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基于模糊控制原理的智能交通检测与控制

张立东  
【摘要】:模糊控制是一种无模型的智能控制方法,它靠结合人的思维和经验进行交通控制来满足实时性的要求,是一种大有前途的城市交通控制方式。自从1977年希腊学者C.P.Pappis和英国模糊控制专家E.H.Mamdani提出单交叉口交通信号灯模糊控制方法以来,模糊控制技术在交通方面的研究逐步得到认可,但该方面的研究大多集中在单交叉口的两相位模糊控制方面,而研究多相位的单路口交通模糊控制和交通干线的模糊控制的并不多,且效果也大都采用Matlab静态仿真说明问题。基于上述考虑,本论文致力于以下两方面的研究: 1 单路口多相位模糊控制算法及仿真 对于一般的十字路口,考虑到交通分流和交通流冲突的问题,采用四相位控制更为合理。模糊控制器的设计中把当前相位和下一相位的检测车流量作为模糊控制器的输入,当前相位的绿灯延时作为模糊控制器的输出。根据实时检测得到的车流量,实现了交通的实时控制。仿真效果表明,该方法有效的缓解了交通流冲突和交通延误,提高了交通性能指标。 2 干线交通的模糊控制算法及仿真 选择交通中的三个参数:周期,绿信比和相位差作为控制对象。基本思想为:干线上所有交叉路口使用相同的信号周期,首先统计出各个路口的交通流量比,根据韦伯斯特周期计算公式,计算得到各个路口的周期值,然后在确定的控制阶段内,选择周期最大值作为公共控制周期加以使用;各个路口的绿信比根据预测车流量来决定,预测方法是采用混沌预测中的零阶局域法;路段相位差值由相位差模糊控制器推理来决定,相位差模糊控制器以路段主占有率作为输入,以相位差增量值作为控制器的输出。路段占有率越大,则相位差越小;反之,相位差越大。仿真效果表明了该方法的有效性。 本论文的另一特点是所有仿真内容均用VC++编程实现,仿真界面美观、友好,效果直观。操作者可以实现多种控制,并通过性能指标对话框观察控制效果。


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