探索单信号交叉口绿灯时间无模型自适应控制

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1、北京交通大学硕士学位论文单信号交叉口绿灯时间无模型自适应控制姓名：赵欢申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：侯忠生20090601中文摘要摘要：本论文从传统定时控制和感应控制入手，分析了单信号交叉口控制现存在的问题：定时控制信号周期和绿灯时间都固定，不能根据实际的交通流状况随时调整绿灯时间，因此造成很多不必要的时间等待和资源浪费；传统的感应控制主要是根据车辆到来情况进行信号控制，虽然能有效的利用车辆到来信息，但是并没有考虑到整个交叉口的交通状况，存在对交叉口检测信息少和对信息利用方式简单、单调等问题。传统的定时控制和感应控制存在上述缺点是不可避免的，因为

2、这两种配时方案都是利用开环的方式确定绿灯时问。虽然目前有用最优控制、自适应控制方法优化交叉口配时方案，但都是基于被控对象模型的控制，而现实中想获得交叉口系统的数学模型非常困难，甚至是不可能。为了解决上述单信号交叉口控制中存在的问题，本论文将无模型自适应控制应用到信号交叉口控制中，无模型自适应控制是一种闭环控制，而且设计控制律时不需要被控对象的数学模型，只需要被控对象的I／O数据。本文分别针对两相位和三相位的单信号交叉口，设计了实现排队长度均衡的单信号交叉口绿灯时问无模型自适应控制算法，该算法以实现排队长度均衡为控制目标，不但克服了定时控制中绿灯时间无法随实时交通状况变

3、化的缺点，而且克服了感应控制没有考虑整个交叉口交通状况的缺点，保证了绿灯时问的充分利用。最后利用微观交通仿真软件VISSIM进行仿真研究，通过VAP编程实现本文提出的单信号交叉口绿灯时l’日J无模型自适应控制算法，并与定时控制算法进行仿真比较，仿真结果表明本文提出的绿灯时问无模型白适应控制算法能够合理分配绿灯时间，实现排队长度均衡，控制效果较好。关键词：单信号交叉口；定时控制；感应控制；无模型自适应控制；排队长度均衡；VISSIM仿真分类号：U491ABSTRACTABSTRACT：Reviewingthefixedtimingcontrolandtheactuate

4、dcontrol，thethesissolvessomeproblemsoftrafficsignalcontrolatintersections．Fixedtimingsignalcontrol，thecycletimeandgreentimeofwhichareinvariable，isunabletoregulatetheparameterswithchangesofthetrafficconditions．Anditleadstodelayandresource—wasting．Theactuatedsignalcontrolisbasedonthedetec

5、tingofcomingvehiclesofonephase，SOitcannotusetheinformationofthewholeintersectioncomprehensively．Fixedtimingsignalcontrolandactuatedsignalcontrolallocationgreentimewhichbaseonopen·loopmethod，SOtheycannotavoiddisadvantagesdescribedabove．Althoughtheoptimalcontrolandadaptivecontrolmethodsca

6、noptimizethecontrolmethod，theyarebasedonobjeetmodelwhichisdifficulttoestablishandinaccuracyinreality．Inthispaper,someworkshavebeendonetosolveproblemsdescribedabove．First，thepaperappliesmodel-freeadaptivecontroltotheintersectioncontr01．Thealgorithmismodelfreeandonlyneedtheinputandoutputd

7、atatoachieve．Second，thepaperdesignsgreentimemodel—fleeadaptivecontrolalgorithmfortwophasesandthreephasesintersectionsrespectively．Andthecontrolobjectiveistoachievetheequilibriumofqueuelength．Thealgorithmconquersthedefectofunabletoregulatetheparameterswithchangesofthetrafficcond