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简论对交通信号灯模糊控制的自主创新性设计

 摘 要:针对日益严重的交通拥堵问题设计出一种新型两级模糊控制方案来对四相位三车道单交叉口的交通信号灯进行实时智能控制。该新方案沿用了当前各种交通信号灯控制方案的优点,同时针对其不足之处进行了弥补与完善,是一种同时具有自适应控制、分级模糊控制、相位繁忙优先和准确显时等优势的控制方案,更适用于实际的交通情况。对新型模糊控制方案进行了仿真研究,仿真结果表明该方案明显优于传统控制方案。最后还对该新方案进行了动态模拟演示,使其更具可观性和真实性,更易于运用到交通现场。关键词:交通信号; 新型两级模糊控制; atlab仿真; 动态模拟
    
  innvatin design fr fuzzy ntrl f traffi signal
  jiang xue-feng, zhang li-en, yang yang, ai jia-li, liu lu-qi, xu hang-gui
  (eei apus, suthest jiatng university, eei 614202, hina)
  abstrat: a ne type f t-stage fuzzy ntrller designed t perfr the real-tie intelligent ntrl f traffi signals n fur-phase single intersetin f three lanes t slve the prble f the inreasingly serius traffi ngestin. this ne prgra keeps up the advantages f eah traffi signal ntrl shee adpted at present. at the sae tie, it akes up the shrtings and perfets these traditinal ntrl shees. it is a self-adaptive, hierarhial fuzzy, pririty ptin and aurate phase ntrl prgra, and as a result it is re suitable fr the atual traffi nditins. in additin, this ne type f fuzzy ntrl shee as siulated. the siulatin result shs that the shee is learly superir t the traditinal ntrl shees. finally, the dynai siulatin illustratin f the ne prgra is ffered in this paper, hih akes it re ipressively, authentially and easily apply t the traffi sene.
  keyrds: traffi signal; ne t-stage fuzzy ntrl; atlab siulatin; dynai siulatin
  收稿日期:2010-05-21
  基金项目:2009年西南交通大学峨眉校区大学生创新性实验活动基金项目(2009a011);2010年西南交通大学峨眉校区大学生科技创新基金项目(2010a003)
  0 引 言
  近年来,随着经济的不断增长,城市化、汽车化的急速发展,城市道路增长的有限与车辆增加的无限造成了严重的交通拥挤问题,其中以交叉口的交通拥堵问题最为严重。据数据显示,每年因交通堵塞造成的经济损失高达几十亿美元,现已成为制约经济发展和城市建设的瓶颈[1-3]。可见,交通拥堵现状亟待解决。而有效地利用当前交通信号控制系统的作用,寻找一种更适用于实际情况的交通信号控制方案又是解决该问题的主要途径。因此,本文的研究就显得意义重大。
  当前存在的交通信号控制方案主要有定时控制、感应控制、基于数学模型的自适应控制和模糊控制等。其中当前存在的两级模糊控制方案是目前控制效果相对较优的一种,可以较好地实现对交叉口交通信号灯的实时控制[4]。但它仍存在许多问题,其中一个最大的不足在于它不能准确地显示出红、绿灯相位的时间,没能与能降低闯红灯率和交通事故率,且具有人性化特征的信号系统显时装置结合运用,这也是其不易运用到实际情况的症结所在;另外,有些两级模糊控制[5]在第一级控制模块中,其采取的输入变量只考虑了相位排队长度和车流到达率,而没有考虑各相位车辆等待时间。此时若一个相位的车辆一段时间内一直都很少,那照该控制方案就只能让其一直等待,这必将造成其控制的不合理。
  基于此,本文针对当前控制效果相对较好的模糊控制的不足之处,同时结合对当前各种常用交叉口交通信号控制方案的全面对比与深入分析,沿用了各种控制方案的优点,完善和弥补其不足之处,最终设计出了一种更适用于实际情况的新型两级模糊控制方案。该新方案对随机交通流的适应性强,弥补了定时控制的缺点;同时,综合考虑了绿灯相位和红灯相位,且对相位繁忙优先性进行了考虑,弥补了感应控制的缺陷;另外,对模糊器进行了优化,同时与当前运用成熟的定时控制的信号系统显时装置进行了有机结合,充分发挥了信号系统显时装置的优点,利用了可视化的时间来降低闯红灯率和交通事故率,使其更具人性化,对交通现场的适用性更强。

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简论对交通信号灯模糊控制的自主创新性设计

摘 要:针对日益严重的交通拥堵问题设计出一种新型两级模糊控制方案来对四相位三车道单交叉口的交通信号灯进行实时智能控制。该新方案沿用了当前各种交通信号灯控制方案的优点,同时针对其不足之处进行了弥补与完善,是一种同时具有自适应控制、分级模糊控制、
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