信号灯控制电路的设计与仿真。
1. 控制电路设计交通信号灯控制电路是一种可编程逻辑电路（FPGA）。
它可以根据不同的交通需要配置不同的控制方案。
基本的控制方案有三种：顺序控制、时间计划控制和循环控制。
1.1 顺序控制顺序控制是最简单的交通信号灯控制方案，它依次控制交通灯的颜色。
设计电路需要先设置一个时钟，并定义各信号灯的状态，例如，当橙色灯亮的时候，等待5秒钟后，绿色灯亮；当绿色灯亮时，等待10秒钟后，红色灯亮。
这样的交通信号灯控制方案简单、稳定，但是不适用于复杂的交通环境。
1.2 时间计划控制时间计划控制是根据交通流量和道路容量的不同，对交通信号灯的时间进行调整的控制方案。
具体做法是，通过交通流量传感器测量每个方向的车辆流量并累积，运用时序控制器进行计算，并对红绿灯时间进行动态调整。
这样可以保证交通信号灯实时地适应不同的流量情况，但是需要大量的传感器和计算器。
1.3 循环控制循环控制是一种随机的交通信号灯控制方案，通过交通数据和计算机模型确定路口交通灯每轮的时间长度，并以不同的顺序轮换信号灯，这样按照循环周期可能使交通流量更加均衡，并且可以排除一些失误。
但是需要进行大量的计算，并且不适用于复杂的交通环境。
2. 仿真设计完成后，需要对交通信号灯控制电路进行仿真，以检验控制电路的稳定性和有效性。
仿真软件通常有多种，本文介绍两种常用的仿真软件。
2.1 QucsQucs是一个免费的仿真软件，具有模拟、线性和非线性仿真电路的能力，可以模拟电路和系统的频段、噪声和传输等特性。
在Qucs中，可以很容易地设计复杂的控制电路，通过仿真分析不同方案的控制效果。
2.2 SPICESPICE是一种常用的模拟软件，主要用于电路和系统仿真。
交通工程技术课程仿真实验案例
交通工程技术课程仿真实验案例交通工程是一门研究交通规律及其应用的技术科学，旨在通过合理规划、设计、运营和管理交通系统，提高交通运输的效率、安全性和可持续性。
在交通工程技术课程中，仿真实验是一种非常重要的教学手段，它可以帮助学生直观地理解交通现象和规律，掌握交通工程的分析方法和技术。
本文将介绍几个典型的交通工程技术课程仿真实验案例，以期为相关教学和研究提供参考。
一、交通信号控制仿真实验交通信号控制是城市交通管理的重要手段之一，通过合理设置信号灯的相位和时长，可以优化交通流的运行，减少拥堵和延误。
在交通信号控制仿真实验中，通常使用微观交通仿真软件，如 VISSIM 等，构建交通网络模型，设置交通流量、车辆类型、道路条件等参数，然后对不同的信号控制方案进行模拟和评估。
例如，对于一个十字交叉口，可以设计定时控制、感应控制和自适应控制等不同的信号控制方案。
在定时控制方案中，信号灯的相位和时长是固定的；在感应控制方案中，信号灯根据车辆的到达情况实时调整绿灯时长；在自适应控制方案中，信号灯通过与上游检测器的通信，实时获取交通流量信息，并根据预设的算法自动优化相位和时长。
通过对这些方案的仿真模拟，可以比较它们在不同交通流量条件下的性能指标，如平均延误、停车次数、排队长度等，从而选择最优的信号控制方案。
二、高速公路交通流仿真实验高速公路是现代交通运输的重要组成部分，其交通流特性与城市道路有很大的不同。
在高速公路交通流仿真实验中，通常关注车辆的自由流速度、跟车行为、换道行为等。
通过构建高速公路模型，设置不同的交通流量、车道数量、坡度等参数，可以研究高速公路的通行能力、拥堵形成和消散过程等。
例如，可以模拟在节假日等高峰时段，大量车辆涌入高速公路导致的拥堵现象。
通过分析车辆的速度分布、密度分布和流量变化，可以了解拥堵的传播规律和影响范围。
同时，还可以研究不同的交通管理措施，如限速、限流、设置应急车道等，对缓解拥堵的效果。
轨道交通信号控制系统的仿真分析与优化研究
轨道交通信号控制系统的仿真分析与优化研究一、绪论轨道交通信号控制系统是现代城市交通运输中不可或缺的重要设施之一，为保证城市交通运输的安全高效运行，轨道交通信号控制系统需要进行仿真分析与优化研究。
本文将针对轨道交通信号控制系统进行相关研究，探讨其仿真分析与优化方法。
二、轨道交通信号控制系统概述轨道交通信号控制系统是以信号灯颜色变化为主要手段，指示列车司机开行、停车、行驶方向和速度的一种交通指挥系统，旨在保证列车安全高效运行。
轨道交通信号控制系统有几种类型：自动信号控制系统、半自动信号控制系统和人工信号控制系统。
其中，自动信号控制系统是现代轨道交通信号控制系统的主流，其仿真分析及优化方法成为轨道交通信号控制系统设计的核心问题。
三、轨道交通信号控制系统仿真分析轨道交通信号控制系统仿真分析的目的是通过对系统模型的建立与仿真，评估系统的性能，分析系统应变能力，确定系统的弱点，做出相应的改进，提高信号控制系统的性能。
1. 系统的建模轨道交通信号控制系统的建模可以采用类图或流程图的方式，将系统中的各个部分、各个功能用框架概括出来。
通过这种方式，可以清晰地记录下系统中的各个部分之间的联系，从而为系统的仿真分析做铺垫。
2. 系统的仿真轨道交通信号控制系统的仿真是针对系统建模的结果进行的仿真分析，其目的是模拟系统运行过程，评估系统的性能。
在仿真的过程中，一般会模拟系统的运行状态，从而做出对系统性能的评估。
也可以通过仿真工具对不同情况下的系统运行进行模拟分析，评估系统应变能力，确定系统的弱点，为系统的优化提供依据。
3. 仿真结果的分析与评估仿真分析所得到的结果需要进行分析和评估，以发现系统的问题与瓶颈，确定相关优化方案，提高轨道交通信号控制系统的性能。
四、轨道交通信号控制系统的优化研究轨道交通信号控制系统的优化研究是基于仿真分析结果，探讨如何优化信号控制系统。
其目标是提高系统的性能，降低系统的运营成本，减少系统故障风险。
python仿真控制交通信号灯的编程程序
python仿真控制交通信号灯的编程程序在现代城市交通中，交通信号灯起着至关重要的作用，它们通过控制车辆流量和行人通行，维持道路交通的有序进行。
而为了合理优化交通信号灯的控制，提升交通效率，减少拥堵现象的发生，人们开始采用编程仿真的方式来控制交通信号灯。
本文将介绍使用Python编程语言实现的仿真控制交通信号灯的程序。
一、仿真环境搭建在开始编写交通信号灯控制程序之前，我们首先需要搭建一个合适的仿真环境。
在Python中，我们可以使用第三方库SimPy来创建一个简单而强大的仿真环境。
1. 确保已安装SimPy库SimPy是一个基于事件驱动的仿真框架，可以用来构建离散事件仿真模型。
我们可以通过在命令行中输入以下命令来安装SimPy库：```pip install simpy```2. 创建仿真环境接下来，我们可以使用以下代码来创建一个基本的仿真环境，并设置仿真时间：```pythonimport simpy# 创建仿真环境env = simpy.Environment()# 设置仿真时间SIMULATION_TIME = 100env.run(until=SIMULATION_TIME)```二、车辆和交通信号灯的建模在搭建好仿真环境之后，我们需要对车辆和交通信号灯进行建模。
在这个简化的模型中，我们假设只有一条单向道路，并且车辆和信号灯的到达时间和行为都是随机的。
1. 车辆的建模我们可以使用SimPy的`Process`类来表示车辆。
每个车辆都是一个独立的进程，并在仿真环境中按照特定的规则运行。
以下是一个简化的车辆建模示例：```pythonclass Car(simpy.Process):def __init__(self, env):super().__init__(env)self.env = envdef run(self):while True:# 车辆行驶的时间travel_time = random.randint(5, 20)yield self.env.timeout(travel_time)# 车辆到达信号灯print(f"Car arrives at traffic light at time {self.env.now}")# 等待信号灯绿灯yield self.env.process(self.wait_for_green_light())# 车辆通过信号灯print(f"Car passes through traffic light at time {self.env.now}") def wait_for_green_light(self):# 信号灯状态检查while True:if GREEN_LIGHT:breakyield self.env.timeout(1)```在上面的代码中，我们通过`yield`语句来模拟车辆的行驶时间和等待信号灯的过程。
基于单片机的智能交通信号灯控制系统设计及仿真
基于单片机的智能交通信号灯控制系统设计及仿真一、本文概述随着城市化进程的加快和汽车保有量的不断增加，交通拥堵和交通事故问题日益突出，智能交通信号灯控制系统的研究和应用显得尤为重要。
本文旨在设计并仿真一种基于单片机的智能交通信号灯控制系统，以提高交通流通效率，减少交通事故，并优化城市交通环境。
本文首先介绍了智能交通信号灯控制系统的研究背景和意义，阐述了单片机在交通信号灯控制中的应用优势。
接着，详细阐述了系统的总体设计方案，包括硬件设计和软件设计两大部分。
硬件设计部分主要介绍了单片机选型、外围电路设计以及信号灯的选型与连接方式；软件设计部分则主要介绍了交通信号灯控制算法的设计和实现，包括交通流量的检测、信号灯的调度策略以及控制逻辑的编写。
在完成系统设计后，本文进一步进行了仿真实验，以验证系统的可行性和有效性。
仿真实验采用了交通仿真软件，模拟了不同交通场景下的信号灯控制效果，并对仿真结果进行了详细的分析和讨论。
本文的研究成果对于推动智能交通信号灯控制技术的发展具有一定的理论价值和实际应用价值，对于缓解城市交通问题、提高交通效率具有积极意义。
二、智能交通信号灯控制系统总体设计在智能交通信号灯控制系统的设计中，我们首先需要明确系统的总体架构和功能模块。
基于单片机的设计思路，我们将系统划分为几个关键部分：信号控制模块、传感器数据采集模块、通信模块以及电源管理模块。
信号控制模块：这是整个系统的核心部分，负责根据交通流量和道路状况实时调整交通信号灯的状态。
我们选用高性能的单片机作为控制器，通过编程实现多种交通控制策略，如固定时序控制、感应控制和自适应控制等。
传感器数据采集模块：为了实时感知道路交通状况，我们采用了多种传感器，如红外传感器、车辆检测传感器和摄像头等。
这些传感器负责采集道路上的车辆数量、速度和方向等信息，并将数据传递给信号控制模块进行处理。
通信模块：为了实现智能交通信号灯之间的联动和与交通管理中心的通信，我们设计了通信模块。
交通灯信号控制器仿真设计
交通灯信号控制器仿真设计交通灯信号控制器是城市道路交通管理系统中的重要组成部分，通过控制交通信号灯的变换来指挥车辆和行人的通行，以确保交通有序、安全、高效。
为了提高交通信号控制器的性能和稳定性，通常会进行仿真设计来对其进行优化和测试。
本文将介绍交通灯信号控制器的仿真设计过程，并详细讨论其原理和实现方法。
一、交通灯信号控制器的原理在城市道路交通中，交通灯信号控制器需要根据路口的车流量和行人需求来确定每个方向的绿灯时间，以实现交通的高效通行。
同时，还需要考虑到不同时间段交通流量的变化，灵活地调整交通信号的变换时间，以达到最佳的交通控制效果。
二、交通灯信号控制器的仿真设计方法1.确定仿真目标：首先需要明确交通灯信号控制器的仿真目标，包括优化绿灯时间、减少等待时间、提高交通效率等指标。
根据这些目标，确定仿真模型的概要设计和实现方法。
2.建立仿真模型：根据交通灯信号控制器的原理和实际运行情况，建立相应的仿真模型。
这包括车辆和行人的动态模型、交通信号灯的工作模式、路口的拓扑结构等方面。
3.设定仿真参数：确定仿真所需的参数，包括车辆流量、行人需求、信号灯变换时间、路口长度等。
根据实际情况，设定合理的参数范围，以确保仿真结果的准确性。
4.编写仿真程序：利用仿真软件或编程语言，编写交通灯信号控制器的仿真程序。
根据建立的模型和设定的参数，模拟不同情况下的交通流量和信号控制效果，评估控制器的性能和稳定性。
5.优化设计方案：根据仿真结果，对交通灯信号控制器的设计方案进行优化和改进。
可以调整绿灯时间、增加延时器、改变信号灯的配时等方法，以提高交通控制效果。
6.验证仿真结果：对优化后的设计方案进行验证，检验其效果和可靠性。
通过对比仿真结果和实际数据，评估交通灯信号控制器的性能和稳定性。
三、交通灯信号控制器的仿真设计案例以市中心的交通路口为例，设计一个交通灯信号控制器的仿真方案。
该路口存在车辆和行人的交通需求，需要根据不同时段的交通流量来控制信号灯的变换，以确保交通有序通行。
毕业设计(论文)-城市道路交叉口交通信号控制设计及仿真
目录1 前言 (3)1.1本次毕业设计课题的目的、意义 (3)1.2.交通控制简介 (4)1.3国外交通信号控制技术研究概况 (5)1.4国内交通信号控制技术研究概况 (5)1.5交通信号系统仿真 (6)1.5.1系统仿真的概念 (7)1.5.2交通系统仿真的特点及分类 (7)1.6论文结构 (9)2 平面交通信号控制基本概念介绍 (10)2.1基本概念 (10)2.2信号控制参数 (11)2.3信号控制类型 (11)2.3.1按控制范围分类 (12)2.3.2按控制方法分类 (13)2.3.4信号控制常用性能指标 (14)2.3.5无信号交叉口交通影响程度评价方法 (14)2.4本章小结 (16)3 文萃路与学院路交叉口现状计算分析 (17)3.1主要道路通行能力计算 (17)3.2文萃路与学院路交叉口交通量调查 (20)3.2.1 统计周期的选择 (20)3.2.2交通量调查的目的和意义 (20)3.2.3调查的必要性 (21)3.3行车延误调查 (22)3.3.1延误调查的反法、目的及意义 (22)3.3.2交叉口实际调查数据 (22)3.4交叉口的几何结构特征 (23)3.4.1 各交叉口的交通量调查 (24)3.4.2 速度相关的测定 (28)3.4.3车辆转换系数 (29)3.4.4 当量交通量 (29)3.5文萃路与学院路交叉口现状分析计算 (29)3.5.1交叉口交通量计算 (30)3.5.2交叉口通行能力计算 (30)3.6交叉口延误计算 (32)3.7对此无信号交叉口交通音响评价 (32)3.8分析交叉口公害影响 (32)3.9经济性可行性分析 (32)3.10本章小结 (32)4 文萃路与学院路交叉口交通配时仿真设计 (32)4.1Synchro交通仿真系统简介。
(33)4.2 本文Synchro仿真基础数据收集 (33)4.3 Synchro软件仿真参数设置 (34)4.3.1绘制文萃路和学院路交叉口路网图，如4-3: (34)4.3.1调用LANEW INDOEW对话框,输入道路参数，如图4-4： (34)4.3.2 调用VOLUMEW INDOW,输入交通量参数，如图4-5 (35)4.3.3调用Ring and BarrierDesigner对话框,设置相位相序，如图4-6： (36)4.3.4 SYNCHRO进行最佳化分析之画面如图4-7所示： (36)4.3.5通过设置以上参数，得出配时方案如图4-8： (37)4.3.6 SimTraffic 3D仿真 (37)4.4 信号设计方案 (39)4.5仿真结果对比 (39)4.6本章小结 (40)5 结论 (40)5.1结论 (40)注释 (41)参考文献 (42)致谢 (44)外文翻译 (45)附件 (47)1 前言本章节主要对课题的提出及研究意义进行阐明，介绍了基本的概念和理论知识，对论文结构作了整体规划和安排。
城市道路单路口交通信号实时控制仿真设计
交叉口交通信号智能控制的仿真研究
交叉口交通信号智能控制的仿真研究【摘要】本文针对城市交通控制中存在的问题和特征，围绕如何实现合理有效的交叉路口交通信号智能控制问题，对交通信号的优化与控制进行了仿真研究和探讨。
以matlab作为仿真软件，通过采集实时交通流数据，建立合理数学模型，进行多次仿真实验，模拟出合理的信号周期时长及绿信比，为解决实际的城市交通问题提供有益的方法和途径。
【关键词】交叉口；交通控制；matlab0 引言城市数量随着社会的发展不断增多。
大多数城市的基本框架、城市布局与市区道路在历史上早己形成，在我国城市的网格状、环型放射状、自由网络状和混合状几种城市交通网中，普遍存在着中心地区道路狭窄、人口集中、房屋林立的状况，加之市中心大多数又是商业繁华地区、干道汇集之处，存在交通拥挤亦是在所难免。
交通拥挤现象日益突出。
调查结果显示，目前我国多数城市的行车速度只能维持在10-20km/h左右，有的甚至更低。
随着城市化进程的大大加快，交通需求随之急剧增长，供需矛盾不断激化，严重的交通问题也随之而来，而交通拥堵问题是城市道路交通最为迫切的问题。
交通拥堵中一个最重要的表现就是交叉口问题，对交叉口的有效管理是解决交通拥挤问题的关键。
最有效的方法之一就是交通信号控制；交叉口必要的、合理的信号控制对于提高路口通行能力、保障交通安全具有重要意义。
1 交通信号控制参数交通控制[1]是指通过对城市交叉路口信号灯持续时间进行合理控制，使得交通流能够高效驶离交通路口，达到疏导、改善交通流的目的。
其主要参数[2]有周期、相位、绿信比、饱和度等。
1.1 周期用于指挥交通的信号一个循环内所经历的时间称为信号周期长度，简称周期。
用C表示。
信号周期长度的大小取决于被控交叉口的交通流特性和所采用的控制方式。
一般是交通量越大，周期就应该越长；它是一次绿灯（G）、黄灯（A）和红灯（R）显示时间之和，C=G+A+R。
周期的长短是根据车流的稀疏程度来确定的；最小周期、最大周期根据具体的情况取值，整个控制过程中的最佳周期就是使车辆在路口总延误时间最短的周期，也就是每一个相位的绿灯时间刚好能够使该相位各入口处等待车队放行完毕。
交通信号控制仿真系统
宁 方 栋
（ 同济 大学电子 与信 息工程 学院， 上海 ２ ０ １ ８ ０ ４ ）
摘要： 介绍一 个交通信号灯 配时方案仿 真 系统的设计 开发 过程 ， 该 系统 以基 于 Ｍ ａ ｐ Ｘ建立 的 Ｇ Ｉ Ｓ为仿 真界 面， 在 Ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｏ ２ ０ １ ０编程环境 下应 用 ｃ ＃ 语 言实现。对 系统各模 块的功能 以及设计 实现 的关键技术 与原理进行 详细论述 ， 建立 一 个能够与用户充分交互的、 模拟 实现 用户配时方案 并将评估参数反馈 给用户的仿 真控 制环境。测试 实验 表明 ， 该 系统 能 够在 一定程度上按照用户意愿进行较为真 实客观的仿真 ， 并且能够提 供较为准确的评估结果 ， 验证 了 系统的有效性 。
，
ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｗｏ ｕ ｌ ｄ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ａ ｆ ｕ ｌ ｌ ｙ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｔ ｏ ｕ ｓ ｅ ｒ ｓ ，ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ａ ｌ ｓ ｏ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｕ ｓ ｅ ｒ ｔ ｉ ｍｉ ｎ ｇ ｐ ｌ ａ ｎ ｓ ，ａ ｎ ｄ ｆ ｅ ｅ ｄ ｂ ａ ｃ ｋ ｓ ｔ ｈ ｅ ｅ ｖ ｌｕ ａ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｕ ｓ ｅ ｒ ｓ ．Ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｉ ｓ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ，ｉ ｎ ａ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｘ ｔ ｅ ｎ ｔ ，ｃ ａ ｎ
智能交通信号控制系统的设计与仿真方法
智能交通信号控制系统的设计与仿真方法智能交通信号控制系统（Intelligent Traffic SignalControl System，简称ITSCS）是基于人工智能和计算机技术的创新应用，旨在优化城市道路交通流，减少交通堵塞、减少能源消耗和排放，提升交通效率和行车安全。
本文将介绍智能交通信号控制系统的设计原理和仿真方法。
一、智能交通信号控制系统的设计原理智能交通信号控制系统主要由感知模块、决策与控制模块以及通信与协调模块三部分组成。
感知模块负责采集和处理交通信息，包括车辆数量、车速、行驶轨迹等数据。
决策与控制模块根据感知模块提供的数据进行决策，并生成最优的信号控制策略。
通信与协调模块负责与其他交通系统进行信息交互和协调，例如与交通警察、公交系统、环境监测系统等的协调。
在设计智能交通信号控制系统时，首先需要建立一个交通模型，模拟交通流的动态变化。
这个模型可以基于现实数据进行建模，也可以通过仿真软件进行模拟。
模型的建立将交通系统抽象为一组节点和连接的网络，每个节点代表一个交叉口或路段，连接表示车辆的流动路径。
通过模拟交通流的行为，我们可以在不同的交通状况下评估和优化信号控制策略。
二、智能交通信号控制系统的仿真方法1. 定义仿真场景和变量：仿真系统应根据实际的交通网络和信号灯配置，设置仿真的场景和变量。
需要考虑的因素包括道路的长度、车辆的流量、车辆的速度、以及输入输出的时间间隔等。
2. 定义车辆行为模型：车辆行为模型是指车辆在仿真系统中的行驶规则。
常见的车辆行为模型包括Mobil模型、IDM模型等。
这些模型是根据车辆的加速度、速度、位置等参数来描述车辆行驶的机制，可以准确地模拟车辆之间的交互和行驶行为。
3. 信号灯控制策略设计：设计适应于不同交通状况的信号灯控制策略是智能交通信号控制系统的核心。
在仿真系统中，可以根据交通模型和车辆行为模型，使用优化算法来生成最优的信号控制策略，以实现交通流的最大化。
交通信号智能控制仿真系统
０ 引言
目前 ， 交通 仿 真 系统作 为 ＩＳ的重 要组 成 部 Ｔ 分是进 行交 通分 析 的重 要 手 段 和方 法 。但 是 ， 由
于交通 系统 的复杂性 导致 了还没有 十分成熟 的模
１ 仿真 系统 总体 设 计
整个仿真系统从功能模块上可分为 ４ 个大模
块： 交通 路 网编辑 模块 、 通参 与 者模 块 、 号交 交 信
收稿 １期 ： ０ ７—１ ２ ３ ２０ ０— ２
象 成 图元 来实现 ， 图元 的 多少 直 接影 响 了仿 真 系 统 的真 实 性 。各 种 图 元通 过 建 立 不 同 的 类 来 实 现， 总体上 可分 为路 口与道路 ２大类 ， 体各种 不 具
基金 项 目： 福建 省 自然科学基金资助项 目（ ０ １０ ０ Ａ ５０ １ ） 作者简介 ： 张扬 永（ ９４一） １６ ，男（ ， 汉） 福建永泰人 ， 讲师
维普资讯
第 ６卷 第 １ 期
２０ ０ ８年 ２月
福建 工程学 院学报
Ｊｕｎｌ ｆ ｕｉ ｎｖｒｔ ｏ Ｔ ｃｎｌ ｙ ｏｒａ ｏ Ｆ ｊ ｎＵ ｉｅ ｉ ｅｈ ｏ ｇ ａ ｓｙｆ ｏ
Ｖ０． ｏ １ １６ Ｎ ． Ｆｂ ０８ ｅ ．２ ｏ
建 立路 网。路 网的再现 主要 是通过 将 各种路 网抽
开 发国产化 的道 路 仿真 软 件 已经 成 了必 然趋 势 。
本文将面向 Ｉ 的城市交通路 网微观仿真系统作 Ｓ Ｔ 为研究 方 向 ， Ｃ＋＋语 言编 写 了微 观仿 真 系统 ， 用
重点论述 系统 对 Ｉ 中 的交通 灯控 制 和交通 诱导 Ｓ Ｔ 策略进行仿 真 的支持 。
Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ａｉ ｄ ａ ｈ ｏ ｌｃ ｔｄ ｃ ｓ ｓ ｏ ｒ ｆ ｃ ｉｎ ｌｉ ｔ ｌ ｇ ｎ ｏ ｔｏ ， ａ ｍｉｒ —ｉ ｌ ｔ ｎ ｍｅ ｔｔ ｅ ｃ ｍｐ ｉ ａｅ ａ ｅ ｆ ｔａ ｉ ｓｇ ａ ｎ ｅｌ ｅ ｔｃ ｎ ｒ ｌ ｃ ｓｍｕ ａｉ ｉ ｏ ｏ ｓ ｓｅ ｗａ ｅ ｅｏ ｅ ｙ ｔ ｍ ｓ ｄ ｖ ｌｐ ｄ． Ｔ ｃ —ｉ ｌｔｏ ｙ ｔ ｍ ａ ｆ ｃ ａ ｉ ｅｗｏ ｋｎ ｄ ｔｎ ｄ ｌ ｈｅ ｍｉｒ ｓｍｕ ａｉｎ ｓ ｓｅ ｃ ｎ ｅ ｅ ｔ ｔ ｆ ｃ ｎ ｔ ｒ ｉｇ ｅ ｉｉ ｇ ｍｏ ｕ ｅ， ｏ ｒ
城市路口交通信号单点控制的仿真设计与实现
城市路口交通信号单点控制的仿真设计与实现摘要：针对目前城市交通路口车辆拥堵延误现象，路口交通控制方案现场变更的不便与繁琐，采用了适合我国城市单交叉口交通信号控制的方法，设计了交通信号单点控制的仿真系统，利用该仿真系统，可以在控制方案正式下达路口前，通过计算机进行仿真模拟设计并进行评估，将评估符合要求的方案进行实施，仿真结果和实际应用验证了其可行性和有效性。
关键词：单点控制；单交叉口；交通信号；信号相位本文结合了我国交通的具体国情，考虑到实地变更单交叉口交通控制方案的种种困难与不便，特提出一种基于单点控制方式的交通信号设计方法，使交通信号设计人员可以在中控室的计算机上模拟路口情况来设计或更改交通控制方案，并在设计方案正式下达路口前，通过相应的仿真测试评估其设计方案的合理性。
1设计流程单交叉口交通信号的设计是在交通路口渠化方案的基础上展开的。
在为交通信号设计配时方案的过程中，首先要按照不同的车流量时段来划分信号配时的时段，然后分时段确定每一时段内相应的配时方案。
整个配时过程均需要以相应时段内单交叉口所有进口道各流向的车流量数据为依据。
交通信号设计的流程如图1所示。
图1中的虚线框表明：单交叉口交通信号单点控制的设计流程分为三大步骤。
第一步主要完成信号基本相位方案的设计，这与交叉口的渠化方案密切相关，若渠化方案不合理将造成路口的通行能力低下，无法满足实际流量的需求。
在这里，我们可以为信号基本相位方案设置一个相位最大流量比总和的极限指标来衡量渠化方案和相位方案的合理性；第二步是在第一步相位方案的基础上计算图1交通信号设计流程出合理的信号配时，使各相位的绿灯显示时间能够满足最短的行人过街时间，从而保证行人过街安全；第三步则是将前两步设计结果融为一体综合评估单交叉口控制信号设计的合理性与可行性，在此将通过计算平均信号控制延误来衡量交通信号的服务水平，按照服务水平的等级标准，为交通信号设计人员提供理论依据。
2设计步骤2.1相位设计单交叉口交通信号相位的设计是以交通路口的渠化为前提，在路口渠化方案的基础上进行的。
交通信号灯控制电路的设计与仿真
唐山学院《数字电子技术》课程设计题目交通信号灯控制电路的设计与仿真系 (部) 信息工程系班级电气工程及其自动化姓名学号指导教师年月日至月日共1周年月日《数字电子技术》课程设计任务书课程设计成绩评定表目录1 引言 (1)3 MULTISIM软件简介 (2)3 设计与仿真 (4)3.1总体设计思想 (4)3.2单元模块 (6)3.3时序仿真图 (9)4 设计总结 (13)参考文献 (14)附录 (15)1 引言在现代城市中，人口和汽车日益增长，市区交通也日益拥挤，人们的安全问题也日益重要。
因此，红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。
有了交通灯人们的安全出行有了很大的保障。
作为社会规范的一员，交通指挥是非常重要的，本次设计就是交通信号灯控制电路，保证车辆与人员的顺利通过。
自从交通灯诞生以来，其内部的电路控制系统就不断的被改进，设计方法也开始多种多样，从而使交通灯显得更加智能化。
尤其是近几年来，随着电子与计算机技术的飞速发展，电子电路分析和设计方法有了很大的改进，电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可缺少的工具和手段，这些为交通灯控制电路的设计提供了一定的技术基础。
交通灯控制系统主要是实现城市交叉路口红绿灯的控制。
在现代化的大城市中，十字交叉路口越来越多，在每个交叉路口都需要有一个准确的间间隔和转换顺序，这就需要有一个安全、自动的系统对红、黄、绿灯的转换进行管理。
本次的设计就是基于此目的而设计的。
通过对交通信号灯控制电路的设计，熟悉掌握数字逻辑电路原理及各类型数字单元电路的工作原理、电路形式等方面知识；同时，通过对系统设计结果的理论分析，加强理论联系实际的工作能力，对加强数字逻辑电路原理与技术方法的掌握，得到全面的、系统的训练，为今后从事本专业工作奠定坚实的技术基础。
故本次设计的交通信号灯控制电路，有以下两个功能：1.白天工作模式某方向绿灯点亮20秒，然后黄灯点亮4秒，最后红灯点亮24秒。
交通信号控制和仿真系统设计原理过程
交通信号控制和仿真系统设计原理过程
交通信号控制和仿真系统的设计原理过程一般分为以下几个步骤：
1. 需求分析：确定系统的需求和功能，包括道路数量、车流量、行车速度、信号灯控制方式等等。
2. 设计方案：根据需求分析的结果，确定控制方式、交通信号灯类型、控制算法等，确定系统的整体架构，并进行模块设计。
3. 开发实现：根据设计方案进行软硬件设备的选型、优化和配置，并开始对系统进行实现和测试，这个阶段需要进行系统级别的测试。
4. 集成测试：将实现的模块整合到系统中，并进行整体测试，查看系统的稳定性和可靠性。
5. 系统验证：完成测试后，对系统进行验证，观察系统能否正常运行，处理特殊事件和异常情况等。
6. 系统调试：进行系统优化和调试，确保系统性能稳定, 无误差及异常情况，以保证交通系统的有效运行。
7. 系统应用：完成交通信号控制和仿真系统的设计、开发及测试后，将系统应用到实际生活中，确保其稳定和效果，以保证我们的出行更加安全顺畅。
总之，交通信号控制和仿真系统的设计需要经过多个阶段的过程。
从需求分析到系统应用，需要严谨的工作流程以及专业的技术人员，确保系统的稳定性、可靠性和安全性。
交通信号控制中的优化算法与仿真
交通信号控制中的优化算法与仿真交通信号控制是城市交通管理的重要组成部分，通过合理的信号控制可以提高交通效率、减少交通拥堵和事故发生率。
优化算法在交通信号控制中的应用已经成为研究的热点，利用仿真技术可以对各种优化算法进行评估和比较。
首先，我们需要了解交通信号控制中的优化目标。
一般来说，交通信号控制的目标是最大化交通网络的吞吐量和减少交通延误。
为了实现这些目标，研究者们提出了许多优化算法。
其中一种常见的优化算法是遗传算法。
遗传算法是一种模拟生物进化过程的优化算法，通过模拟遗传算子（选择、交叉和变异）来搜索最优解。
在交通信号控制中，遗传算法可以用来确定信号灯的时长和相位，以最大化交通网络的吞吐量和减少交通延误。
通过对遗传算法进行仿真实验，可以评估不同基因编码方式、适应度函数和交叉变异率等参数对交通信号控制的影响。
另一种常用的优化算法是粒子群算法。
粒子群算法是一种模拟鸟群觅食行为的优化算法，通过模拟粒子的速度和位置更新来搜索最优解。
在交通信号控制中，粒子群算法可以用来确定交通信号灯的时刻表，以最大化交通网络的吞吐量和减少交通延误。
通过对粒子群算法进行仿真实验，可以评估不同的速度更新规则、位置更新规则和适应度函数等参数对交通信号控制的影响。
除了遗传算法和粒子群算法，还有其他许多优化算法可以应用于交通信号控制。
例如，模拟退火算法、蚁群算法、遗传规划算法等。
这些算法都有各自的特点和适用场景，在实际应用中需要结合具体情况选择合适的算法。
为了评估和比较不同的优化算法，仿真技术发挥了重要作用。
通过仿真可以模拟实际交通场景，包括车流量、车速、信号灯时长等因素，评估和比较不同优化算法在各种场景下的性能。
同时，仿真也可以探索不同参数对优化算法的影响，优化算法的稳定性和鲁棒性等。
在进行交通信号控制的仿真时，需要准确地模拟交通网络的拓扑结构和车辆行为，包括车辆行驶的路径选择、车速和加速度等。
此外，还需要考虑车辆之间的交互行为和信号灯的候选方案。
VISSIM仿真系统在交通信号控制教学中的使用
１ 交通信号控制的仿真教学和 Ｖ Ｉ Ｓ Ｓ Ｉ Ｍ
Ｓ ｈ ｅ ｎ Ｙａ ｊ ｉ ｅ
（ Ｐｕ ｂ ｌ ｉ ｃ Ｓ ｅ ｃ ｕ ｒ ｉ ｔ ｙ Ｄｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ，Ｚ ｈ ｅ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｐ ｏ ｌ ｉ ｃ ｅ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ，Ｈａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ３ １ ０ ０ ５ ３，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＶＩ Ｓ Ｓ Ｉ Ｍ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ Ｔ ｒ ａ ｆ ｆ ｉ ｃ Ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ １ ．Ｔｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｃ ａ ｎ ｅ ｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｅ ｎ ｔ ｓ ’ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ，ａ ｎ ｄ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｅ ｎ ｔ ｓ ’ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ．
关键词 ： 交 通控制 ； 信 号 控 制 ；教 学 研 究 ；Ｖ Ｉ Ｓ ｓ Ｉ Ｍ 仿 真 中 图分 类 号 ：Ｕ４ ９ １ 文献 标 志 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ２ — ４ ９ ５ ６ （ ２ Ｏ １ ４ ） ２ — ０ ０ ８ ９ — ０ ４
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9.5 交通信号灯自动定时控制系统
交通信号灯自动定时控制系统用若中小规模数字集成电路实现非常方便，而且便于在EWB 内进行仿真实验。
设系统工作的十字路口由主、支两条干道构成，四路口均设红、黄、绿三色信号灯和用于计时的两位由数码管显示的十进制计数器，其示意图由图
9.5—1所示，系统设计与仿真过程如下。
主干道
支干道
红 黄 绿
红 黄 绿红 黄
绿
红 黄 绿
图9.5—1 十字路口交通信号系统示意图 1. 系统功能要求
（1）主、支干道交替通行，通行时间均可在0~99秒内任意设定。
（2）每次绿灯换红灯前，黄灯先亮较短时间（也可在0~99秒内任意设定），用以 等待十字路口内滞留车辆通过。
（3）主支干道通行时间和黄灯亮的时间均由同一计数器按减计数方式计数（零状态为无效态）。
（4）在减计数器回零瞬间完成十字路口通行状态的转换（换灯）。
（5）计数器的状态由显示器件库中的带译码器七段数码管显示，红、黄、绿三色信号灯由显示器件库中的指示灯模拟。
2. 系统工作流程图
设主干道通行时间为N 1，支干道通行时间为N 2，主、支干道黄灯亮的时间均为N 3，通常设置为N 1>N 2>>N 3。
系统工作流程图如图9.4—2所示。
计数器由 N2 到 1 递减计数主干道红灯亮，支干道黄灯亮
计数器由 N3 到 1 递减计数主干道红灯亮，支干道绿灯亮
S2
S3
S0
主干道绿灯亮，支干道红灯亮
计数器由 N1 到 1 递减计数主干道黄灯亮，支干道红灯亮
S1
计数器由 N3 到 1 递减计数
图9.5—2 系统工作流程图
3. 系统硬件结构框图
根据系统工作流程要求，设计硬件结构框图如图9.5—3所示
图9.5—3 系统硬件结构框图
4. 系统单元电路设计
(1)状态控制器
由流程图可见，系统有4种不同的工作状态（S 0 S 3），选用四位二进制递增集成计数器74163作状态控制器，74163的功能表见图9.5—4，电路符号参见图9.5—5，取低两位输出Q B 、Q A 作状态控制器的输出。
状态编码S 0、S 1、S 2、S 3分别为00、01 、10、11。
图9.5—4 74163 功能表
（2）状态译码器
以状态控制器输出（Q B、Q A）作译码器的输入变量，根据四个不同通行状态对主、支干道信三色号灯的控制要求，列出灯控函数真值表，如表9.5—1所示。
控制器状态主干道支干道
Q B Q A R（红）Y（黄）G（绿）r（红）y（黄）g（绿）
00 0 0 1 1 0 0
0 1 0 1 0 1 0 0
10 1 0 0 0 0 1
1 1 1 0 0 0 1 0
表9.5—1灯控函数真值表
经化简获得六个灯控函数：
R=Q B r= Q/B
Y=Q/B Q A y= Q B Q A
G= Q/B Q/A g= Q B Q/A
根据灯控函数逻辑表达式，可画出状态译码器电路（见图9.5—5）。
将状态控制器、状态译码器以及模拟三色信号灯相连接，构成信号灯转换控制电路如图9.5—5所示。
图9.5—5三色信号灯转换控制电路
需要特别指出的是：上述获得状态译码电路的过程完全可以借助EWB自动进行，在EWB主界面下，打开仪器库调出逻辑转换仪。
在逻辑转换仪面板上的真值表内填入某灯控函数值，按下“真值表 简化逻辑函数”按钮，即可得到简化的灯控逻辑函数。
为了便于调试和画系统总图简便，我们将图9.5—5 中虚线框内电路用子电路KZQ 表示。
用子电路表示的三色信号灯转换控制电路如图9.5—6所示。
图9.5—6 用子电路表示的三色信号灯控制电路
（3）递减计时系统
选用两片74190十进制可逆计数器（功能表参见8.5节图8.5—1）构成2位十进制可预置数的递减计数器（如图9.5—7所示）。
两片计数器之间采用异步级连方式，利用个位计数器的借位输出脉冲（RCO/）直接作为十位计数器的计数脉冲（CLK），个位计数器输入秒脉冲作为计数脉冲。
选用两只带译码功能的七段显示数码管实现两位十进制数显示。
D1、、C1、B1、A1和D0、、C0、B0、A0是十位和个位计数器的8421码置数输入端。
由74190功能表可知，该计数器在零状态时RCO/端输出低电平。
我们将个位与十位计数器的RCO/端通过或门控制两片计数器的置数控制端LOAD/（低电平有效），从而实现了计数器减计数至“00”状态瞬间完成置数的要求。
通过8421码置数输入端，可以选择100以内的数值，实现0～100秒内自由选择的定时要求。
图9.5—7 具有预置数功能的递减计数系统
同样，为了简化系统，我们将图9.5—7中虚线框内部分电路用子电路JFJSQ替代，将减计数器中或门（OR）输出的置数控制信号由ZS端引出作为状态控制器的状态转换控制脉冲。
用子电路表示的具有预置数功能的减计数器如图9.5—8所示。
9.5—8 可预置数的递减计数器子电路表示方式
（4）递减计数器的分时置数控制
为使系统简化，我们用同一递减计数器分时显示主、支干道通行时间（即主、支干道绿灯亮的时间）和主支干道通行转换中黄灯亮的时间，为此，必需解决好分时置数问题。
选用三片74465八路单向三态传输门（功能表如图9.5—9所示）实现的递减计数器分时置数控制电路如图9.5—10所示。
三片74465输入端分别以8421BCD码形式设定主、支干道通行时间和黄灯亮的时间，输出端分别按高、低位对应关系并联后按D7～D0由高位到低位排列后，接到递减计数器的置数输入端。
三片74465的选通控制端G2/分别命名为AG/、Ag/和AY/，由主、支干道的绿灯和黄灯分别选通（低电平有效），完成对递减计数器的预置数。
三片74465任何时刻只能有一片选通，其他两片输出端均处于高阻
图9.5—8 八路单向三态传输门74465功能表
图9.5—9 递减计数器的分时置数控制系统
在图9.5—9所示递减计数器分时置数控制电路中，将虚线框内的电路用子电路DLXZ表示后，的简化的置数控制电路如图9.5—10所示。
图9.5—10 用子电路表示的分时置数控制系统
（5）秒脉冲发生器
秒脉冲发生器可由555多谐振荡器构成，为简化电路，直接选用秒脉冲信号源代替秒脉冲发生器。
5. 系统组装与调试
在EWB主界面内，用粘贴的方法将上述5部分单元电路置于同一界面内，再按照各自对应关系相互连接构成的交通信号灯自动定时控制系统如图9.5—11所示。
很明显，由于采用了子电路表示方法，使系统电路大大简化。
图9.5—11 交通信号灯自动定时控制系统
在该系统中，由G7～G0设定主干道通行时间为35秒，AG/由主干道绿灯亮时选通。
由g7～g0设定支干道通行时间25秒，Ag/由支干道绿灯亮时选通。
由Y7～Y0设定黄灯亮的时间为5秒，AY/由主干道或支干道黄灯亮时选通。
当递减计数器回零瞬间，置数控制
态控制器翻转为下一个工作状态，状态译码器完成换灯的同时选通下一片74465，计数器置入新的定时值并开始新状态下的减计数，当计数器减计数再次回零时又重复上述过程，这样信号灯就自动按设定时间交替转换。
在上述系统中，置数输入是根据定时时间的8421编码将相应输入端接高、低电平实现的，在实际应用中，可采用8421码数码拨盘，实现递减计数器的预置数控制。
在系统安装调试中，首先将各单元电路调试正常，然后再进行各单元电路之间的连接，要特别注意电路之间的高、低电平配合。
若系统组装完毕，“通电”测试，工作不正常，仍可将各单元电路拆开，引入秒脉冲单独调试。