基于模糊控制的交通信号控制系统及仿真的研究

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1、学号：11941．B2154学位论文基于模糊控制的交通信号控制系统及仿真的研究杜爱月指导教师姓名长安大学严宝杰教授申请学位级别博士专业名称交通运输规划与管翟论文提交日期2004年6月论文答辩日期!!!!生!!旦!旦学位授予单位垫垒叁鲎答辩委员会主席：叠盘登整撞评阅人：吕仁义教授二00四年六月周明全教授荆便顺教授严宝杰教授摘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，对两相位的交叉路口，提出一种基于车辆等待长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

2、控制效果良好。(1)对单点信号交叉口多相位的交叉路口，提出以当前相和后继相的车辆等待长度决定信号配时的多相位模糊控制方法，设计了多相位模糊控制器。并对所设计的控制器应用Matlab软件进行仿真研究，仿真结果表明本文所设计的多相位模糊控制器使得交叉路口的路口通行能力最大且车队候车时间最短。(2)本文在考虑单点信号交叉口交通信号控制的基础上，根据系统工程中大系统的分解一协调思想，对交通信号灯的线控系统，提出了城市交通系统线控制的两级递阶结构：第一级，用模糊逻辑控制器确定单点信号交叉口交通信号灯的周期和绿信比；第二级，用模糊相位控制器确定相邻两路口的相位差；两级间用模糊转换开关进行协

3、调。本文提出的利用模糊控制技术对交通信号灯进行控制的原理和方法，对简化交通信号的计算机控制算法，提高效率均有一定的现实意义。关键词：模糊控制，城市交通控制，信号配时，线控，递阶AbstractAtRrst,accordingtocomplex、randomandindistinctcharacteristicsofthetrafficsystem,州ththefuzzycontrolmethod，notestablishedexactmathematicmodel，thispaperpresentedtrafficreal-timefuzzycontrolmethodbased

4、onvehicleswaitingqueueinisolatedintersectionMoreovega缸冽controllerwasdesignedandMatlabcomputersimulationwasexploitedtosimulatesystem．Theresultshowedthatcontrollerefficiencywassatisfied．Then．aimedattheshortesttimeforvehiclewaitingandthemaximumoftrafficflowinmulti-phaseintersection,authorgaveam

5、ulti—phasefuzzycontrolmethod，whichusescurrentphaseandnextphasevehicleswaitingqueuetodetermineeachphasetimeM蚰abcomputersimulationshowedthattheresultwasverygood．Atlast，withtheconsiderationoftrafficsignalcontrolinallisolatedintersectionandtheconceptofcomposition-coordinationofalarge-scalesystem

6、insystemengineering，atwo-level’ShierarchicalstructureinurbantraffictimecontrolWaSproposed．Atthefirstlevel，cyclesandsplitsofthetrafficlightsweredeterminedbymeansoffuzzylogiccontrollers；Atthesecondlevel，offsetbetweentwoadjacentintersectionwasdeterminedbythefuzzyphasecontroller；Thecoordinationb

7、etweenthetWOlevelswasdonebyusinga呦switch．Inaword,theprincipleandmethodproposedinthispaper,utilizedfuzzycontrolmethodtocontroltramclightisnotonlypracticalandsignificanttosimplifycomputercontrolalgorithmoftrafficsignalsbutalsoimproveefficiencyoftraff