城市交通信号两级模糊控制及其优化

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1、ISSN1009-3044Com／ⅢtarKnowt姆And乃嘲忧I；ogy电■知识与技术V01．3，No．6，August2008，PP．1260-1262，1274城市交通信号两级模糊控制及其优化王兵，林锦国，梁雪春(南京T业大学自动化学院。江苏南京210009)E-mail：eduf@ccee．net．cnhttp：／／www．dnzs．net．cnTel：+86．-551——56909635690964揸要：提出一种面向城市交叉路口的交通信号两级模糊控帝J系统，其能够分散处理交通信息参数，有效减少模糊规则数，易

2、于提取模糊规则，并实现相位顺序、绿信比和周期均随着交通状况的变化而自适应变化；并利用混沌优化对模糊控制器的隶属度函数进行优化搜索，从而提高交叉路口的通行效率，减少车辆的延误时间。关键词：交通信号；模糊控制；混沌优化；仿真中国分类号：TE46文献标识码：A文章编号：l伽阻3伊14(2伽旧珏扣1260—略TwoStageFuzzyControlandOptimizationforUrbanTrafficSignakWANGBing，LINJin—guo，LIANGXue—chun(CollegeofAutomation，N

3、anjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，Chma)Abstract：AtrafficsignaltWOstagefuzzycontrolsystemforallurbanintersectionisdiscussedinthisartide；itcaneffectivelydecreasethenumberoffuzzyrulesandiseasytOacquirefuzzyrules．Withthetrafficsituationchanged，themethodmake

4、sthephaseorder，theratioofgreensignalandthecycleadaptivelychange；andweproposechaosoptimizationalgorithmforthefuzzysetsoffuzzycontroller；itmakestheefficiencyofpassingincreaseandthetimeofvehicledelaydecrease．Keywords：trafficsignal；fuzzycontrol；chaosoptimization；sim

5、ulation1引言随着÷}会经济的发腱．城市化进程不断提高．交通需求和交通量迅速增长，城市交通拥堵状况口益严重。不仅造成运输成本增加．能源浪费．I斫n造成簪敞频发。环境污染，严蓖影响人们的日常生活。由于在城市内新建或者扩建道路的难度越来越大．所以优化交通信弓控制已成为改薄城市交通状况的重要措施川。模糊控制f}{f能够模拟人脑思维．无需建立被控对象的精确数学模型．是一种基于规则的智能控制方式。特别适用于具有较大随机性的城市交通控制自从1977年C．P．Pappis和E．H．Mamdani西‘次将模糊逻辑应用于城市交义路

6、口信g-控制以来。国内外许多学者都进行了这方面的研究T．作12‘5I。但这蝗研究大多采用一种模糊控制器直接综合所有交通参数来决定控制动作的模式．这种模式容易导致模糊规贝』数日随输人参数的增加ffi『呈指数级增长，从而严重影响模糊控制器的实时控制效果。本文设计r一种面向城市交叉路LI的交通信号两级模糊控制系统，该系统能够分散处理交通信息参数。有效减少模糊规则数．易于提取模糊规则，产生更为合理的相位序列，并实现相位顺序、绿信比和周期均随着交通状况的变化而自适应变化：并利用混沌优化对模糊控制器的隶属度函数进行优化搜索，从而提

7、高交叉路口的通行效率。减少幸辆的延误时问。2交通信号两级模糊控制的思想典型的城市交叉路LJ分东、南、西、北四个通行方向。每个通行方向均有左转、直行和右转三股车流。本文以此为研究对象，对其采用四相位控制方式。即南北直行、南北左转、东西直行、东西左转．路口右转车辆通过专用车道随时疏散而不加控制。交叉路口四相位控制如图1所示。本文构造了一种面向该单交叉路口的四相位两级模糊控制器。其结构如图2所示。绿灯相位模块根据路口交通流信息判断当前绿灯相位的交通状况。确定当前绿灯相位的繁忙度，并将其传送给决策模块：红灯相位模块根据路口交通

8、流信息判断当前除绿灯相位外的所有红灯相位的交通状况，确定各红灯相位等待绿灯的紧急度，并选出最紧急红灯相位及其相位l相位2相位3相位4图1交叉口四相位控制示意图红灯相位交通流红灯相位模块最紧急红灯相位(徙期规则集)及其紧急度决箢模块绿灯相位交通流(摸期规则羹)绿灯相位模块绿灯相位繁忙度(横期规则羹)●⋯⋯‘⋯⋯⋯-第一级模糊控制器第