基于模糊逻辑的平面交叉口信号控制策略研究

论文摘要

随着社会经济的不断发展与城市化进程的加快,城市人口和机动车辆日益增加,城市道路交通的拥挤与阻塞己经成为世界大中城市普遍存在的现象,由此带来的交通拥堵、交通事故、能源浪费以及成倍增加的汽车废气排放造成的环境污染等问题,不仅严重地制约着城市和社会经济的可持续发展,同时也严重地影响着城市居民的生活质量。因此,在现有的道路条件下,提高交通控制和管理水平,合理使用现有交通设施,充分发挥其作用,是解决交通问题的有效方法之一。在城市交通控制中,由于交通流系统的时变性、随机性和不确定性,使得传统的基于模型的控制理论与方法难以取得良好的控制效果。因此,为了提高城市道路交通的效率,促进经济的稳定发展,智能交通系统(Intelligent Transportation System,简称ITS)的研究就显得尤为重要。本文根据交通系统复杂性、随机性和难以用精确的数学模型来描述的特点,采用了模糊控制技术,不需要建立精确的数学模型,提出了单路口实时模糊控制方法。首先,通过分析传统交叉口模糊控制方法存在的问题,提出一种基于交通需求强度的单点信号交叉口交通实时模糊控制方法,设计了模糊控制器,并用Matlab软件对其进行仿真,仿真结果表明控制效果良好;其次,通过对公交优先及其意义的阐述,说明了实施公交信号优先系统对解决我国城市交通问题的重要性,接着将模糊控制理论应用到公交优先信号控制模型中,提出了一种考虑公交优先的交通信号模糊控制方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 单点信号控制研究的意义
• 1.2 国内外交通控制系统研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 我国城市交通控制系统存在的问题
• 1.4 城市交通信号控制的新技术及其发展趋势
• 1.4.1 人工智能技术在交通控制中的应用
• 1.4.2 城市交通控制技术的发展趋势
• 1.5 论文研究的主要内容
• 第二章 单点信号控制原理及适用条件
• 2.1 交通信号控制系统的基本参数
• 2.1.1 周期
• 2.1.2 相位
• 2.1.3 绿信比
• 2.2 相位、相序设计与信号配时分析
• 2.2.1 相位设计
• 2.2.2 相序安排
• 2.2.3 相位、相序设计与信号配时的关系
• 2.3 信号控制方式的分类及其适用性
• 2.3.1 按控制范围分类
• 2.3.2 按控制策略分类
• 2.3.3 几种信号控制方式的适用性分析
• 2.4 交叉口常用性能评价指标
• 2.4.1 通行能力
• 2.4.2 饱和度
• 2.4.3 延误时间
• 2.4.4 平均排队长度
• 2.4.5 停车次数
• 2.5 本章小结
• 第三章 模糊控制基本理论
• 3.1 国内外模糊控制技术的发展
• 3.2 模糊控制的概念及特点
• 3.2.1 模糊控制的基本概念
• 3.2.2 模糊控制的特点
• 3.3 模糊控制的基本结构及工作原理
• 3.3.1 模糊控制器的基本结构
• 3.3.2 模糊控制器的工作原理
• 3.4 模糊控制器的设计步骤
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于模糊控制的单交叉口控制方法研究
• 4.1 模糊控制与城市交通控制的结合
• 4.1.1 单交叉口的信号模糊控制研究进展
• 4.1.2 单交叉口布局及相位设置
• 4.1.3 交叉口模糊控制规则的建立
• 4.2 传统模糊控制方法的研究
• 4.2.1 传统模糊控制方法的工作原理
• 4.2.2 传统模糊控制方法存在的问题
• 4.3 基于交通需求强度的分级模糊控制方法的研究
• 4.3.1 分级模糊控制器的设计思想
• 4.3.2 各模块的详细设计
• 4.4 仿真实验及其结果分析
• 4.4.1 仿真过程
• 4.4.2 仿真结果分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 公交优先模糊控制策略研究
• 5.1 公交优先的概念
• 5.2 实施公交信号优先的意义
• 5.3 公交优先信号控制策略
• 5.3.1 空间优先
• 5.3.2 时间优先
• 5.4 考虑公交优先的模糊控制方法
• 5.4.1 公交优先的模糊控制思想
• 5.4.2 公交优先的模糊控制方法
• 5.5 本章小结
• 结论与建议
• 1. 主要结论
• 2. 需要进一步研究和深化的问题
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢