基于城市公路干線交叉口的信號(hào)控制算法研究與仿真.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，交通運(yùn)輸已經(jīng)成為現(xiàn)代人們經(jīng)濟(jì)生活中極其重要的組成部分。目前，傳統(tǒng)交通控制方法已無法滿足現(xiàn)有城市交通的發(fā)展要求。鑒于城市交通的復(fù)雜性和傳統(tǒng)控制方法的局限性，把相關(guān)的智能控制算法相結(jié)合，進(jìn)而應(yīng)用到交叉口信號(hào)控制研究領(lǐng)域，以盡量減小交叉口的排隊(duì)長(zhǎng)度為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究交通信號(hào)配時(shí)優(yōu)化方案，對(duì)城市智能交通控制的發(fā)展具有非常重要的意義。
　　在對(duì)城市交通信號(hào)控制理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，深入研究和分析了目前國內(nèi)外城市交通控制系統(tǒng)

2、的發(fā)展現(xiàn)狀，進(jìn)一步了解到城市單交叉口的理論研究已基本成熟，但要提高城市整個(gè)干線的通行能力，僅僅實(shí)施單交叉口的信號(hào)控制是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。目前解決城市道路交通問題最根本的方法是對(duì)城市干線多交叉口的協(xié)調(diào)控制，因此，本文在研究單交叉口四相位的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步展開對(duì)城市干線多交叉口協(xié)調(diào)控制的研究。
　　本文首先以四個(gè)相位的單交叉口為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)基于模糊控制理論的模糊控制方案，通過仿真并與定時(shí)控制、感應(yīng)控制進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了該方案比傳統(tǒng)的控制方式有

3、更好的控制效果。同時(shí)分析了普通模糊控制算法和經(jīng)典兩級(jí)模糊控制算法的特點(diǎn)，針對(duì)其不足加以改進(jìn)，在城市交叉口四個(gè)相位控制的基礎(chǔ)上，展開了對(duì)干線多交叉口的重點(diǎn)研究，尤其是重點(diǎn)研究了干線協(xié)調(diào)模糊控制的方案，并設(shè)計(jì)了兩級(jí)決策修正的模糊控制算法來決定是切換相位還是延長(zhǎng)當(dāng)前相位的綠燈時(shí)間，仿真結(jié)果表明該方法能夠有效減小車輛排隊(duì)長(zhǎng)度。同時(shí)，鑒于人工設(shè)計(jì)模糊控制器的合理性存在問題，本文利用改進(jìn)的自適應(yīng)遺傳算法分別對(duì)模糊控制器的模糊規(guī)則和隸屬度函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化

4、，使其能夠適應(yīng)不同的交通流變化，從而實(shí)現(xiàn)交叉路口信號(hào)的自適應(yīng)控制。通過仿真實(shí)驗(yàn)，把其結(jié)果和未優(yōu)化的模糊控制器進(jìn)行比較，驗(yàn)證了此優(yōu)化算法的有效性，使得控制效果得到了進(jìn)一步改善。最后，在以MATLAB進(jìn)行數(shù)據(jù)仿真的基礎(chǔ)上，以微觀仿真軟件VISSIM為仿真平臺(tái)，對(duì)本文中所涉及的各種交通信號(hào)控制方法進(jìn)行了可視化仿真，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行比較分析，結(jié)果表明優(yōu)化后的兩級(jí)決策修正模糊控制算法能夠更有效的減小交叉口處的車輛排隊(duì)長(zhǎng)度，使整個(gè)干線的通行能力得到