基于泛布尔代数的交通信号控制系统研究与设计

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1、武汉理二『：大学硕十学位论文摘要智能交通系统(ITS)作为21世纪交通运输体系的发展方向，受到了世界范围的重视。交叉路口是城市智能交通系统的重要组成基础，为了能有效地改善城市交通日益拥挤的现状，对单交叉路口的信号控制方案的研究显得尤为必要。论文着重研究一种基于泛布尔代数的单交叉路口信号控制系统，主要内容是依据泛布尔代数理论，对十字形路口的信号控制方案建立其泛布尔逻辑模型，设计出具有泛布尔推理机制的交通信号控制。论文提出以十字形单交叉路口等待交通流为系统输入，根据各个方向路口上等待放行的车辆数来确定系统输出——各

2、通行相位的放行时间，以泛布尔代数理论为基础建立信号灯控制系统的函数模型。该模型具有自判断机制，即根据实时交通流数据判定当前各信号灯的控制顺序和控制持续时间。此外，利用泛布尔代数建立的交通信号控制模型能够很方便地用组合逻辑电路来实现。论文详细说明了利用CPLD开发工具来实现具有泛布尔推理机制的十字形交通路口信号控制系统，主要工作是采用VHDL语言来对控制系统进行功能划分和于亍为描述，最后对总体功能进行仿真。综上所述，本文的主要研究工作包括：1．建立十字形单交叉口信号控制的配时模型。以各个方向路口上等待放行的车辆数

3、据为基础，依据交通理论给出信号控制模型和配时数据。2．建立十字形单交叉口信号控制的泛布尔逻辑模型及电路结构。根据交通信号控制逻辑，从系统陈述入手，导出信号控制系统的泛布尔函数；同时结合逻辑电路设计建立该模型的电路结构。3．十字形路口信号灯实时控制系统的实现。以CPLD开发工具为依托，将控制系统的实际功能进行语言描述和功能仿真，从而实现本系统的设计。今后可以对其他单路口信号控制以及区域交通网的信号控制的泛布尔代数模型建立作进一步深入研究，同时也可朝单交叉口的车流状态变量划分和信号控制方式的研究等方向发展。关键词：

4、交叉口，交通信号控制，泛布尔代数，系统陈述，VHDL武汉理1人学硕十学位论文ABSTRACTAsthedevelopmenttrendoftraffictransportsystemin21stcentury,intelligenttrafficsystem(ITS)isa髓疆而luchimportanceintheworld．TheresearchofsVgn--：习Vcontrolofthesingleintetsection,whichisthebasisoftherrSincities．seemstob

5、eessentialtosolvethetrafficcrowds．口虻researchemphasizesonsignalcontrolofthesinglecross-shapedintersectionandpan—booleanalgebrainordertobroadentheapplicationrangeofpan-booleanalgebra．Whathasbeenputforwardintheresearchisthatdecidingthesignaltimingsaccordingtoth

6、etrafficflowswaitingforgreenlight,andestablishingthepan-booleanalgebramodelofthetrafficsignalcon仃ol，whichhastheabilitytodecidethesequenceandtimeofsignalCOntrolineach打a伍cphasebasedonthenumberofvehicleswaitingforgreenlightinrealtime．Furthermore,thelogiccircuit

7、designandpan—booleanalgebrahasbeendiscussedtogether,andCPLDtoolsareusedintheresearchtodesign．andsimulatethecontrolsystem．Tosumup。theprimaryworkthatwediscussedinthisthesisincludes：1．Thetimingmodelofthetrafficsignalcontrolinthesingleintersection．111esignalcont

8、rolandtimingconfigurationafesetllpbymeasuringthenumberofthevehicleswaitingforthego-ahead．2．Thepan—booleanalgebralogicmodelofthetrafficsignalcontrolinthesingleintersection．Thelogicmmemcot,symbole