基于模糊控制的城市交通信号控制系统的研究
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摘要
随着城市交通的发展以及计算机、通信和自动化技术在交通中的应用，近年来人们开始借鉴新的理论和技术研究交叉口的交通控制技术。这些研究对于提高城市交通控制系统的控制效果具有现实的意义。本论文针对当前交通控制系统中存在的问题，提出了基于模糊控制的城市交通信号控制系统。针对交叉口交通流运行的高度复杂性和随机性，采用了模糊控制技术，不需要建立精确的数学模型，能够适应交叉口的实时控制。采用的模糊控制器输入参数是排队长度，它具有易于测量，误差小的特点。本论文详细进行了单点模糊控制器的设计。本论文还研究了两级线协调控制，采用两级模糊控制，减少了模糊控制系统的输入量，降低了控制规则的复杂性。该方法具有简单、实用的特点，对于提高交通控制系统的控制效果具有重大的现实意义。
With the development of the urban traffic and the wide use of the technologies of communication, computer and automation on transportation, people begin to apply new theories and technologies on the traffic control . It is very important to improve the control effect of the urban traffic control system. In allusion to the problems in the traffic control system, the article present the urban traffic signal control system based on fuzzy control. To the high complexity and randomicity of the traffic flow, we can adopt fuzzy control technology to adapt the real-time control, without setting up an accurate math model. The input parameter of fuzzy controller is arranged according to queue length. It is prone to be measured and has the smallest error.
The article designs the single-intersection fuzzy controller in detail. And it also studies the Coordinated Systems. The two-staged fuzzy controller can decrease the input amount of the fuzzy controller and reduce the complexity of the fuzzy rules. This method is very simple and practicable. It is realistic to improve the control effect of the traffic control system.
With the development of the urban traffic and the wide use of the technologies of communication, computer and automation on transportation, people begin to apply new theories and technologies on the traffic control . It is very important to improve the control effect of the urban traffic control system. In allusion to the problems in the traffic control system, the article present the urban traffic signal control system based on fuzzy control. To the high complexity and randomicity of the traffic flow, we can adopt fuzzy control technology to adapt the real-time control, without setting up an accurate math model. The input parameter of fuzzy controller is arranged according to queue length. It is prone to be measured and has the smallest error.
The article designs the single-intersection fuzzy controller in detail. And it also studies the Coordinated Systems. The two-staged fuzzy controller can decrease the input amount of the fuzzy controller and reduce the complexity of the fuzzy rules. This method is very simple and practicable. It is realistic to improve the control effect of the traffic control system.
引文
【1】Pappis C P, Mamdani E H .A Fuzzy Logic Controller for a Tranffic Junction[J].IEEE Transactions on Systems,Man and Cybernetics,1977,S M C-7(10):707-717
【2】Nakatsuyama M, Nagahashi H. Nishizura N.Fuzzy Logic Phase Controller for Tranffic Juntion in the one-way Arterial Road[A].Proceedings of IFAC 9th Triennial World Congress[C].Budapest,Hugary, 1984.2865-2780
【3】Jee-Hyong Lee ,Keon-Myung Lee and Hyung Leekwang.Fuzzy Controller for Intersection Group[A]. Proceedings of 1995 IEEE/IAS International Conference on Industrial Automation and Control Emerging Technologics[C] .Piscataway, NJ,USA, 1995.376-382
【4】Allsop.R.E.Estimating the traffic capacity of a signalized road junction, Transportation Research, 1989,6(3):245-255
【5】Improta.G and G.E.Cantarella Control system desigh for an individual signalized junction ,Transportation Research, 1984,18B(2) 147-167
【6】Rathi A.K A control scheme for high density traffic sectors.Transportation Research B, 1988,22B(2): 81-101
【7】Sam Yagar, Bin Han. A procedure for real-time signal control that considers transit interference and propriety.Transportation Research, 1994,28B(4):315
【8】Alexander Skabardonis,Robert L.Bertini,and Brian.Gallagher Development and Application of Control Strategies for Signalized Intersections in Coordinated Systemms,Transportation Research, 98-1271
【9】En.Kwon and Yorgos J.Steppphanedes Development of an Adaptive Control Strategy in a Live Intersection Laboratory, Transportatin Research,98-0991
【10】Darcy Bullock and Alison Catarella. A real-time Simulation Enviroment for Evaluating Traffic Signal Systems,Transportatin Research,98-0837
【11】李士勇，《模糊控制·神经控制和智能控制论》，哈尔滨工业大学出版社，1996年
【12】刘以成等，《交通工程手册》，人民交通出版社，1995年
【13】汪培庄、李洪兴，《模糊系统理论与模糊计算机》，科学出版社，1996年
【14】佐佐木纲、饭田恭敬，《交通工程学》，人民交通出版社，1998年
【15】徐吉谦，《交通工程总论》，人民交通出版社，1995年
【16】陆化普，《城市交通现代化管理》，人民交通出版社，1998年
【17】韩启纲、吴锡祺，《计算机模糊控制技术与仪表装置》，中国计量出版社，1999年
【18】诸静等，《模糊控制原理与应用》，人民交通出版社，1999年
【19】韦巍，《智能控制技术》，机械工业出版社，2001年
【20】徐吉万、徐冬玲，《城市交通的计算机控制与管理》，测绘出版社，1988年
【21】尹朝庆、尹皓，《人工智能与专家系统》，中国水力水电出版社，2001年
【22】楼顺天、胡昌华、张伟，《基于MATLAB的系统分析与设计—模糊系统》，西安电子科技大学出版社，2001年
【23】楼顺天、于卫，《基于MATLAB的系统分析与设计—控制系统》，西安电子科技大学出版社，2000年
【24】楼顺天、于卫、阎华梁，((MATLAB程序设计语言》，西安电子科技大学出版社，1997年
【25】全永焱，《城市交通控制》，人民交通出版社，1989年
【26】荆便顺，《道路交通控制》，人民交通出版社，1995年
【27】段里仁，《道路交通自动控制》，中国人民公安大学出版社，1991年
【28】尹宏宾，《智能化信号交叉口控制及其交通量预测方法的研究》，华南理工大学学位论文，1999年
【29】陈洪、陈森发，单路口交通实时模糊控制的一种方法【J】，信息与控制，1997年第3期
【30】徐建闽等，“新型模糊控制算法在交叉口信号控制中的应用”，华南理工大学学报，2000年第6期
【31】刘智勇等，“城市交通干线递阶模糊控制”，公路交通科技，1997年第3期
【32】金春霞、王慧，“基于路网的城域多路口交通模糊控制”，公路交通科技，2002年第3期
【33】洪伟等，“交叉路网交通灯的协调模糊控制方法”，系统仿真学报，2001年第5期
【34】刘智勇等，“基于模糊控制的多功能交通控制系统”，中国公路学报，1999年第2期
【35】武建国、巨永峰，“平面交叉口信号模糊控制与仿真”，西安公路交通大学学报，2001年第2期
【36】陈淑燕等，“单路口多相位交通信号模糊控制系统的设计”，系统仿真学报，2002年第7期
【37】陈森发等，“城市单路口交通的两级模糊控制及其仿真”，系统仿真学报，1998年第2期
【38】李建武、黄莆正贤，“城市单路口交通模糊控制系统的实现”，电气传输自动化，2000年第2期
【39】陈森发、毛岚，“城市交通信号灯模糊线控制及其仿真”，系统仿真学报，2000年第6期
【40】王大海、张晓峰等，“自协调变周期的交通信号集散控制系统”，河北省科学院学报，1997年第8期
【41】李宝家、黄小原，“高速公路交通的变速限模糊控制”，控制工程，2002年第3期
【42】欧海涛、张文渊等，“城市交通控制研究的新发展”，信息与工程，2000年第5期
【2】Nakatsuyama M, Nagahashi H. Nishizura N.Fuzzy Logic Phase Controller for Tranffic Juntion in the one-way Arterial Road[A].Proceedings of IFAC 9th Triennial World Congress[C].Budapest,Hugary, 1984.2865-2780
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【4】Allsop.R.E.Estimating the traffic capacity of a signalized road junction, Transportation Research, 1989,6(3):245-255
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【6】Rathi A.K A control scheme for high density traffic sectors.Transportation Research B, 1988,22B(2): 81-101
【7】Sam Yagar, Bin Han. A procedure for real-time signal control that considers transit interference and propriety.Transportation Research, 1994,28B(4):315
【8】Alexander Skabardonis,Robert L.Bertini,and Brian.Gallagher Development and Application of Control Strategies for Signalized Intersections in Coordinated Systemms,Transportation Research, 98-1271
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【10】Darcy Bullock and Alison Catarella. A real-time Simulation Enviroment for Evaluating Traffic Signal Systems,Transportatin Research,98-0837
【11】李士勇，《模糊控制·神经控制和智能控制论》，哈尔滨工业大学出版社，1996年
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【13】汪培庄、李洪兴，《模糊系统理论与模糊计算机》，科学出版社，1996年
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【20】徐吉万、徐冬玲，《城市交通的计算机控制与管理》，测绘出版社，1988年
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【30】徐建闽等，“新型模糊控制算法在交叉口信号控制中的应用”，华南理工大学学报，2000年第6期
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【34】刘智勇等，“基于模糊控制的多功能交通控制系统”，中国公路学报，1999年第2期
【35】武建国、巨永峰，“平面交叉口信号模糊控制与仿真”，西安公路交通大学学报，2001年第2期
【36】陈淑燕等，“单路口多相位交通信号模糊控制系统的设计”，系统仿真学报，2002年第7期
【37】陈森发等，“城市单路口交通的两级模糊控制及其仿真”，系统仿真学报，1998年第2期
【38】李建武、黄莆正贤，“城市单路口交通模糊控制系统的实现”，电气传输自动化，2000年第2期
【39】陈森发、毛岚，“城市交通信号灯模糊线控制及其仿真”，系统仿真学报，2000年第6期
【40】王大海、张晓峰等，“自协调变周期的交通信号集散控制系统”，河北省科学院学报，1997年第8期
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【42】欧海涛、张文渊等，“城市交通控制研究的新发展”，信息与工程，2000年第5期