3单个交叉口模糊控制及Simulink仿真[1]

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1、第32卷,第6期公路工程Vol.32,No.62007年12月HighwayEngineeringOct.,2007单个交叉口模糊控制及Simulink仿真刘坤颖,蔡伯根(北京交通大学电子信息工程学院,北京100044)[摘要]以车辆排队长度为控制量,提出了一种交叉口模糊控制方法,并以四相位交叉口为例,建立了Simu2link仿真模型,在不同交通流数据下将此模糊控制与现有的定时控制比较,对其控制效果进行仿真验证。仿真结果从车辆平均延误、信号周期和车辆的最大排队长度等方面,显示出了模糊控制的优越性。[关键词]交通

2、信号控制;模糊控制;交通仿真+[中图分类号]U491.23[文献标识码]A[文章编号]1002—1205(2007)05—0181—03TrafficControlMethodforIsolatedIntersectionBasedonFuzzyControlandSimulinkSimulationLIUKunying,CAIBaigen(SchoolofElectronicsandInformationEngineering,BeijingJiaotongUniversity,Beijing,100044,

3、China)[Abstract]Atrafficcontrolmethodbasedonfuzzycontrolisproposedforisolatedintersection.Andthequeuelengthisselectedasthecontrolinput.Asimulationmodelisestablishedforafour2phasedintersection.Comparedwiththeconventionalfixtimingtrafficcontrolinthecaseofsever

4、aldifferenttraf2ficvolumes,thefuzzycontrolisprovedtobeusefulandeffectivewiththesimulationresultsandhavegoodperformanceintheaveragedelayofvehicles,signalcycleandthequeuelength.[Keywords]Trafficsignalcontrol;Fuzzycontrol;Trafficsimulation交叉口是道路网中影响通行能力的咽喉,随着运用

5、模糊语言变量及模糊逻辑推理实现系统的智能智能控制技术在城市交叉口信号控制上的应用,对控制。模糊控制系统的核心部分是模糊控制器,其单点控制方式的研究也在不断深入。自1977年城控制过程可以描述为:将精确的输入量进行模糊化[1]市单向单路口模糊控制法提出之后,国外在自适得到模糊控制量,运用知识库中的模糊控制规则,进[2][3][4]应模糊控制器、相位选择、相序选择等方面行模糊推理得到模糊控制量,再经反模糊化处理转作了较多研究。在国内,也提出了基于关键车流和为精确量,控制信号驱动电路。[5]非关键车流的城市路口模糊控

6、制方法,也有将遗交叉口模糊控制是依据各个车道的车流信息,[6][7]传算法和神经网络引入到控制当中的。然而,以路口流通能力最大或排队候车的时间最短为目这些控制方法主要适用于城市路口左转车流较小的标,对交叉路口交通信号进行控制,实时确定各个相情况,遗传算法控制参数的合理选取以及神经网络位的配时。本文以当前相位和下一相位的排队情况的训练都是相当繁琐的工作,网络的稳定性也很难为依据,兼顾当前车辆的放行和下一相位车辆的等控制。当左转车流较大时,必须对左转车流设立单待时间,确定最佳绿灯延长时间。独的相位,本文以车辆排队长

7、度为控制量,对多相位设当前相主队列、后继相的主队列分别为P和模糊控制作了一些研究。Ps,则绿灯时长是P和Ps的函数,即e=fc(P,Ps)。fc是要设计的模糊控制器,当前相的主队列P、后继1单个交叉口信号模糊控制相的主队列Ps是模糊控制器的输入变量,绿灯时长1.1交叉口模糊控制方法e是控制器的输出。可见,这是一个二维模糊控制模糊控制就是在控制方法上应用模糊集合论,器。[收稿日期]2007—01—12[作者简介]刘坤颖(1983—),女,北京人,硕士,主要从事智能交通工程研究。182公路工程32卷1.2交叉口模糊

8、控制器设计1.2.1相位设计随着机动车的不断增多和交叉口规模的不断扩大,两相位信号控制在许多交叉口(尤其是大型交叉口)已经不能满足需求了。左转车流对直行车流有很大的干扰,冲突较为严重。故许多大型的交叉口都采用四相位的控制。假设交叉口的进口均设左转、直行和右转3个车道,其4个相位设置见图1。图1交叉口4相位控制图Figure1Fourphasesignalcontrolforasingl