Đang tải... (xem toàn văn)
Đề tài Khảo sát, thiết kế và chế tạo hệ điều khiển giao thông tại giao lộ Trâu Quỳ được thực hiện với mong muốn khảo sát thực tế hệ thống giao thông ở ngã tư Trâu Quỳ, vận dụng các kiến thức đã học để thiết kế, chế tạo mô hình nâng cấp hệ thống giao thông ở ngã tư Trâu Quỳ nhằm hạn chế ách tắc và giảm thiểu tai nạn cho người tham gia giao thông.
MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU Trong thời buổi cơng nghiệp hóa – hiện đại hóa, chúng ta đang tiếp cận với những cơng nghệ hiện đại của thế giới trong nhiều lĩnh vực trong đó có điều khiển và tự động hóa. Từ khi hội nhập WTO, Đảng và Nhà nước ta ln chú trọng phát triển điện – đường – trường – trạm theo hướng hiện đại hóa cơ sở hạ tầng nhằm theo kịp các nước trong khu vực và trên thế giới. Giao thơng ln được coi là vấn đề quan trọng trong mọi thời đại. Với sự gia tăng khơng ngừng của các phương tiện giao thơng nên tình trạng tắc nghẽn giao thơng ngày càng nhiều và số lượng các vụ tai nạn giao thơng cũng tăng lên đáng kể trong những năm gần đây đã trở thành mối hiểm họa cho người tham gia giao thơng. Khơng những vậy, giao thơng nước ta còn nhiều hạn chế, nhiều tuyến đường sắt băng qua các quốc lộ lớn gây ảnh hưởng đến việc lưu thơng và an tồn cho người điều khiển các phương tiện. Vậy vấn đề đặt ra là làm thế nào để đảm bảo việc lưu thơng dễ dàng và giảm thiểu các vụ tai nạn giao thơng, đặc biệt là tại những ngã tư, nơi giao lộ giữa đường bộ và đường sắt Nhận thấy đây là vấn đề rất sát thực, với những kiến thức được trang bị trong suốt q trình học tập, nghiên cứu tại Trường Đại học Sư phạm kĩ thuật Hưng n chúng em đã lựa chọn đề tài: “Khảo sát và thiết kế hệ điều khiển giao thơng tại giao lộ Trâu Quỳ” Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cơ trong khoa Điện – Điện tử đặc biệt là thầy Đỗ Cơng Thắng đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo chúng em trong suốt q trình thực hiện đồ án Do hạn chế về mặt thời gian cũng như chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế nên đồ án của chúng em khơng tránh khỏi thiếu sót, chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp q báu của các thầy cơ và các bạn để đồ án hồn thiện hơn nữa. Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hưng n, ngày…tháng…năm 2014 Sinh viên thực hiện: CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Lí do chọn đề tài Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, xã hội ngày càng văn minh hiện đại, sự phát triển đơ thị ngày càng một đi lên. Nhu cầu về giao thơng càng trở nên cấp thiết, nhất là trong các khu vực thành thị. Do nhu cầu của đời sống con người, đặc biệt là nhu cầu đi lại, các loại phương tiện giao thơng đã tăng một cách chóng mặt, số lượng các phương tiện tham gia giao thơng ngày càng nhiều, mật độ lưu thơng trên đường ngày càng tăng cao. Tuy nhiên đường sá của nước ta còn q hạn chế nên vấn đề ách tắc giao thơng thường xảy ra ở các đơ thị và những thành phố lớn trong cả nước dẫn đến nhiều vụ tai nạn xảy ra trở thành mối hiểm họa cho người tham gia giao thơng Ngồi ra, tuyến đường sắt cũng ngày càng phát triển mạnh phục vụ cho việc đi lại cũng như vận chuyển hàng hóa đi xa một cách nhanh chóng. Do đó, có nhiều nơi đường sắt cắt ngang qua trục đường bộ gây ảnh hưởng đến q trình lưu thơng của các phương tiện, rất nhiều vụ tai nạn xảy ra tại các giao lộ giữa đường sắt và đường bộ. Một phần do ý thức chấp hành luật giao thơng của người dân còn kém, một phần do bộ phận báo hiệu chưa đạt tiêu chuẩn. Hệ thống barie ln phải có người túc trực để đẩy ra khi tàu đến và kéo vào khi tàu đi qua… Là những sinh viên học theo chun ngành Điện tự động hóa chúng em nghiên cứu, tìm hiểu để hệ thống giao thơng có thể tự động hóa hơn, giao thơng ít ùn tắc hơn, giảm thiểu số vụ tai nạn đường sắt và đường bộ, con người có thể dễ dàng kiểm sốt hệ thống giao thơng. Với sự giúp đỡ tận tình của thầy Đỗ Cơng Thắng chúng em đã hồn thành đề tài “Khảo sát, thiết kế và chế tạo hệ điều khiển giao thơng tại giao lộ Trâu Quỳ “ 1.2 Mục tiêu Chúng em chọn đề tài: “Khảo sát, thiết kế và chế tạo hệ điều khiển giao thông tại giao lộ Trâu Quỳ” với mong muốn: Khảo sát thực tế hệ thống giao thông ở ngã tư Trâu Quỳ Vận dụng các kiến thức đã học để thiết kế, chế tạo mơ hình nâng cấp hệ thống giao thơng ở ngã tư Trâu Quỳ nhằm hạn chế ách tắc và giảm thiểu tai nạn cho người tham gia giao thơng Rèn luyện kĩ năng thực hành và làm việc theo nhóm 1.3 Cách tiếp cận đề tài Tìm hiểu thực tế cách vận hành giao thơng: đường bộ, đường sắt ngã tư Trâu Quỳ Phân tích hệ thống giao thơng, lựa chọn phương án điều khiển phù hợp nhất với đề tài Tìm hiểu về PLC, WinCC, Vi điều khiển ứng dụng vào đề tài 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Sử dụng nhóm các phương pháp nghiên cứu lí thuyết: Phương pháp phân tích, tổng hợp lí thuyết - Nghiên cứu các tài liệu liên quan nhằm đưa ra được phương án thực hiện đề tài một cách khoa học, đúng mục tiêu đề ra CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÍ THUYẾT 2.1 Tổng quan về hệ thống giao thơng Trâu Quỳ Hình 2.1: Ngã tư Trâu Quỳ Quốc lộ 5 là đường giao thơng huyết mạch, nối liền thủ đơ Hà Nội với các tỉnh Hưng n, Hải Dương, Hải Phòng. Ngồi ra nó còn là một phần của đường Xun Á AH14 Song song với quốc lộ 5A tuyến đường sắt Hà Nội Hải Phòng dài khoảng 110km. Ngã tư Trâu Quỳ là một trong những nút giao thơng trọng điểm của đường 5, điển hình kết hợp giao thơng giữa đường bộ và đường sắt Ngã tư Trâu Quỳ là một hệ thống giao thơng bao gồm một ngã tư giao với tuyến đường sắt Hà Nội – Hải Phòng, là nơi đơng dân cư, có mật độ giao thơng đơng đúc. Tình hình giao thơng tại đây khá phức tạp và thường xun xảy ra tai nạn : Mật độ giao thơng dày đặc nên tình trạng ùn tắc giao thơng thường xảy ra Cảnh sát giao thơng thường phải trực ở ngã tư để phân luồng giao thơng Hệ thống giao đường sắt là bán tự động vì vậy cần phải có người trực để đẩy barie khi có tàu Hệ thống giao thơng tại đây gồm: 4 cột đèn cho ngã tư và 2 cột đèn cho đường sắt Gồm 3 đèn tín hiệu xanh, vàng, đỏ. Khơng có chế độ phân làn xe ở các thời điểm 2.2 Xác định bài tốn 2.2.1 u cầu của bài tốn thiết kế hệ thống điều khiển đèn giao thơng Trước tình hình phương tiện giao thơng ngày càng gia tăng khơng ngừng và hệ thống giao thơng nước ta ngày càng phức tạp dẫn đến tình trạng ùn tắc giao thơng và tai nạn giao thơng ngày càng tăng. Vì vậy để đảm bảo giao thơng được an tồn và thơng suốt thì việc sử dụng các tín hiệu để điều khiển tại các nút giao thơng là rất cần thiết. Với tầm quan trọng như vậy hệ thống điều khiển tín hiệu giao thơng cần đảm bảo các u cầu sau: Đảm bảo hoạt động liên tục và chính xác trong thời gian dài Độ tin cậy cao Dễ quan sát cho người tham gia giao thơng Chi phí nhỏ, tiết kiệm năng lượng 2.2.2 Phân tích bài tốn Hình 2.2: Những mặt hạn chế của ngã tư Trâu Quỳ Quan sát hình ảnh trên ta thấy: Nhân viên gác tàu phải gồng mình để đẩy chiếc barie rất vất vả và nguy hiểm do mật độ người tham gia giao thơng đơng Cột đèn tại ngã tư khơng có bộ đèn hiển thị thời gian đếm ngược ảnh hưởng tới người tham gia giao thơng Cột đèn báo đường sắt chưa đạt tiêu chuẩn do thiếu còi báo Để nâng cao chất lượng ta bổ sung thêm: - Bộ led hiển thị thời gian đếm ngược giúp người tham gia giao thơng chủ động trong các tình huống - Tách thành chế độ ngày và đêm cho phù hợp với tình hình giao thơng - Hệ thống còi báo và barie tự động thay vì hai nhân viên túc trực Hình 2.3: Mơ hình thiết kế cho bài tốn Chu kì đèn tín hiệu: T = Txanh + Tvàng + Tđỏ Trong đó: + Txanh: thời gian đèn xanh sáng + Tđỏ : thời gian đèn đỏ sáng + Tvàng : thời gian đèn vàng sáng Tđỏ = Txanh + Tvàng - Hoạt động theo 2 chế độ: + Chế độ ngày + Chế độ đêm 2.2.3 Giản đồ thời gian Chế độ ban ngày: + Khi khơng có tàu: 10 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 Chương trình hiển thị Led 7 thanh #include unsigned char led[] = {0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90 }; int a1=0,a2=0,a3=0,a4=0,dem1,dem2,x1,x2,d1,d2,v1,v2,t=0,b_tau1,b_tau2,t1=0,dem11,de m22; sbit xanh1=P3^0; sbit do1=P3^1; sbit vang1=P3^2; sbit xanh2=P3^3; sbit do2=P3^4; sbit vang2=P3^5; sbit tau1=P3^6; sbit tau2=P3^7; sbit out_tau1=P1^4; sbit out_tau2=P1^5; sbit dem=P1^6; sbit barie=P1^7; void delay(long time) { while(time); } void tinh_toan() { a1=dem1/10; a2=dem1%10; a3=dem2/10; a4=dem2%10; 83 } void dem_xung(void) interrupt 1 { t++;t1++; if(t1>10000) { t1=0; if(tau1==1){out_tau1=1;} if(tau2==1){out_tau2=1;} } if(t>10000){t=0;if(dem1>0){dem1;}if(dem2>0){dem2;}tinh_toan();} } void kiem_tra_dau_vao() { if(xanh1==0){x1=1;} else{x1=0;} if(xanh2==0){x2=1;} else{x2=0;} if(do1==0){d1=1;} else{d1=0;} if(do2==0){d2=1;} else{d2=0;} if(vang1==0){v1=1;} else{v1=0;} if(vang2==0){v2=1;} else{v2=0;} } void hien_thi() { P2=0b01111111; P0=led[a1]; delay(100); P2=0b10111111; P0=led[a2]; delay(100); P2=0b11011111; 84 P0=led[a3]; delay(100); P2=0b11101111; P0=led[a4]; delay(100); } void main() { EA=0; TMOD=0x02; TH0=0x9b; TL0=0x9b; EA=1; ET0=1; TR0=1; EX0=1; IT0=1; a1=0;a2=0;a3=0;a4=0;x1=0;t=0; tinh_toan(); b_tau1=0; b_tau2=0; barie=0; out_tau1=1; out_tau2=1; while(1) { if(xanh1==0&&x1==0){dem1=57;tinh_toan();} if(xanh2==0&&x2==0){dem2=57;tinh_toan();} 85 if(vang1==0&&v1==0){dem1=3;if(dem==0){dem1=0;}tinh_toan();} if(vang2==0&&v2==0){dem2=3;if(dem==0){dem2=0;}tinh_toan();} if(do1==0&&d1==0){dem1=60;tinh_toan();} if(do2==0&&d2==0){dem2=60;tinh_toan();} if(tau1==0){b_tau1=1;out_tau1=0;t1=0;} if(tau2==0){b_tau2=1;out_tau2=0;t1=0;} if(barie==1){dem1=0;dem2=0;} kiem_tra_dau_vao(); hien_thi(); } } 86 ... chúng em đã hồn thành đề tài Khảo sát, thiết kế và chế tạo hệ điều khiển giao thơng tại giao lộ Trâu Quỳ “ 1.2 Mục tiêu Chúng em chọn đề tài: Khảo sát, thiết kế và chế tạo hệ điều khiển giao thơng tại giao lộ Trâu Quỳ với mong muốn: Khảo sát thực tế hệ thống giao thơng ở ngã tư Trâu Quỳ. .. trong suốt q trình học tập, nghiên cứu tại Trường Đại học Sư phạm kĩ thuật Hưng n chúng em đã lựa chọn đề tài: Khảo sát và thiết kế hệ điều khiển giao thơng tại giao lộ Trâu Quỳ Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cơ trong khoa ... hơn, giảm thiểu số vụ tai nạn đường sắt và đường bộ, con người có thể dễ dàng kiểm sốt hệ thống giao thơng. Với sự giúp đỡ tận tình của thầy Đỗ Cơng Thắng chúng em đã hồn thành đề tài Khảo sát, thiết kế và chế tạo hệ điều khiển giao