简论对交通信号灯模糊控制的自主创新性设计

1、简论对交通讯号灯模糊操纵的自主创新性方案摘要:针对日益严峻的交通拥堵题目方案出一种新型两级模糊操纵方案来对四相位三车道单交织口的交通讯号灯举行及时智能操纵。该新方案相沿了当前种种交通讯号灯操纵方案的长处,同时针对其不敷之处举行了补充与美满,是一种同时具有自顺应操纵、分级模糊操纵、相位繁忙优先和正确显时等上风的操纵方案,更有用于实际的交通环境。对新型模糊操纵方案举行了仿真研究,仿真结果表白该方案显着优于传统操纵方案。末了还对该新方案举行了动态模拟演示,使其更具可不雅性和真实性,更易于运用到交通现常关键词:交通讯号;新型两级模糊操纵;atlab仿真;动态模拟innvatindesignfrfuzz

2、yntrlftraffisignaljiangxue-feng,zhangli-en,yangyang,aijia-li,liulu-qi,xuhang-gui(eeiapus,suthestjiatnguniversity,eei614202,hina)keyrds:traffisignal;net-stagefuzzyntrl;atlabsiulatin;dynaisiulatin收稿日期:2022-05-21基金工程:2022年西南交通大学峨眉校区大门生创新性实行运动基金工程(2022a011);2022年西南交通大学峨眉校区大门生科技创新基金工程(2022a003)0弁言比年来,随着经

3、济的不竭增长,都会化、汽车化的急速生长,都会途径增长的有限与车辆增长的无穷造成了严峻的交通拥挤题目,此中以交织口的交通拥堵题目最为严峻。据数据表现,每年因交通堵塞造成的经济丧失高达几十亿美元,现已成为制约经济生长和都会建立的瓶颈1-3。可见,交通拥堵近况亟待办理。而有用地使用当前交通讯号操纵体系的作用,探求一种更有用于实际环境的交通讯号操纵方案又是办理该题目的重要途径。因此,本文的研究就显自得义庞大。当前存在的交通讯号操纵方案重要有按时操纵、感到操纵、基于数学模子的自顺应操纵和模糊操纵等。此中当前存在的两级模糊操纵方案是如今操纵结果相对较优的一种,可以较好地实现对交织口交通讯号灯的及时操纵4。

4、但它仍存在很多题目,此中一个最大的不敷在于它不克不及正确地表现出红、绿灯相位的时间,没能与能低落闯红灯率和交通变乱率,且具有人性化特性的信号体系显时装置结合运用,这也是其不易运用到实际环境的症结地点;别的,有些两级模糊操纵5在第一级操纵模块中,其接纳的输入变量只思量了相位列队长度和车流到达率,而没有思量各相位车辆等候时间。此时假设一个相位的车辆一段时间内不停都很少,那照该操纵方案就只能让其不停等候,这必将造成其操纵的不公正。基于此,本文针对当前操纵结果相对较好的模糊操纵的不敷之处,同时结合对当前种种常用交织口交通讯号操纵方案的全面比拟与深化阐发,相沿了种种操纵方案的长处,美满和补充其不敷之处,

5、终极方案出了一种更有用于实际环境的新型两级模糊操纵方案。该新方案对随机交通流的顺应性强,补充了按时操纵的缺点;同时,综合思量了绿灯相位和红灯相位,且对相位繁忙优先性举行了思量,补充了感到操纵的缺陷;别的,对模糊器举行了优化,同时与当前运用成熟的按时操纵的信号体系显时装置举行了有机结合,充实发挥了信号体系显时装置的长处,使用了可视化的时间来低落闯红灯率和交通变乱率,使其更具人性化,对交通现场的有用性更强。1交织口交通平面多少方案方案与相位方案通过对当前都会交织口交通平面多少方案和相位方案的详细环境举行深化调研并参考了大量文献6-8后,确定出当前相对最优的一种交织口交通平面多少方案方案如图1所示。

6、交织路口分东、南、西、北四个通行标的目的,每个通行标的目的均有左转、直行和右转三股车流。图1典范的单交织路口多少方案方案图针对当前存在的种种相位方案方案,从其交织口使用率、宁静性、人性化和有用性等方面综合阐发比拟后,确定出当前相对最优的相位方案方案如图2所示,即南北直行、南北摆布转、工具直行和工具摆布转,行人和非机动车可以在第1相位和第3相位开通时顺遂通行。本文将以此为研究工具。图2典范的单交织路口的相位方案表示图2交通讯号新型两级模糊操纵头脑新型两级模糊操纵方案的团体操纵图如图3所示,先通过车辆检测器检测出当前全部处于红灯相位的等候车辆数和各车流标的目的自前次绿灯以来的红灯连续时间,然后将检

7、测出来的交通流数据传送到新型两级模糊操纵器。图3新型两级模糊操纵体系团体操纵框图第一模糊操纵级吸收到车辆检测器检测出的红灯相位等候车辆数和红灯连续时间后,颠末该模糊操纵级处置惩罚推出当前各红灯相位的繁忙度,从而可以确定出在当前绿灯相位跳转前一刹时下一个该亮绿灯的等候相位。同时,寻出繁忙度最大的2个相位,并返归去得到这繁忙度最大的2个相位的交通流数据(即这两相位的相位等候车辆数)。第二模糊操纵级通过对繁忙度最大的两个相位的交通流数据处置惩罚后,推出下一个绿灯等候相位的绿灯时间,并将该绿灯时间传到交通显时信号灯上。当比及上一绿灯相位亮完绿灯后立即让第一级模糊操纵选出的绿灯等候相位表现绿灯,同时使其

8、表现绿灯时间,其表现时间即为第二级模糊操纵确定出的绿灯时间。如许周而复始的运行,即可很好地对交通流举行及时智能操纵了。别的,还充实思量到在实际交通讯号操纵中,操纵方案应人性化且有用性强。对此,对其红绿灯显时操纵体系做了如下划定:表现绿灯的相位表现正确的绿灯运行时间;对付红灯相位,只对下一个绿灯相位就是它的红灯相位表现时间,且只在当前绿灯相位绿灯时间马上竣事前刹时(假定5s),使其表现正确的红灯倒计时间。表现了红灯时间的相位即表现下一相位该它通行,而其他不显时间的红灯相位,表现必要多等候,下一相位不是它。如许充实发挥了现有显时交通讯号装置的上风,更易服从,更具人性化,更有用于实际交通环境。3新型

9、两级模糊器的方案3.1第一级模糊操纵器的方案该模糊级为红灯相位选择模块,该模块为双输入单输出模糊操纵,其两个输入为:当前处于红灯相位的等候(列队)车辆数(qr)和各车流标的目的自前次绿灯以来的红灯连续时间(tr),输出为各红灯相位的繁忙度(ur)。qr的根本论域为0,30,离散论域为1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,在离散论域上界说5个模糊子集很短、短、中等、长、很长;tr的根本论域为0,120,离散论域为1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,在离散论域上界说5个模糊子集很短、短、中等、长、很长;ur的根本论域为0,6,离散论域为1,2,3,4,

10、5,6,在离散论域上界说5个模糊子集很低、低、中等、高、很高。qr,tr,ur模糊子集的附属度函数如图4所示,模糊操纵规矩如表1所示。图4qr,tr,ur附属度函数表1红灯相位选择模块的模糊操纵规矩相位繁忙度各相位列队长度很短短中等长很长红灯连续时间很短很低很低很低低中等短很低很低低中等高中等低中等中等高很高长中等高高很高很高很长偏高很高很高很高很高3.2第二级模糊操纵器的方案该模糊级为确定绿灯延时模块,该模块为双输入单输出模糊操纵,此中两个输入为:当前繁忙度最大相位的列队长度(d)和该相位与繁忙度第二大相位的列队长度的差值(长度差x),输出为该相位的绿灯延时(tl)。d的根本论域为0,30,

11、离散论域为1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,在离散论域上界说8个模糊子集很长、较长、长、偏长、偏短、短、较短、很短;x的根本论域为0,30,离散论域为0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,在离散论域上界说7个模糊子集很大、大、较大、中等、较孝孝很小;tl的根本论域为0,50,离散论域为1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,在离散论域上界说7个模糊子集很很长、长、较长、中等、;较短、短、很短。d,x,tl模糊子集的附属度函数如图5所示,模糊操纵规矩表见表2。图5d,x,tl附属度函数表2绿灯延时操纵的模糊操纵规矩表绿灯延时

12、列队长度很长较长长偏长偏短短较短很短长度差很大很长很长很长长较长较长中等较短大很长很长长长较长较长中等较短较大很长很长长长中等中等较短短中等很长长较长较长中等中等较短短较小长长较长较长中等较短短很短小长较长中等较长较短较短短很短很小长较长中等中等较短短很短很短4仿真研究表3仿真结果表交通运行时期新型模糊操纵均匀延误/s感到操纵均匀延误/s按时操纵均匀延误/s5动态模拟演示为了使其更具可不雅性与有用性,更易于运用到交通现场,我们还对新型两级模糊操纵举行了动态模拟演示。其动态模拟演示图如图6所示。图6新型两级模糊操纵方案的动态模拟演示图可以对交通参数举行随意设定从而实现差异环境下的动态模拟,在演示

13、图中可以通过繁忙度知道下一绿灯相位应为何相位,通过当前相位可以知道正处于绿灯的相位,且由绿灯时间可知整个相位的总绿灯时间,由绿灯剩余时间可以正确的知道其剩余绿灯时间。如许就使新方案更具可不雅性与有用性。对付实际交通流时,只需把检测到的及时数据输入,通过新型两级模糊操纵器就可以实现及时在线操纵了。6结语本文确定当前相对最优的交织口平面多少方案与相位方案,并方案出一种更有用于实际环境的新型两级模糊操纵方案。别的,使用atlab软件和vb编程软件对新方案举行了仿真比力,验证了新方案的有用性和良好性,同时还对其举行了动态模拟演示,使其更具可不雅性与真实性,更易于运用到交通现常该新方案有用性强、易于推广、利于环保。只需在现有的交通