基于模糊邏輯的智能交通信號(hào)控制方法及仿真研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-13 11:37
智能交通信號(hào)控制技術(shù)是改善城市道路交通狀況、提升道路通行能力的研究熱點(diǎn)之一。由于交通系統(tǒng)復(fù)雜多變,不確定性、隨機(jī)性較強(qiáng),很難對(duì)其創(chuàng)建精確的數(shù)學(xué)模型,因此傳統(tǒng)的交通控制理論與方法不能對(duì)其實(shí)現(xiàn)有效控制。模糊控制方法是一種通過(guò)模擬人類大腦的思維方式、利用專家的工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行決策、不需要精確的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行控制的智能控制方法,在城市智能交通控制方面的應(yīng)用前景廣闊。本文以兩相位單十字交叉路口作為研究對(duì)象,提出了高峰狀態(tài)的定時(shí)控制和非高峰時(shí)期的模糊控制相結(jié)合的一種城市道路口交通控制方法,克服了模糊控制在高峰時(shí)期控制效果不佳的狀態(tài),發(fā)揮了傳統(tǒng)定時(shí)控制的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)研究和設(shè)計(jì)相應(yīng)的模糊控制規(guī)則以及推理單元完成了模糊算法的設(shè)計(jì),并運(yùn)用MATLAB軟件對(duì)其進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果表明控制效果良好。本文采用了由三菱公司的PLC作下位機(jī),計(jì)算機(jī)作上位機(jī)的方法來(lái)組成現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)構(gòu),并采用三菱公司的GX Developer編程軟件進(jìn)行了PLC的程序設(shè)計(jì),利用MCGS組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)了上位機(jī)監(jiān)控界面。針對(duì)我國(guó)的混合交通現(xiàn)狀、研究對(duì)象中東西方向路段上非機(jī)動(dòng)車流量大、隔一段路有學(xué)校的特征,采取了東西路口非機(jī)動(dòng)車先行的控制原則,設(shè)置...
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
平面交叉路口的形狀
圖 2-2 全感應(yīng)相位綠燈延長(zhǎng)間隔時(shí)間一信號(hào)相位的綠燈開(kāi)始啟亮?xí)r,先預(yù)設(shè)其一個(gè)最小綠燈時(shí)間,,延長(zhǎng)該信號(hào)相位的綠燈時(shí)間:檢測(cè)器每檢測(cè)到n輛車,則就,該相位綠燈延長(zhǎng)n個(gè)預(yù)置的單位延長(zhǎng)綠燈時(shí)間;若沒(méi)有檢測(cè)即更換相位;當(dāng)相位綠燈時(shí)間已經(jīng)延長(zhǎng)到預(yù)置的最大綠燈時(shí)間下一相位綠燈通行。研究的模糊邏輯交通控制實(shí)際上就是一種全感應(yīng)式控制方式。適應(yīng)控制方式隨著通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展到一定程度而產(chǎn)生的控制方式各參數(shù)隨著變化的交通量會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)。像車輛感應(yīng)式控制一樣據(jù)車輛檢測(cè)裝置送來(lái)的車流量、排隊(duì)長(zhǎng)度、停車次數(shù)、延誤時(shí)并實(shí)施性能最佳的綠燈配時(shí)方案,使各時(shí)間段內(nèi)車輛放行最大車輛延誤時(shí)間最小。交通信號(hào)控制機(jī)還能將檢測(cè)到的交通數(shù)據(jù)
圖 2-3 模糊控制器的組成框圖模糊控制器的作用和傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中控制器的作用相同。如圖 2-3糊控制器通常由三部分組成。(1)模糊化:它就是把模糊語(yǔ)言數(shù)量化,即用某個(gè)論域上的模糊子每種可能出現(xiàn)的情況下的隸屬關(guān)系。(2)模糊算法:通常是指模糊控制規(guī)則,它是由若干個(gè)語(yǔ)句組成的表 則 Q;若 A 或 B 則 C;若 O 則 P,否則 S 等。每一條語(yǔ)句都是與一實(shí)際情況對(duì)應(yīng)的一個(gè)模糊關(guān)系,每個(gè)模糊關(guān)系的并集就是總的模糊關(guān)(3)模糊判決:按照輸入的模糊量,根據(jù)給定的模糊算法進(jìn)行運(yùn)算理、判定,即將模糊集合映射到普通集合,確定出對(duì)應(yīng)的控制量?梢(jiàn),模糊控制器可以根據(jù)專家長(zhǎng)期積累的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn),模仿人、策略,下達(dá)指令,以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的最優(yōu)控制。由于客觀事物存在尤其是在突發(fā)的隨機(jī)干擾的情況下,人們的信息和控制經(jīng)驗(yàn)往往對(duì)、考慮不周,這樣就很難得到比較完善的模糊控制規(guī)則;即使得到則比較完善,但由于環(huán)境等多種因素的影響,也可能致使原有的規(guī)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 李群祖,夏清國(guó),巴明春,潘萬(wàn)鵬. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2009(24)
[2]基于三菱PLC和組態(tài)技術(shù)的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 李勝多,張惠莉,趙麗清. 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(04)
[3]基于車流量的智能交通燈控制系統(tǒng)[J]. 溫志達(dá),梁桂榮,陳碧銘,高素萍. 自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用. 2009(06)
[4]基于組態(tài)技術(shù)的PLC實(shí)現(xiàn)交通燈控制系統(tǒng)[J]. 吳國(guó)強(qiáng). 湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2004(03)
[5]城市道路交叉口通行措施綜合評(píng)價(jià)[J]. 趙成光,尹相勇. 交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息. 2004(03)
[6]城市交叉口交通信號(hào)控制研究的發(fā)展與展望[J]. 陳德望,湯淑明,宮曉燕,劉小明. 自動(dòng)化博覽. 2002(01)
[7]凱博電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 許士瑞,李天華,夏學(xué)濤. 建筑機(jī)械化. 2000(06)
[8]單路口交通實(shí)時(shí)模糊控制的一種方法[J]. 陳洪,陳森發(fā). 信息與控制. 1997(03)
[9]交通系統(tǒng)的模糊控制及其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)[J]. 徐冬玲,方建安,邵世煌. 信息與控制. 1992(02)
碩士論文
[1]基于模糊邏輯的交通信號(hào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真[D]. 李歡.北京工商大學(xué) 2009
[2]基于PLC的智能交通控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 趙亞妮.長(zhǎng)安大學(xué) 2007
[3]基于PLC的交通十字路口模糊控制[D]. 丁金婷.浙江大學(xué) 2006
本文編號(hào):3227420
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
平面交叉路口的形狀
圖 2-2 全感應(yīng)相位綠燈延長(zhǎng)間隔時(shí)間一信號(hào)相位的綠燈開(kāi)始啟亮?xí)r,先預(yù)設(shè)其一個(gè)最小綠燈時(shí)間,,延長(zhǎng)該信號(hào)相位的綠燈時(shí)間:檢測(cè)器每檢測(cè)到n輛車,則就,該相位綠燈延長(zhǎng)n個(gè)預(yù)置的單位延長(zhǎng)綠燈時(shí)間;若沒(méi)有檢測(cè)即更換相位;當(dāng)相位綠燈時(shí)間已經(jīng)延長(zhǎng)到預(yù)置的最大綠燈時(shí)間下一相位綠燈通行。研究的模糊邏輯交通控制實(shí)際上就是一種全感應(yīng)式控制方式。適應(yīng)控制方式隨著通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展到一定程度而產(chǎn)生的控制方式各參數(shù)隨著變化的交通量會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)。像車輛感應(yīng)式控制一樣據(jù)車輛檢測(cè)裝置送來(lái)的車流量、排隊(duì)長(zhǎng)度、停車次數(shù)、延誤時(shí)并實(shí)施性能最佳的綠燈配時(shí)方案,使各時(shí)間段內(nèi)車輛放行最大車輛延誤時(shí)間最小。交通信號(hào)控制機(jī)還能將檢測(cè)到的交通數(shù)據(jù)
圖 2-3 模糊控制器的組成框圖模糊控制器的作用和傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中控制器的作用相同。如圖 2-3糊控制器通常由三部分組成。(1)模糊化:它就是把模糊語(yǔ)言數(shù)量化,即用某個(gè)論域上的模糊子每種可能出現(xiàn)的情況下的隸屬關(guān)系。(2)模糊算法:通常是指模糊控制規(guī)則,它是由若干個(gè)語(yǔ)句組成的表 則 Q;若 A 或 B 則 C;若 O 則 P,否則 S 等。每一條語(yǔ)句都是與一實(shí)際情況對(duì)應(yīng)的一個(gè)模糊關(guān)系,每個(gè)模糊關(guān)系的并集就是總的模糊關(guān)(3)模糊判決:按照輸入的模糊量,根據(jù)給定的模糊算法進(jìn)行運(yùn)算理、判定,即將模糊集合映射到普通集合,確定出對(duì)應(yīng)的控制量?梢(jiàn),模糊控制器可以根據(jù)專家長(zhǎng)期積累的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn),模仿人、策略,下達(dá)指令,以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的最優(yōu)控制。由于客觀事物存在尤其是在突發(fā)的隨機(jī)干擾的情況下,人們的信息和控制經(jīng)驗(yàn)往往對(duì)、考慮不周,這樣就很難得到比較完善的模糊控制規(guī)則;即使得到則比較完善,但由于環(huán)境等多種因素的影響,也可能致使原有的規(guī)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 李群祖,夏清國(guó),巴明春,潘萬(wàn)鵬. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2009(24)
[2]基于三菱PLC和組態(tài)技術(shù)的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 李勝多,張惠莉,趙麗清. 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(04)
[3]基于車流量的智能交通燈控制系統(tǒng)[J]. 溫志達(dá),梁桂榮,陳碧銘,高素萍. 自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用. 2009(06)
[4]基于組態(tài)技術(shù)的PLC實(shí)現(xiàn)交通燈控制系統(tǒng)[J]. 吳國(guó)強(qiáng). 湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2004(03)
[5]城市道路交叉口通行措施綜合評(píng)價(jià)[J]. 趙成光,尹相勇. 交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息. 2004(03)
[6]城市交叉口交通信號(hào)控制研究的發(fā)展與展望[J]. 陳德望,湯淑明,宮曉燕,劉小明. 自動(dòng)化博覽. 2002(01)
[7]凱博電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 許士瑞,李天華,夏學(xué)濤. 建筑機(jī)械化. 2000(06)
[8]單路口交通實(shí)時(shí)模糊控制的一種方法[J]. 陳洪,陳森發(fā). 信息與控制. 1997(03)
[9]交通系統(tǒng)的模糊控制及其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)[J]. 徐冬玲,方建安,邵世煌. 信息與控制. 1992(02)
碩士論文
[1]基于模糊邏輯的交通信號(hào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真[D]. 李歡.北京工商大學(xué) 2009
[2]基于PLC的智能交通控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 趙亞妮.長(zhǎng)安大學(xué) 2007
[3]基于PLC的交通十字路口模糊控制[D]. 丁金婷.浙江大學(xué) 2006
本文編號(hào):3227420
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