基于PLC的高速公路收费系统仿真研究

论文摘要

当前我国高速公路发展速度很快,高速公路收费为这一发展提供了必要的资金保障。高速公路收费系统的发展,经历了从人工收费方式到半自动计算机人工收费方式再到全自动计算机收费方式的三次转变。随着中国高速公路建设和运营的深入,高速公路收费站日益成为高速公路运营管理中的重要元素和高速公路交通的瓶颈地段。如何通过收费系统的设计开发,使收费站能兼顾运营者和使用者的需求,更好地服务于高速公路是收费系统研究的目标和难点所在。本文在分析国内外收费系统运行和发展状况的基础上,将工业控制中的可编程逻辑控制器PLC运用于收费系统的仿真和设计中,使收费系统具备传统收费系统优点的同时,吸收了PLC的方便灵活,适应性、抗干扰性强,对环境要求低,系统稳定,可扩展性好等优点。针对收费系统的特殊要求,在分析收费系统需求特性的基础上,运用组态软件的模拟仿真支持,进行了收费管理界面开发,生成了实时数据报表,并对PLC运用中涉及的串口通信等技术进行了探讨和研究。最后运用人工神经网络评价方法对仿真系统与实际系统进行了定量分析比较,得出评价结果和改进的方向,为日后收费系统的进一步开发、研究奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外收费系统研究现状
• 1.2.1 国外收费系统研究现状
• 1.2.2 国内收费系统研究现状
• 1.2.3 收费系统中PLC 应用优势
• 1.3 论文研究主要内容
• 1.4 研究方案和技术路线
• 1.4.1 收费系统研究方案
• 1.4.2 收费系统研究技术路线
• 第2章 高速公路收费系统需求特性分析
• 2.1 高速公路收费系统总体分析
• 2.1.1 不同收费制式的比较
• 2.1.2 不同收费方式比较
• 2.1.3 不同收费设备分类
• 2.2 高速公路收费系统需求特性分析
• 2.2.1 用户需求特性
• 2.2.2 高速公路收费系统需求特性
• 2.2.3 各子系统需求特性
• 2.3 计算机收费系统的特性
• 2.3.1 计算机收费系统的目标及功能
• 2.3.2 高速公路收费系统的设计准则
• 2.3.3 系统安全需求分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于PLC 的收费系统仿真结构设计及实现
• 3.1 PLC 控制的特点
• 3.1.1 PLC 的工作原理
• 3.1.2 PLC 的应用领域
• 3.2 收费系统中PLC 的设计
• 3.2.1 PLC 选型
• 3.2.2 PLC 程序设计
• 3.3 仿真收费系统参数及界面设计
• 3.3.1 仿真收费系统参数确定
• 3.3.2 车道收费系统仿真设计
• 3.4 本章小结
• 第4章 收费系统组态仿真软件串口通信实现
• 4.1 组态软件与终端设备的通信原理
• 4.2 串口通信模式及实现
• 4.2.1 基于通信控件（MSCOMM）控件的串口通信
• 4.2.2 基于API 函数调用的串口通讯实现
• 4.2.3 用文件输入/输出技术完成通信
• 4.3 组态软件中的串口通信设计
• 4.3.1 串口属性设置
• 4.3.2 串口通信实现
• 4.4 收费系统中串口通信的实现
• 4.5 本章小结
• 第5章 收费系统的综合评价
• 5.1 评价的原则和方法
• 5.1.1 评价的原则
• 5.1.2 评价方法
• 5.2 评价指标的量化
• 5.2.1 评价指标的确定
• 5.2.2 评价指标的归一化
• 5.3 神经网络综合评价
• 5.3.1 神经网络评价模型建立
• 5.3.2 评价指标分级
• 5.3.3 评价步骤
• 5.4 评价结果分析
• 5.5 本章小节
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 攻读学位期间参与的科研项目
• 致谢