智能交通诱导系统的设计【字数：9642】
摘 要 现代化交通领域的主流发展趋势—智能交通，是利用电子技术、通信技术、计算机控制技术及网络、传感技术等有效结合后运用于地面交通的智能体系，用于实时、有效、准确地反馈交通信息于交通部门与车辆驾驶人员之间。交通诱导系统是将车、路、人和环境等因素综合分析，通过诱导屏发布实时讯息诱导道路使用者行驶通畅的路线。在智能交通系统中，智能诱导系统有着不可或缺的重要地位，亦是交通系统构成的必要条件。 本文在分析了智能交通诱导系统的功能需求的基础上，通过数据分析的方式，采用三菱PLC作为控制核心，设计了一个简单高效的诱导系统，并结合人机界面，将实时交通状况显示于人机界面上，此处人机界面可作交通诱导屏使用，另设置了一个人工诱导的按钮，以提醒出行者小心行驶。本文对智能交通诱导系统的研究趋势和意义作出了相对全面的评价；然后在研究大数据技术的基础上，计算固定点交通拥堵和通畅的时间段，以此设置交通拥堵和通畅时交通灯的绿灯时长，使出行者更方便、安全、快捷的出行；然后结合交通诱导系统的条件和需求，研究了以诱导屏为主的交通诱导技术，设计了简易的道路诱导屏。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景及意义 1
1.2研究问题与目标 2
1.3结构安排和主要内容 2
第二章 基础理论 4
2.1国内外现状及发展趋势 4
2.2智能交通诱导系统的基本原理 5
2.3交通状态信息估计 5
2.4大数据技术的交通应用基本原理 6
2.5传感器技术基本原理 7
第三章 设计单元分析 8
3.1基于大数据技术的计算分析 8
3.2可编程序控制器技术的分析 9
3.3传感器技术在交通检测中的应用分析 9
第四章 方案设计与流程图 11
4.1方案设计 11
4.2设计流程图 11
4.3方案设计特点 12
4.4诱导屏设计原则 12
第五章 设计部分 13
5.1硬件部分 13
5.2软件部分 13
5.3通信部分 14
第六章 程序仿真 15 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
结束语 16
致 谢 17
参考文献 18
附录A 19 绪论
1.1研究背景及意义
1.1.1研究背景
随着交通路网的迅速发展及道路车辆的迅速扩张，各省市的交通状态遇到了瓶颈，尽管在道路规划上，各种导航APP已经起到不可或缺的作用，但是在如何实时传递交通信息、控制交通流量和密度等问题上，还没有十分可靠、准确的诱导措施，根据社会调查，以江苏省南京市为例，目前使用诱导屏的概率非常小，因此，对智能交通诱导系统的研究和设计，是缓解交通压力的必要研究方向。
随着共享单车的出现，我国一线城市的共享单车使用率越来越高，这一发明在一定程度上减小了对城市道路的压力。
高德地图结合交通部门、阿里、摩拜等专业组织，共同发布了《2017年第三季度中国主要城市交通分析报告》。报告指出，与去年第三季度相比，国内主要城市中有42%的城市交通拥堵与去年相同，交通拥堵呈下降趋势的城市有37%，其余城市交通压力一如往日，没有好转。综合以上数据，共享单车虽然降低了我国部分人口的机动车辆使用率，但城市的交通情况没有明显好转。济南、哈尔滨、北京、广州、重庆、大连等城市成为了本年度我国交通最拥堵的城市。其中，济南的高峰拥堵最为严重，延迟拥堵指数高达2.065，最为拥堵；哈尔滨和北京的高峰拥堵延时指数也保持在2.00上。同时，由于地势环境、城市文化、天气特点等多重影响，大连、昆明等旅游城市的交通情况也存在很大的压力。
1.1.2研究目的和意义
基于课题背景，有着巨大压力的交通状况迫使交通管理者不得不提供有靠的解决方案，当前的主流解决思路归述于以下几点：
通过手机APP（百度地图、高德地图、腾讯地图等）导航软件，通过对车辆的GPS定位技术，实时规划最佳路线；
增加道路建设，扩建交通路网，满足城市化的交通需求；
出台限制社会车辆出行时间和限制购买车辆等规定，以缓解一线城市的早晚高峰压力；
完善公共交通方案，扩建公交、地铁等公共交通路网；
对现有的各类交通数据建模整理，获取有效交通信息，分析并采取解决措施，以缓解交通压力。
以上措施施政部门均已经采用并委派专门小组进行维护修善，但是，以上几点措施也面临着一些限制性问题，诸如：
手机APP需要实时数据网进行传输，一旦有延迟会使出行者来不及反应。
扩建交通路网需要大量的人力与财力，且各市之间管辖有明显划分，需要深入协调和完整的可执行方案。
限制社会车辆出行会导致部分市民出行不便。
综上，针对城市交通拥堵问题，本文认为可以采取更多的方案和措施来缓解交通压力。考虑路网实时变化的交通状态，需有针对性的对各个时间段的车流量进行数据采样并分析，通过路牌式诱导屏给出行者提供可靠交通信息，并可通过设置连续交通灯时间减少出行者的等待时间，这不仅突破了传统处理方式的滞后性，也是对云计算等大型计算方式突然失效的一份重要保障。
1.2研究问题与目标
本论文设计主要围绕以下三点:
1.通过大数据分析十字路段的车流情况，得出该路口交通灯的合理时长；
2.通过地磁传感器检测道路情况，通过诱导屏给出行者提供合适的建议；
3.通过按钮人工诱导，在雨天提醒出行者“雨天路滑，小心驾驶”。
基于以上三个问题分别列举以下设计目标：
1.拟采用大量南京市交通情况作基础，分析大量数据得出固定交通灯的车辆通行情况，取交通拥堵和通畅的临界点，得出交通状况的结论，然后给交通灯的绿灯时长做适当调整；
2.拟采用在固定路段设置地磁传感器，判断车流情况，实时判断是否拥堵，再将信号传递给人机界面，显示在诱导屏上；
3.拟采用按钮开关设置，可通过人工诱导的方式提醒出行者。
1.3本文主要内容
本文主要内容分为五块，分别为绪论、基础理论、大数据部分计算方法和内容、诱导系统的硬件和软件设计、诱导系统的仿真和调试。
第一章首先说明了该课题的来源，并简述本文的课题背景、研究目的及意义，然后介绍了交通诱导系统在智能交通系统中的重要地位及本设计的主体思路，最后介绍了本文的研究内容和章节安排。
第二章讲述了智能交通诱导系统的国内外发展现状以及未来趋势，简要介绍了本文涉及的基本原理及核心技术，其包括智能交通诱导技术的基本原理、交通状态信息估计原理、大数据技术在智能交通中的应用分析、传感器技术在智能交通中的应用分析。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景及意义 1
1.2研究问题与目标 2
1.3结构安排和主要内容 2
第二章 基础理论 4
2.1国内外现状及发展趋势 4
2.2智能交通诱导系统的基本原理 5
2.3交通状态信息估计 5
2.4大数据技术的交通应用基本原理 6
2.5传感器技术基本原理 7
第三章 设计单元分析 8
3.1基于大数据技术的计算分析 8
3.2可编程序控制器技术的分析 9
3.3传感器技术在交通检测中的应用分析 9
第四章 方案设计与流程图 11
4.1方案设计 11
4.2设计流程图 11
4.3方案设计特点 12
4.4诱导屏设计原则 12
第五章 设计部分 13
5.1硬件部分 13
5.2软件部分 13
5.3通信部分 14
第六章 程序仿真 15 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
结束语 16
致 谢 17
参考文献 18
附录A 19 绪论
1.1研究背景及意义
1.1.1研究背景
随着交通路网的迅速发展及道路车辆的迅速扩张，各省市的交通状态遇到了瓶颈，尽管在道路规划上，各种导航APP已经起到不可或缺的作用，但是在如何实时传递交通信息、控制交通流量和密度等问题上，还没有十分可靠、准确的诱导措施，根据社会调查，以江苏省南京市为例，目前使用诱导屏的概率非常小，因此，对智能交通诱导系统的研究和设计，是缓解交通压力的必要研究方向。
随着共享单车的出现，我国一线城市的共享单车使用率越来越高，这一发明在一定程度上减小了对城市道路的压力。
高德地图结合交通部门、阿里、摩拜等专业组织，共同发布了《2017年第三季度中国主要城市交通分析报告》。报告指出，与去年第三季度相比，国内主要城市中有42%的城市交通拥堵与去年相同，交通拥堵呈下降趋势的城市有37%，其余城市交通压力一如往日，没有好转。综合以上数据，共享单车虽然降低了我国部分人口的机动车辆使用率，但城市的交通情况没有明显好转。济南、哈尔滨、北京、广州、重庆、大连等城市成为了本年度我国交通最拥堵的城市。其中，济南的高峰拥堵最为严重，延迟拥堵指数高达2.065，最为拥堵；哈尔滨和北京的高峰拥堵延时指数也保持在2.00上。同时，由于地势环境、城市文化、天气特点等多重影响，大连、昆明等旅游城市的交通情况也存在很大的压力。
1.1.2研究目的和意义
基于课题背景，有着巨大压力的交通状况迫使交通管理者不得不提供有靠的解决方案，当前的主流解决思路归述于以下几点：
通过手机APP（百度地图、高德地图、腾讯地图等）导航软件，通过对车辆的GPS定位技术，实时规划最佳路线；
增加道路建设，扩建交通路网，满足城市化的交通需求；
出台限制社会车辆出行时间和限制购买车辆等规定，以缓解一线城市的早晚高峰压力；
完善公共交通方案，扩建公交、地铁等公共交通路网；
对现有的各类交通数据建模整理，获取有效交通信息，分析并采取解决措施，以缓解交通压力。
以上措施施政部门均已经采用并委派专门小组进行维护修善，但是，以上几点措施也面临着一些限制性问题，诸如：
手机APP需要实时数据网进行传输，一旦有延迟会使出行者来不及反应。
扩建交通路网需要大量的人力与财力，且各市之间管辖有明显划分，需要深入协调和完整的可执行方案。
限制社会车辆出行会导致部分市民出行不便。
综上，针对城市交通拥堵问题，本文认为可以采取更多的方案和措施来缓解交通压力。考虑路网实时变化的交通状态，需有针对性的对各个时间段的车流量进行数据采样并分析，通过路牌式诱导屏给出行者提供可靠交通信息，并可通过设置连续交通灯时间减少出行者的等待时间，这不仅突破了传统处理方式的滞后性，也是对云计算等大型计算方式突然失效的一份重要保障。
1.2研究问题与目标
本论文设计主要围绕以下三点:
1.通过大数据分析十字路段的车流情况，得出该路口交通灯的合理时长；
2.通过地磁传感器检测道路情况，通过诱导屏给出行者提供合适的建议；
3.通过按钮人工诱导，在雨天提醒出行者“雨天路滑，小心驾驶”。
基于以上三个问题分别列举以下设计目标：
1.拟采用大量南京市交通情况作基础，分析大量数据得出固定交通灯的车辆通行情况，取交通拥堵和通畅的临界点，得出交通状况的结论，然后给交通灯的绿灯时长做适当调整；
2.拟采用在固定路段设置地磁传感器，判断车流情况，实时判断是否拥堵，再将信号传递给人机界面，显示在诱导屏上；
3.拟采用按钮开关设置，可通过人工诱导的方式提醒出行者。
1.3本文主要内容
本文主要内容分为五块，分别为绪论、基础理论、大数据部分计算方法和内容、诱导系统的硬件和软件设计、诱导系统的仿真和调试。
第一章首先说明了该课题的来源，并简述本文的课题背景、研究目的及意义，然后介绍了交通诱导系统在智能交通系统中的重要地位及本设计的主体思路，最后介绍了本文的研究内容和章节安排。
第二章讲述了智能交通诱导系统的国内外发展现状以及未来趋势，简要介绍了本文涉及的基本原理及核心技术，其包括智能交通诱导技术的基本原理、交通状态信息估计原理、大数据技术在智能交通中的应用分析、传感器技术在智能交通中的应用分析。
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