基于Markov模型的非均衡流量交叉口交通信號模糊控制研究
本文關(guān)鍵詞:基于Markov模型的非均衡流量交叉口交通信號模糊控制研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:近年來,隨著國內(nèi)經(jīng)濟的高速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進程的加快,城市交通擁堵問題日益嚴重。交通擁堵制約著整個城市的經(jīng)濟發(fā)展,解決城市交通擁堵問題已刻不容緩。由于路口是城市道路的交叉點,交通擁堵往往發(fā)生在該處,因此對交叉路口交通信號控制方法的深入研究有著十分重要的意義。由于城市路網(wǎng)中交通狀況的隨機性、非線性和動態(tài)性,原有的交叉路口交通信號控制方式已經(jīng)不能解決現(xiàn)在的交通擁堵問題,在這種情況下,將智能控制系統(tǒng)應(yīng)用于交通信號控制中為解決城市交通問題提供了十分有效的手段。本文將交叉口的車輛平均延誤時間作為評價指標,將模糊控制理論和Markov理論應(yīng)用于交叉路口交通信號控制系統(tǒng)中,設(shè)計了多相位基于Markov模型的模糊控制系統(tǒng),并對城市交叉路口交通信號控制的問題進行分析解決。具體研究內(nèi)容如下:首先,本文介紹了交叉路口信號控制以及模糊控制基本理論。其次,將模糊控制方法應(yīng)用于城市交叉路口多相位控制中,使用模糊控制方法對交叉路口進行交通信號控制,以車輛平均延誤時間為性能指標,詳細設(shè)計模糊控制方法的實現(xiàn)過程,通過Matlab實驗平臺進行仿真,將模糊控制方法和傳統(tǒng)控制方法進行對比分析。再次,本文針對經(jīng)典模糊控制方法的不足,結(jié)合Markov理論與模糊控制理論,對模糊控制方法進行改進,提出一種基于Markov模型的兩級模糊控制方法對交叉路口多相位進行控制,以車輛平均延誤時間為性能指標,詳細設(shè)計該控制方法中各個控制模塊的實現(xiàn)過程,并通過Matlab實驗平臺進行仿真,驗證改進后的模糊控制方法在交叉路口交通信號控制中的優(yōu)越性。最后,本文利用VISSIM軟件搭建南關(guān)什字仿真路網(wǎng),對設(shè)計方案進行微觀仿真,結(jié)果表明經(jīng)優(yōu)化后的配時方案能夠更好的改善交通擁堵狀況。
【關(guān)鍵詞】:單交叉路口 交通信號控制 模糊控制 Markov理論
【學位授予單位】:蘭州交通大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TP273.4
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 1 緒論9-12
- 1.1 選題背景和研究意義9
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
- 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10
- 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀10-11
- 1.3 主要研究內(nèi)容11-12
- 2 交叉路口信號控制的基本理論12-18
- 2.1 交叉路口信號控制的基本概念12-13
- 2.1.1 周期長度12
- 2.1.2 相位綠信比12
- 2.1.3 信號相位12-13
- 2.2 交通信號控制的基本方法13-14
- 2.2.1 定時控制13
- 2.2.2 感應(yīng)控制13
- 2.2.3 智能控制13-14
- 2.3 交叉口信號控制主要評價指標14-15
- 2.3.1 平均延誤時間14
- 2.3.2 平均排隊長度14
- 2.3.3 停車率14-15
- 2.3.4 通行能力15
- 2.4 交通流的概率統(tǒng)計分布15
- 2.4.1 泊松分布15
- 2.4.2 二項分布15
- 2.4.3 負二項分布15
- 2.5 交通信號控制方式的分類15-17
- 2.5.1 單交叉路口的信號控制16
- 2.5.2 干線信號協(xié)調(diào)控制16-17
- 2.5.3 區(qū)域信號協(xié)調(diào)控制17
- 2.6 小結(jié)17-18
- 3 城市單交叉路口交通信號模糊控制研究18-33
- 3.1 模糊控制的概念及發(fā)展狀況18
- 3.2 模糊控制的基本原理18-20
- 3.2.1 模糊控制系統(tǒng)的原理18-19
- 3.2.2 模糊控制器的組成19-20
- 3.3 單交叉路口交通流模型20-23
- 3.3.1 單交叉路口的描述20-22
- 3.3.2 單交叉路口控制性能的評價指標22-23
- 3.4 單交叉路口信號模糊控制器設(shè)計23-29
- 3.4.1 控制器的結(jié)構(gòu)與控制算法23-24
- 3.4.2 模糊控制器設(shè)計24-29
- 3.5 仿真驗證29-32
- 3.5.1 仿真設(shè)計29-30
- 3.5.2 仿真結(jié)果及分析30-32
- 3.6 小結(jié)32-33
- 4 基于Markov模型的改進模糊控制模型研究33-53
- 4.1 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與控制算法33-34
- 4.2 基于Markov模型的改進模糊控制模型設(shè)計34-48
- 4.2.1 Markov預(yù)測模塊設(shè)計34-38
- 4.2.2 當前相位控制模塊設(shè)計38-42
- 4.2.3 下一相位控制模塊設(shè)計42-45
- 4.2.4 決策模塊設(shè)計45-48
- 4.3 仿真驗證48-52
- 4.3.1 仿真設(shè)計48-49
- 4.3.2 仿真結(jié)果及分析49-52
- 4.4 小結(jié)52-53
- 5 實例仿真53-59
- 5.1 微觀仿真平臺53-54
- 5.2 蘭州市典型平面交叉口仿真分析54-58
- 5.2.1 南關(guān)什字交叉路口定時方案仿真55-56
- 5.2.2 南關(guān)什字配時優(yōu)化方案仿真56-58
- 5.3 小結(jié)58-59
- 結(jié)論59-60
- 致謝60-61
- 參考文獻61-64
- 攻讀學位期間的研究成果64
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本文編號:330047
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