毕业设计（论文）-城市路口多相位自寻优交通信号控制设计

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1、城市路口多相位自寻优交通信号控制设计摘要：该文就城市交通道路十字路口的交通信号控制存在的问题进行了探讨，提出了一种不需建立复杂数学模型的十字路口交通灯模糊控制方法，并设计了城市交通路口多相位自寻优的方法，以实现算法简单，相序分配灵活，控制精度高的信号控制。该系统用PLC进行控制。仿真结果表明，此种控制方法对减少车辆平均延误时间、提高路口通行能力具有良好的效果。关键词：十字路口模糊控制多相位PLCTheDesignofTheSignalControlofMultiphaseWhichCouldFindTheBestMethodt

2、oConvertbyItselfonCityCrossingRuiShiHaoHuangXiaoBo(AnhuiUniversityofTechnologyAndScienceElectricalEngineeringDepartmentofAutomation032ClassWuhu241000Abstract:DiscussingtheproblemsintheTrafficSignalControloncitycrossing,thetitlegivesanapproachoffuzzycontrolfortraffic

3、lightswithoutbuildingcomplicatedmathematicsmodels,anddesignamethodthatmultiphasewhichcouldfindthebestmethodtoconvertbyitselfoncitycrossing.ThesystemcontrolledbyPLCinordertocometruethesignalcontrolwithsimplearithmetic,flexiblephaseconvertedorderandhighcontrolprecisio

4、n.Theresultofemulatorindicatesthatithasagoodeffectonreducingthedelayingofcarandimprovingthecapabilityoftraffic.Keywords:crossing,fuzzycontrol,multiphase,PLC1．引言交通问题是影响我国社会经济发展的一个大问题，随着我国城市现代化进程的不断推进，这个问题显得日益突出。交通是否便捷是衡量一个城市生活水平与投资环境的重要指标。近年来，随着汽车数量的猛增，我国大中型城市的城市交通，正

5、面临着严峻的考验，日常的交通堵塞成为人们司空见惯而又不得不忍受的问题。所以，改变和完善我国现有的交通系统已成为当务之急。城市道路交通问题的核心就是对十字交叉路口交通信号的控制。近几年，国外一些发达国家把城市交通信号控制研究的重点放在城市交通干线和区域的控制上，可是控制效果并不明显。人们对十字路口交通信号的控制方法大致有如下两种：其一是建立城市交通流的数学模型，提出优化算法，但由于十字路口不同时刻车辆的流量是复杂的、随机的和不确定的，所以数学模型难以建立，控制策略中的最优目标也很难实现，且算法复杂、计算量大，实践证明控制效果不理

6、想，实时性较差；二是根据模糊控制的方法，根据十字路口交通的车辆数确定某一相位的绿灯初始时间和绿灯延长时间，对交通灯的控制实现了一定的模糊化，但是在控制过程中相位转换的顺序不变，因而面对我国城市如此复杂的交通系统，难以保证其灵活性和实时性。因此，本文提出城市交通路口多相位自寻优方法，采用模糊控制技术对交通信号灯进行控制，使主相位和辅相位自转换，并用PLC进行实现，最大限度地减少了十字路口的车辆平均延误时间，提高了路口通行能力，从而达到缓解交通拥挤的目的。2．控制系统的总体方案2.1控制对象东北西南图1十字路口模型结构图交叉字路口

7、是城市交通运输的咽喉，其中十字交叉路口最为常见，如何使各种交通流顺畅地通过是城市交通信号控制系统成功与否的关键。随着现代城市的发展，交通流量的增加，现在的大中城市都以六车道居多，本方案即以六车道为控制对象，其模型结构如图1所示：2.2控制原理和控制步骤智能交通信号的控制实质上就是模拟一个有经验的交通警察面对复杂的交通情况如何有效的指挥各车道车辆通行的行为，也就是根据正在通行的相位各车道上车辆的多少与下一相位上排队等待的车辆的多少进行比较，判断是否将通行权转给下一相位。在人们以往的研究中，往往把右转方向作为常通来考虑。可是由于我

8、国大多数城市里并没有过街天桥或地下通道，为了保证行人安全通行，本文把右转相位加以考虑，将路口的信号相位设为8个相位，具体设定如图2所示。其中，主信号相位如图2中相位1（东西向直行）、相位2（东西向左转加右行）、相位3（南北向直行）、相位4（南北向左转加右行）；辅相位如图2中5