城市交通系统路口车流量的最优化控制

论文摘要

随着人们生活水平的不断提高和汽车销售价格的不断降低,居民的消费水平和消费愿望不断高涨。最显著的体现就是私家车数量持续、剧烈地增长。我们一方面感受着拥有私家车带给我们的方便和快捷,但另一方面数量众多的汽车也使交通拥挤和堵塞现象日趋严重,并且交通污染、能源消耗等都已经成为现在所必须解决的全球性问题。在这种情况下,国内外的政府、专家、学者都把目光集中到了智能交通控制系统(ITS,Intelligent Transportation System),智能交通控制系统已经成为国际公认解决上述交通问题的有效途径,越来越受到的人们的重视和被广泛应用。每个城市的交通系统都是整个智能交通控制系统的重要组成部分,它的科学与否直接关系到能否达到交通顺畅、环保节能、提高效率等目标。智能交通控制系统除了实施在单个的城市中外,还可以运用到像高速公路、停车场等地方。本系统的设计旨在缓解城市中拥堵区域的交通压力,使行驶到十字路口的车辆在最短的时间内安全地通过交叉路口,提高道路的通行能力,节省时间,节约能源,保护环境。因此具有重要的实际意义。随着控制和通信技术的不断发展,新兴的智能控制技术应运而生。新的理论和新的技术使得智能交通控制系统日趋完善,在解决交通诸多问题上显示出了越来越大的威力和发展潜力。本文通过测定车辆在行驶过程中实时通过的频率,来判定某一条支线道路上车流量的多少。通过车辆采集卡把由地感线圈采集到的脉冲数据传输到DSP上,运用模糊控制原理,在单交叉口多相位交通环境中,设计了一套基于车辆通过频率的的交通自适应控制策略,通过FPGA(Field Programmable Gate Array)技术进行仿真,仿真结果表明所设计的控制系统能够按照预先设定的程序运行。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景及研究意义
• 1.2 交通控制系统的发展历史
• 1.3 现今国内外智能交通发展的状况
• 1.3.1 国外智能交通发展主要状况
• 1.3.2 国内智能交通主要发展状况
• 1.4 论文主要工作
• 第2章 智能交通系统控制算法的介绍
• 2.1 有关交通的各种参数
• 2.2 现在比较常用的控制算法
• 2.2.1 绿波带控制算法
• 2.2.2 定周期控制算法
• 2.2.3 半感应控制算法
• 2.2.4 多相位全感应控制算法
• 2.3 多相位智能交通控制
• 2.3.1 多相位智能交通控制的整体流程
• 2.3.2 控制器的硬件结构部分
• 2.3.3 控制器的软件设计部分
• 2.4 本章小结
• 第3章 检测系统部分介绍
• 3.1 车辆检测器概述及其分类
• 3.1.1 车辆检测器概述
• 3.1.2 车辆检测器分类
• 3.2 检测系统设计
• 3.2.1 车辆检测器的选择
• 3.2.2 各模块功能简介
• 3.3 本章小结
• 第4章 单交叉口多相位的模糊控制方法研究
• 4.1 智能交通控制系统的分类
• 4.2 模糊逻辑及模糊控制的发展
• 4.3 有关模糊控制的基础知识
• 4.3.1 模糊控制理论的基本概念
• 4.3.2 模糊控制的构造及其工作原理
• 4.3.3 有关模糊控制器的结构
• 4.4 基于车流量实时通过频率的模糊控制算法的设计
• 4.4.1 交通流模型
• 4.4.2 控制器的设计及其算法
• 4.5 本章小结
• 第5章 基于FPGA 技术的系统仿真
• 5.1 各种仿真技术介绍及其性能比较
• 5.1.1 微观交通仿真系统简介
• 5.1.2 对以上7 种仿真平台性能的比较
• 5.2 FPGA 系统的介绍及仿真
• 5.2.1 FPGA 的发展历史
• 5.2.2 FPGA 的内部结构及设计流程
• 5.3 控制器的设计
• 5.3.1 设计要求
• 5.3.2 设计思路
• 5.3.3 功能实现（包括VHDL 语言的实现）
• 5.4 本章小结
• 结论
• 附录
• 参考文献
• 攻读硕士期间所发表的论文
• 致谢