智能控制技术的应用研究

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1、北方信息工程学院题目：智能控制技术的应用研究模糊控制在单个交叉口信号灯自动配时方案屮的应用课程：智能控制技术班级：学号：北方信息工程学院题目：智能控制技术的应用研究模糊控制在单个交叉口信号灯自动配时方案屮的应用课程：智能控制技术班级：学号：姓名模糊控制在单个交叉口信号灯自动配时方案中的应用摘耍:城市交通控制（UTC）足智能交通系统（ITS）屮非常重要的组成部分，城市交通控制的主要任务之一就是交叉口的控制。传统的信号灯定周期控制不能满足交通流朵实时变化的要求，控制效果不好。木工作提出了一种采川模糊逻辑进行道U信号灯控制的方法，通过模糊控制实吋产生出最优

2、的配时万案，仿真结果表明其优于定周期控制。关键词:交叉路口;模糊控制;城市交通控制;智能交通系统随着国民经济的发肢，人民牛.活水〒的提高，:午:辆的数量急剧增加，道路交叉n拥挤己成为道路交通的瓶颈。有效提高交叉n的通行能力对改善交通状况至关秉要，似是交通流M的高度复杂性和随机性决定了很难建立精确的数学模型。木工作提出了一种基于车辆等待长度的城市单路u模糊控制方法，寻找出最佳的信号周期,减少车辆的等待吋间，提尚单路u的通行效率。1ffl关概念①信号相位:是指在一个交叉口某个方向的交通流（或儿个方向交通流的组合）同时得到的通行权或被分配得到这些通行权的时

3、叫带ni（木文讨论2相位的交义路u的交通流）。②周期长:信号灯发生变化，信号运行一个循环所需的吋间，等于绿、黄、红灯时间之和池等干全部相位所需的绿灯时间长和黄灯长（一般是固定的）的总和。周期过长时，等待的人容易产生急噪情绪，因此通常以180s为敁高界限［11。①平均延误:作为在交叉口进口道每辆车的平均延误所定义的状态S,可作为衡量饱和度的指标，也讨作为控制指标以及衡量交叉口和道路网效率的指标［1］02控制原理现代交通控制的方式柯许多种，定周期控制是一种最基木的控制方式，也是其它控制方式的®础，但这种方式经常会造成一些车流方向上车辆拥塞而另一些车流?上

4、在较长绿灯时則内以杏少景车辆通过的不合理的现象。交通附塞人部分原因足由于交义ui实际通行能力不足造成的，因此交义u处信号灯采用的控制方案就尤为熏要［2］。木工作研究的对象是模糊控制在交义u信兮灯控制中的应川，即根裾当前红、绿灯方向上的车流虽运川模糊控制來确定下一个相位时刻的绿灯时闽，从而形成B动的配时方案，满足交通流景实时变化的要求。2.1检测方法单个路口的交通控制主耍受2个相位4个方叫车流的影响，见阁1。本丄作模糊控制系统的车辆检测方法为:在十字路UI的毎个入U车道上分别没®两个检测器构成一个检测区，一个设在十字路II处，用于检测离开的车辆数;另一

5、个设在距离第-个检测器一定距离处，川于检测到达的车辆数;两个检测器得到的数裾之差即足该检测区的车辆数，这样可以得到处于各检测区中的车辆数［3］。-I车流前检测器后检测器阁1路丨I及车辆检测器安装示意ra2.2控制规律为保证行人和非机动午:过马路安全，首先给南北方向20s的绿灯吋间（根掘路面宽度可作适当的调节）。在绿灯吋间川完吋，由控制设备读取各检测：中的数裾，经过比较可得出当前绿灯方向（南北向）处于检测区域内的最大年:辆数GQ（简称绿灯方排队数）和当前红灯方向（尔西M）处于检测区域内的最大车辆排队数RQ（简称红灯方向排队数），调川模糊处理子程序对GQ

6、、RQ进行模糊判断处理，得到东西方向上信号灯的绿灯吋间t，t就是该方向上满足当前车辆畅通最优的绿灯吋间。下一个吋刻根据东西方向上的GQ和南北方向上的RQ來确定换相后南北方向上倌号灯的绿灯时间t,如此反复来保证年:辆4:交叉口处通行顺畅［4］。2.3模糊控制器的设计模糊控制器的控制变景是换相后的绿灯时叫t，由输入景GQ、RQ的位通过查模糊控制表的方法得川输岀量的值，因此设计稅糊控制器主要是求榄糊控制表，其步骤如下：第一步:确定各输入、输出量及其变化范围［51。（1）输入变fi为GQ、RQ，其变化范围为0〜20;(2)输fli变S为T，其变化范围为20〜

7、60。第二步:确定GQ、RQ、T的论域和量化因子。(1)GQ、RQ、T的基本论域为｛0，1，2,…,10｝;(2)GQ、RQ的量化因子为:Pl=P2=10/20=0.5;T的量化因子为:P3=4。(3)GQ、RQ的模糊集为｛很少，少，中，多，很多｝;第三步:建立GQ、RQ的泶属度。山专家评判法建立GQ、RQ的隶属度表，见表1。表1输入鼠Gg、的隶厲度Tabic1DegreeofmembershipofinputvariableGO&RO模糊量的论域元索012345678910很少10.80.400000000少0.810.80.40000000中00

8、00.40.S10.80.4000多0000000.40.810.80.4很多000000000.40.81