【摘要】：隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,人民生活水平的不斷提高,更多的車輛開始進入每個家庭,使城市交通的擁堵情況更加嚴重,如何利用道路資源,通過制定科學(xué)合理的智能控制方法,最大限度的提高城市道路的通行能力就顯得尤其重要。主干道承載著城市交通的主要部分,它的暢通與否直接決定著整個交通系統(tǒng)的正常運行。因此,本文以城市交通干線為研究對象,對干線交通信號的協(xié)調(diào)模糊控制算法展開研究�？紤]到城市交通的復(fù)雜性和現(xiàn)有控制方法的不足,本文以減小干線交通系統(tǒng)中的平均排隊長度為控制目標,將模糊理論與遺傳算法用于干線協(xié)調(diào)控制研究中,此研究對城市干線協(xié)調(diào)控制的發(fā)展具有一定的理論和現(xiàn)實意義。首先對干線協(xié)調(diào)控制的研究現(xiàn)狀進行了闡述,詳細介紹了本文研究所需要的理論知識。根據(jù)干線系統(tǒng)形成的條件,建立了干線系統(tǒng)模型;針對車流信息獲取的問題,在建立模型的基礎(chǔ)上介紹了車輛檢測器的設(shè)置方法,并給出了干線各個路口車流協(xié)調(diào)一致的模型;根據(jù)對干線系統(tǒng)模型的分析,設(shè)計了干線協(xié)調(diào)模糊控制整體方案。其次,對干線協(xié)調(diào)模糊控制整體方案進行了深入細致的研究。此方案主要由協(xié)調(diào)級和控制級組成,協(xié)調(diào)級主要根據(jù)雙向濾波原理和每個路口之間的交通流情況,為每個路口提供優(yōu)化的周期和相位差,并根據(jù)具體的交通流情況對協(xié)調(diào)級的控制算法及模糊控制器進行了設(shè)計;控制級主要是把單個路口作為研究對象,對每個路口進行信號配時優(yōu)化,針對控制單元傳統(tǒng)的兩級模糊控制算法存在的問題,對其進行了改進,用改進的算法來決定是否進行相位切換,并設(shè)計了改進的兩級模糊控制器。以焦作市塔南路干線上站前路、工業(yè)路和建設(shè)路三個路口為仿真對象進行仿真驗證,證明改進的協(xié)調(diào)模糊控制算法能減小路口的平均排隊長度,提高塔南路干線交通的通行能力。最后,針對模糊控制器中的模糊規(guī)則庫不能根據(jù)交通流的劇烈變化而動態(tài)調(diào)整的問題,用自適應(yīng)遺傳算法對模糊規(guī)則進行優(yōu)化,使模糊控制規(guī)則能根據(jù)交通流的不同自適應(yīng)的變化。根據(jù)焦作市塔南路干線上的實際交通流情況進行仿真,與未優(yōu)化的兩級模糊控制器對比,證明優(yōu)化后的模糊控制器能取得更好的控制效果。
[Abstract]:With the rapid development of the social economy and the continuous improvement of the people's living standard, more and more vehicles begin to enter every family, which makes the traffic congestion in the city more serious. How to utilize the road resources? By making scientific and reasonable intelligent control methods, it is particularly important to improve the capacity of urban roads to the maximum extent. The main road carries the main part of the urban traffic, its smooth or not directly determines the normal operation of the whole traffic system. Therefore, this paper takes the urban traffic trunk line as the research object, and studies the coordinated fuzzy control algorithm of the trunk traffic signal. Considering the complexity of urban traffic and the deficiency of existing control methods, this paper takes reducing the average queue length in trunk traffic system as the control objective, and applies fuzzy theory and genetic algorithm to the study of coordinated control of trunk lines. This research is of theoretical and practical significance to the development of coordinated control of urban trunk lines. Firstly, the research status of coordinated control of trunk lines is described, and the theoretical knowledge required in this paper is introduced in detail. According to the forming condition of the trunk line system, the model of the trunk line system is established, aiming at the problem of obtaining the traffic flow information, the method of setting up the vehicle detector is introduced on the basis of establishing the model, and the model of the coordination and consistency of the traffic flow at each intersection of the trunk line is given. According to the analysis of the trunk system model, the overall scheme of coordinated fuzzy control is designed. Secondly, the whole scheme of coordinated fuzzy control of trunk line is studied deeply and meticulously. This scheme is mainly composed of coordination level and control level. According to the principle of two-way filtering and the traffic flow between each intersection, the coordination stage provides the optimal period and phase difference for each intersection. According to the specific traffic flow, the control algorithm and fuzzy controller of coordination level are designed. The control level mainly takes a single intersection as the research object and optimizes the signal timing of each intersection. Aiming at the problems existing in the traditional two-level fuzzy control algorithm of the control unit, it is improved. An improved two-stage fuzzy controller is designed to determine whether to switch phase or not. The simulation results show that the improved coordinated fuzzy control algorithm can reduce the average queue length of the intersection, taking the front road, industrial road and construction road of Tannan Road in Jiaozuo City as the simulation objects, and it is proved that the improved coordinated fuzzy control algorithm can reduce the average queue length of the intersection. Improve the traffic capacity of the Tannan Road main Line. Finally, aiming at the problem that the fuzzy rule base in the fuzzy controller can not be dynamically adjusted according to the drastic change of traffic flow, an adaptive genetic algorithm is used to optimize the fuzzy rules. The fuzzy control rules can be changed adaptively according to different traffic flow. According to the actual traffic flow on the Tannan Road of Jiaozuo City, the simulation results show that the optimized fuzzy controller can achieve better control effect compared with the unoptimized two-stage fuzzy controller.
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U491.54

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