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嵌入式智能交通信号控制器的设计与仿真
| 论文题名： | 嵌入式智能交通信号控制器的设计与仿真 |
| 关键词： | 交通信号控制器;嵌入式操作系统;硬件结构;软件设计;信号控制 |
| 摘要： | 随着现代社会对交通运输的日趋依赖,交通控制系统越来越受到重视。而采用先进的信息技术、通信技术和控制技术等高新技术开发的智能交通系统可以大幅度提高交通网络的运行效率,使之成为经济、有效的解决交通拥挤问题办法之一。 解决车和路的矛盾常用的有两个办法:一是控制需求,二是增加交通基础设施。但这两个办法都有其局限性。由于交通是社会发展和人民生活水平提高的基本条件,经济的发展必然带来出行的增加,而且我国汽车工业正出于发展阶段,因此限制车辆的增加不能从根本上解决问题。再者在资源、环境矛盾越来越突出的今天,大量修筑道路基础设施的办法也行不通。这就必须依靠除限制需求和增加道路设施外的其它办法来满足日益增长的交通需求。因而采用先进的信息技术、通信技术和控制技术等高新技术开发的智能交通系统可以大幅度提高交通网络的运行效率,使之成为经济、有效的解决交通拥挤问题办法之一。 本文深入研究了交通信号控制器的发展现状,为了适应智能交通的发展趋势,提出了一种新型智能交通信号控制器,并从交通信号控制器的硬件结构、软件设计和单交叉口信号控制等方面进行了研究与设计。论文的主要工作如下: 1)提出了一种智能交通信号控制器设计方案,对硬件系统进行了模块化设计。本文的硬件设计具体包括:采用高性能的ARM9芯片作为处理器、大容量Flash存储芯片、添加网络接口、采用CPLD扩展I/O口等,并给出了相应的硬件设计描述。 2)建立软件开发环境,根据交通信号控制器的硬件系统平台构建一个基于QNX的嵌入式系统。实现了基本的硬件设备驱动程序和主控制程序。本文设计了基于单个交叉路口的半实物仿真平台。对运行于嵌入式智能交通信号控制器控制程序的控制效果进行了有效验证。 3)本文根据近似动态规划(ADP,approximate dynamic programming)在交通信号灯控制领域方面的应用,开发了一种在线操作的适应性控制器。通过回顾了现有的交通信号控制系统,确定本文的目标是为实时操作提供动态控制,利用在线学习技巧应对不断变化的交通流,频繁更新信号灯测时方案。通过仿真可以得出ADP控制器满足了所有的目标要求。 本文研发的交通信号控制器能够满足现代交通控制网络化、智能化的要求,符合交通信号控制器的发展方向。 |
| 作者： | 李洪涛 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 丁福光 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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