1．目的及意义

近年来，随着汽车数量的猛增，我国中大型城市的城市交通，正面临着严峻的考验，从而导致交通问题的日益严重，其主要表现如下:交通事故的频发，对人类生命安全造成极大威胁;交通拥堵严重，导致出行时间增加，能源消耗加大;空气污染和噪声污染程度日益增加等。日常的交通堵塞成为人们司空见惯而有不得不忍受的问题。

交通管制变得越来越重要，特别是在十字路口处，交通灯已成为交通管制必不可少的重要工具。因此交通灯是城市交通管理系统的重要组成部分，它能够保证机动车辆的安全运行，维持城市道路的顺畅[1]。而城市的交通秩序主要靠路口的红绿灯来控制，红绿灯的技术源于19世纪，它的存在对于疏导车流量、提高道路使用效率有极大的提高[2]。智能交通系统(ITS)作为21世纪交通运输体系的发展方向，受到了世界范围的重视[3]。

结合我国城市道路交通的实际情况，开发出真正适合我们自身特点的智能信号灯控制系统已经成为当前的主要任务。

目前，在国内，智能交通系统是一个非常活跃的研究领域。近来随着模糊理论的日臻完善，一些学者致力于城市交信号的模糊控制研究，取得了一定的研究成果[4]。但模糊控制器的设计还存在许多问题，如简单的模糊处理将导致系统的控制精度降低和动态品质变差，模糊规则难以总结;量化因子、比例因子及隶属度函数的选取多采用试凑法，人为因素影响大;而单纯依靠设计者的经验和反复调试，使整个设计过程缺乏系统性,造成模糊控制器的设计无法保证有最优的控制性能等[5]。基于此,后续的研究多采用遗传算法或改进的遗传算法[6,7],但这种方法仍然存在一些问题，如可能导致进化缓慢和过早收敛现象的发生等。因此,研制一套根据车流量自动控制交通灯时长的智能交通控制系统是很有意义的。

传统的交通灯控制器多数由单片机或PLC来实现，而随着EDA技术的高速发展，电子系统的设计技术发生了深刻的变化，现场可编程门阵列FPGA的出现，给设计人员带来了诸多方便，使用其进行产品开发，成本低、周期短、可靠性高。本课题以FPGA芯片为核心，使用VHDL语言编写代码，实现十字路口交通灯控制器设计。
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2. 研究的基本内容与方案

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在由一条东西向通道和南北向通道组成的十字路口，入口处由红灯，绿灯，黄灯,左转信号灯共四个灯组成的交通灯控制器控制车辆运行，提高道路的最大使用频率。