当前位置:主页 > 科技论文 > 交通工程论文 >

城市干线交通信号协调模糊控制算法的研究

发布时间:2019-03-27 21:48
【摘要】:随着社会经济的快速发展,人民生活水平的不断提高,更多的车辆开始进入每个家庭,使城市交通的拥堵情况更加严重,如何利用道路资源,通过制定科学合理的智能控制方法,最大限度的提高城市道路的通行能力就显得尤其重要。主干道承载着城市交通的主要部分,它的畅通与否直接决定着整个交通系统的正常运行。因此,本文以城市交通干线为研究对象,对干线交通信号的协调模糊控制算法展开研究。考虑到城市交通的复杂性和现有控制方法的不足,本文以减小干线交通系统中的平均排队长度为控制目标,将模糊理论与遗传算法用于干线协调控制研究中,此研究对城市干线协调控制的发展具有一定的理论和现实意义。首先对干线协调控制的研究现状进行了阐述,详细介绍了本文研究所需要的理论知识。根据干线系统形成的条件,建立了干线系统模型;针对车流信息获取的问题,在建立模型的基础上介绍了车辆检测器的设置方法,并给出了干线各个路口车流协调一致的模型;根据对干线系统模型的分析,设计了干线协调模糊控制整体方案。其次,对干线协调模糊控制整体方案进行了深入细致的研究。此方案主要由协调级和控制级组成,协调级主要根据双向滤波原理和每个路口之间的交通流情况,为每个路口提供优化的周期和相位差,并根据具体的交通流情况对协调级的控制算法及模糊控制器进行了设计;控制级主要是把单个路口作为研究对象,对每个路口进行信号配时优化,针对控制单元传统的两级模糊控制算法存在的问题,对其进行了改进,用改进的算法来决定是否进行相位切换,并设计了改进的两级模糊控制器。以焦作市塔南路干线上站前路、工业路和建设路三个路口为仿真对象进行仿真验证,证明改进的协调模糊控制算法能减小路口的平均排队长度,提高塔南路干线交通的通行能力。最后,针对模糊控制器中的模糊规则库不能根据交通流的剧烈变化而动态调整的问题,用自适应遗传算法对模糊规则进行优化,使模糊控制规则能根据交通流的不同自适应的变化。根据焦作市塔南路干线上的实际交通流情况进行仿真,与未优化的两级模糊控制器对比,证明优化后的模糊控制器能取得更好的控制效果。
[Abstract]:With the rapid development of the social economy and the continuous improvement of the people's living standard, more and more vehicles begin to enter every family, which makes the traffic congestion in the city more serious. How to utilize the road resources? By making scientific and reasonable intelligent control methods, it is particularly important to improve the capacity of urban roads to the maximum extent. The main road carries the main part of the urban traffic, its smooth or not directly determines the normal operation of the whole traffic system. Therefore, this paper takes the urban traffic trunk line as the research object, and studies the coordinated fuzzy control algorithm of the trunk traffic signal. Considering the complexity of urban traffic and the deficiency of existing control methods, this paper takes reducing the average queue length in trunk traffic system as the control objective, and applies fuzzy theory and genetic algorithm to the study of coordinated control of trunk lines. This research is of theoretical and practical significance to the development of coordinated control of urban trunk lines. Firstly, the research status of coordinated control of trunk lines is described, and the theoretical knowledge required in this paper is introduced in detail. According to the forming condition of the trunk line system, the model of the trunk line system is established, aiming at the problem of obtaining the traffic flow information, the method of setting up the vehicle detector is introduced on the basis of establishing the model, and the model of the coordination and consistency of the traffic flow at each intersection of the trunk line is given. According to the analysis of the trunk system model, the overall scheme of coordinated fuzzy control is designed. Secondly, the whole scheme of coordinated fuzzy control of trunk line is studied deeply and meticulously. This scheme is mainly composed of coordination level and control level. According to the principle of two-way filtering and the traffic flow between each intersection, the coordination stage provides the optimal period and phase difference for each intersection. According to the specific traffic flow, the control algorithm and fuzzy controller of coordination level are designed. The control level mainly takes a single intersection as the research object and optimizes the signal timing of each intersection. Aiming at the problems existing in the traditional two-level fuzzy control algorithm of the control unit, it is improved. An improved two-stage fuzzy controller is designed to determine whether to switch phase or not. The simulation results show that the improved coordinated fuzzy control algorithm can reduce the average queue length of the intersection, taking the front road, industrial road and construction road of Tannan Road in Jiaozuo City as the simulation objects, and it is proved that the improved coordinated fuzzy control algorithm can reduce the average queue length of the intersection. Improve the traffic capacity of the Tannan Road main Line. Finally, aiming at the problem that the fuzzy rule base in the fuzzy controller can not be dynamically adjusted according to the drastic change of traffic flow, an adaptive genetic algorithm is used to optimize the fuzzy rules. The fuzzy control rules can be changed adaptively according to different traffic flow. According to the actual traffic flow on the Tannan Road of Jiaozuo City, the simulation results show that the optimized fuzzy controller can achieve better control effect compared with the unoptimized two-stage fuzzy controller.
【学位授予单位】:河南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:U491.54

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 李志强;李郝林;包园园;;一种自适应模糊控制算法[J];精密制造与自动化;2008年04期

2 郑伟;周国雄;;基于模糊控制算法的温控表设计[J];装备制造技术;2008年05期

3 潘海鹏,柯挺,高金凤;基于规则的自组织模糊控制算法研究[J];机电工程;2003年05期

4 祖丽楠,李江抒,田彦涛;旋转倒立摆平衡姿态多模型模糊控制算法[J];吉林大学学报(工学版);2003年04期

5 刘丽萍;曾建成;;干燥仓温度模糊控制算法的实现与仿真[J];宁夏工程技术;2006年03期

6 马丽娟;;模糊控制算法在定量包装机中的应用[J];包装工程;2013年01期

7 阳昌求;黄秉宪;;一个新型模糊控制算法及其在血压控制中的应用[J];北京生物医学工程;1993年02期

8 黄辉先;杨飞;柳树林;;模糊控制算法在混合煤气热值控制中的应用[J];电气自动化;1996年03期

9 杨永臻,劳丽;自适应修正模糊控制算法研究[J];重庆大学学报(自然科学版);1996年05期

10 吴庆华,任长明,杨博,谢亚利,王丽;一种自组织模糊控制算法及其实现[J];天津大学学报;1999年03期

相关会议论文 前10条

1 梁恩泉;巨林仓;欧伟;周鹏;;大惯性、大滞后过程的模糊控制算法设计分析[A];中国动力工程学会第三届青年学术年会论文集[C];2005年

2 王卫红;曹玉辉;覃征;;多策略自适应迁移决策模糊控制算法[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年

3 李玉兰;沈德耀;;一种新的模糊控制算法[A];1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集(上册)[C];1995年

4 费敏锐;;便于学习和调整的模糊控制算法研究[A];1993中国控制与决策学术年会论文集[C];1993年

5 樊远征;;超精模糊控制算法与模块化及其在节能中的应用[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集(下册)[C];2006年

6 曹晖;司刚全;张彦斌;贾立新;;基于聚类分析的模糊控制算法在制粉系统中的应用[A];2007'仪表,自动化及先进集成技术大会论文集(一)[C];2007年

7 王宏伟;顾宏;;混沌系统的快速模糊控制算法[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年

8 钱德富;;基于过程预报的一种模糊控制算法在井下工具密封件检测控制系统中的应用[A];1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集(上册)[C];1995年

9 龙祖强;梁昔明;阎纲;陈列尊;;真值流动模糊控制算法及其在温控系统的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

10 郭荣祥;何晓粤;赵金凤;陈树树;;取暖锅炉循环泵模糊控制算法的研究[A];中国计量协会冶金分会2009年年会论文集[C];2009年

相关博士学位论文 前2条

1 刘艳军;非线性系统自适应模糊控制算法的研究[D];大连理工大学;2007年

2 黄益绍;不确定非线性大系统分散自适应模糊控制算法与应用研究[D];南京航空航天大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 田莉;立方体系统的模糊控制算法研究[D];南京理工大学;2006年

2 房新力;模糊控制算法研究及其在水泥球磨机上的应用[D];济南大学;2010年

3 秦绪情;自动平行泊车系统定车速模糊控制算法研究[D];吉林大学;2007年

4 周海君;模糊控制算法在造纸过程中的应用研究[D];陕西科技大学;2006年

5 郑伟;模糊控制算法研究及其在导航中的应用[D];西安电子科技大学;2008年

6 刘会娟;直流炉给水控制系统状态变量—模糊控制算法研究[D];华北电力大学(河北);2010年

7 杨小虎;面向温室智能控制的模糊控制算法研究[D];西北农林科技大学;2014年

8 曹宗岭;基于模糊控制算法的炉温实时监控系统[D];沈阳航空航天大学;2011年

9 周正春;模糊控制算法单调性的研究[D];西南交通大学;2004年

10 徐美娇;基于模糊控制算法的北方日光温室冬季环境控制系统的研究[D];内蒙古农业大学;2011年



本文编号:2448596

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/2448596.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户10d8f***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com