交叉口信号控制理论的研究及交通信号控制机研制

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1、摘要随着汽车工业的发展和城市化水平的提高，城市交通问题日益严重。如何充分利用现有道路资源，通过制定科学合理的交通控制策略，最大限度地提高路口通行能力，一直是交通工程领域最重要的研究和发展项目之一。本文围绕城市交通信号控制问题，对路口信号的单点控制方式进行了理论与实现的研究，给出了一些有效的控制方法，解决了一些实际的问题。本文的主要创新性工作如下：1．提出了一种分段式的路口信号配时设计方法，设计了几种实用的感应控制实现方式，并提出了一种将定时控制与感应控制相结合的混合控制策略，从而提高了路口信号控制的灵活性，增强了路口的实际通行能

2、力。2．叙述了基于智能控制的交通信号控制原理，主要介绍了模糊控制和遗传算法在交通信号控制上的应用。运用极大极小合成算法与模糊规则组合算法实现了基本路口信号模糊控制器：运用最优控制理论解决了饱和交通状况下路口信号的最优控制问题：运用分级输入与多级控制的控制策略改善了基本路口信号模糊控制器；运用遗传算法实现了模糊控制器参数的优化；通过交通流仿真，运用遗传算法与梯度法相结合的混合搜索算法直接实现了相位配时优化。3．建立了以车辆平均延误时间为性能指标的实时交通流仿真模型，详细阐述了交通生成模型与车辆运动模型的建立方法，给出了车辆平均延误

3、时间的仿真算法。4．介绍了本课题组研制的智能交通信号控制机的功能特点、结构原理及程序设计实现方法，并着重讨论了信号控制机核心控制模块的软硬件实现与信号控制机的外围驱动检测电路。信号控制机能根据输出控制信号与反馈输入检测信号，实现信号控制机的自诊断功能。5．使用了一些有效的实时监控技术、抗干扰技术与防雷技术，对提高信号控制机的稳定性、抗干扰性、智能性(自诊断功能)和安全性效果显著。信号机采用硬件故障自检技术和软件抗干扰技术，实现对微处理器及其运行情况进行故障监控。6．制定了一种高效可靠的基于RS一485总线的通信协议，并对作为底层

4、通信接口的RS一485总线迸行了详细的阐述。通过联网控制方式，可以组成一个交通专用计算机网络，实现交通信号的实时控制与区域控制。关键词交通信号控制：信号配时：模糊控制；遗传算法：智能交通信号控制机抗干扰技术；RS。485总线华南理工大学工学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofcal"industryandtheenhancementinlevelofurbanization，theurbantrafficproblemsbecomemoreseriousthanbefore．Itremainson

5、eofthemostimportantresearchanddevelopmentitemsintrafficengineeringfieldthathowtomakethebestuseofexistingroadsandincreasetrafficcapacityinthesignalizedintersectionsasmuchaspossiblebyconstitutingscientificandreasonabletrafficcontrolstrategy．Asthematterofurbantrafficsig

6、nalcontrol，thetheoreticalandactuairesearchonsingleintersectionsignalcontrolisproposedinthisdissertation．Thedissertationpresentssomeavailablecontrolmethodsandresolvessomepracticalproblems．Theprimaryinnovativeworksofthisdissertationarefollowed．Thisdissertationputsforwa

7、rdasubsectiondesignmethodofdeterminingthegreenspritinthesignalizedintersections，anddesignsseveralpracticalrealizationmodesoftheinductivecontr01．Ahybridcontrolstrategycombinedwiththetimingcontrolandtheinductivecontrolisputforward．Thehybridcontrolstrategyincreasestheag

8、intyofthesignalcontrolandthetrafficcapacityinthesignalizedintersections．Inthisdissertation，theprincipleofthetrafficsignalcontrolbas