王伟超

摘 要：现有交通灯控制系统在定时性方面具有较为突出的弊端，这种情况下，构建基于PLC的交通路面信号灯控制系统就成为交通灯控制领域发展的新趋势。本文以基于三菱PLC的交通路面信号灯控制系统为例，阐述了三菱PLC在交通灯控制系统中的应用目标。并对三菱PLC在交通灯控制系统中的运用措施进行了简单的分析，以期为交通灯智能控制效率提升提供有效借鉴。

关键词：三菱PLC;交通灯控制系统;绿灯

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.123

0 前言

在社会发展进程中，PLC（可编程控制器）在工业环境中得到了有效的应用。其可以通过可编程存储器，执行逻辑运算指令，并将外部设备与工业控制系统有效连接，形成一个完整的控制体系。因此，为保证交通路面信号灯控制系统控制精度，对三菱PLC在交通灯控制系统中的运用进行适当分析非常必要。

1 三菱PLC在交通灯控制系统中的应用目标

在基于三菱PLC的交通灯控制系统设计过程中，需要保证其中一个信号灯受启动开关控制。且在启动开关接通后，对应的信号灯立即开始工作。随后关联其他信号灯往复运行;而在启动开关断开后，全部交通路面信号灯均需熄灭。以南北红灯、东西绿灯为例，在南北红灯持续三十秒时，东西绿灯开始亮起，并持续二十五秒。在第二十五秒时东西绿灯熄灭，此时东西黄灯开始亮起并持续五秒。到五秒后东西方向黄灯熄灭，东西方向红灯亮起，且南北红灯熄灭，绿灯亮起。此时东西红灯亮起并维持三十秒，南北绿灯亮起并维持二十五秒。同时南北黄灯亮起并维持五秒后熄灭。

2 三菱PLC在交通灯控制系统中的应用措施

2.1 基于三菱PLC的交通灯控制功能分析

基于三菱PLC的交通路面信号灯控制功能主要包括启动/停止功能、手动/自动模式选择功能及车辆闯红灯摄像启动功能。其中手动/自动模式选择功能主要利用转动开关进行模式转换。在按下启动按钮后，可依据预先设置的交通路面信号灯循环运行时序，进行全部交通路面信号灯的自动控制。手动功能主要针对军用车、消防车等特殊情况，手动设置南北方向、东西方向强制通行手动控制按钮;而在车辆闯红灯摄像启动功能模块，主要针对南北方向或东西方向红灯亮起时车辆预先启动情况，在系统终端自动摄像，进行闯红灯车辆信息的记录储存。

2.2 基于三菱PLC的交通灯控制时序设置

交通路面信号灯可以划分为主干道、人行道两个模块，主要包括东西方向黄灯、东西方向红灯、东西方向绿灯及南北方向黄灯、南北方向红灯、南北方向绿灯。从时间控制模块进行分析，在主干道中闪烁提醒时间周期及占空比可分别设置为2.0s、50.0%，闪烁频率为3次;而在人行道中交通路面信号灯闪烁时间设计过程中，考虑到人们行走速度较车辆行驶速度较慢，可适当延长闪烁提醒时间。即在闪烁提醒时间周期及占空比可分别设置为2.0s、50.0%的基础上，设置闪烁频率为10次。同时在四个右转弯黄灯信号控制模块，为保证启动交通路面信号灯控制系统后四个右转弯黄灯始终闪烁，可允许车辆右转弯。可设定右转弯黄灯闪烁周期为22.0s，转空比为50.0%[1]。

2.3 基于三菱PLC的急车强通情况分析

在交通路面信号灯手动控制模式下，南北方向强制通行、东西方向强制通行均用于特殊情况。一方面，在启动南北方向强制通行按钮后，主干道交通路面信号灯东西方向红灯会亮起，同时主干道南北方向交通路面绿色信号灯亮起。且人行道交通路面东西方向红灯、南北方向绿灯分别亮起。另一方面，在启动交通路面东西方向强制通行模块后，交通路面主干道东西方向绿灯、交通路面南北方向红灯会同时亮起。同一时期人行交通路面中东西方向、南北方向红灯会同时亮起。

2.4 基于三菱PLC的交通路面信号灯控制程序编制及仿真调试

首先，依据交通路面信号灯功能及PLC I/O分配情况，主要采用日本三菱公司的FX2N-64MR PLC进行设计。

其次，在基于三菱PLC的程序编程期间，由于交通路面车流量为实时变化数值，固定数学模型构建难度较大，因此，基于三菱PLC的交通路面信号灯控制程序设计人员可利用模拟数学理论，将监测到的等待车辆数量设为M。假定每辆车所占平均长度为五米，则在一百米距离内车辆数量大多在十七辆以下。因此，可选择M论域为：{1，3，5，7，9，11，13，15，17}。将其划分为五个模糊子集，则主要为多，较多，中，较少，少几个模块。语言变量m赋值分别为：t1={5/0.3;40/0.8;45/1.0}，t2={30/0.2;5/0.3;40/0.8;45/1.0}...。依据经验，可设定交通路面车流量控制原则为：若M=mi，则T=ti。i=1，2，3...5。则模糊关系矩阵为Ri=[mi]*[ti]。将上述数据利用加权平均法模糊分析之后，可得到模糊控制精确值如表1：

在软件控制模式确定后，为保证基于三菱PLC的交通路面信号灯控制系统性价比，可在FX2N-64MR PLC中利用同系列三菱Q64AD模块。配合QJ71E71型以太网控制模块，实现整体车流量监控数据传输。

最后，在基于三菱PLC的交通路面信号灯控制程序调试期间，技术人员可在KQ-700TDV型高频超声仪器平台中进行输出信号仿真。并以传感器铺设深度、电子摄像机安装位置两个方面，将电子摄像机位置调整至可清晰摄取闯红灯车辆位置。同时将传感器铺设在距离交通路面信号灯地面十厘米左右位置，保证基于三菱PLC的交通路面信号灯控制系统稳定运行。

3 总结

综上所述，交通灯控制系统是一个循环不间断运行的系统，且交通路口車辆量具有随机不确定特点。因此，为保证交通高峰阶段车辆顺畅通行，相关技术人员可以利用三菱PLC，进行交通灯智能化遥控系统的设置。通过智能化交通灯控制系统在路口车辆控制中的应用，可以科学调整绿灯持续时间，从而提高交通灯自动控制精确度。

参考文献：

[1]杨斌.自动交通灯的PLC控制系统设计[J].机电工程技术，2018（08）：108-110.