城市交叉路口交通信号优化控制及仿真研究

摘要

随着城市化进程的加快以及社会经济的持续发展，城市人口和机动车辆数目的不断增加，城市交通的拥堵已经成为全国各大城市共同面临的难题。由此带来的交通拥堵、能源浪费、交通事故以及汽车废气排放造成的污染等问题，不仅不断制约着经济的可持续发展，同时严重降低了人们的生活质量。城市交叉口是城市交通的交汇点，所以城市交通拥堵往往集中表现在城市交叉路口。如何最大程度地提高交叉路口的通行能力，减少车辆的延误率一直以来是交通控制研究的主要问题。
　　传统上，交通拥堵问题的解决一般通过对交通路网进行扩张来处理，但是这种处理方法不仅造价昂贵，更严重破坏了城市的生活环境，并且这种方式缓解交通拥挤的效果有限，并不是缓解交通的首选办法。智能控制的发展，为交通控制提供了新的思路。由于实时交通系统是一种非线性的、时变的大系统，采用传统的控制方法很难达到满意的效果，因此无需建立精确数学模型的模糊控制成了研究智能交通的首选控制方法。
　　本文基于模糊控制的基本思想，以降低车辆的平均延误为目标，提出了一种区域交叉口的两级模糊控制模型。其中第一级为检测级，由各相位的车辆检测器检测相对应的车辆紧迫度；第二级为决策级，决策是否发生相位转换。而且本文考虑到了正常和非正常两种交通状态，并设计了相应的控制规则。最后根据设计的模糊控制规则，编写了相应的程序进行仿真。仿真结果表明，与传统的定时控制相比，本文所设计的模糊控制器能有效的减少车辆的平均等待时间并提高车辆的通行效率。

目录

1 绪论

1.1研究的背景与意义

1.2城市交通信号控制的发展概况

1.3论文的主要工作及结构安排

2 交通控制的基本理论

2.1交通信号灯的概念

2.2交通信号控制基本要素

2.3 交通信号的控制方式

2.4 信号控制的评价指标

2.5 微观交通仿真工具

2.6本章小结

3 城市交通信号控制算法研究

3.1 模糊控制算法

3.2模糊控制在城市交通信号控制中的应用

3.3模糊控制器的一般设计流程

3.4 区域交叉口分级模糊控制器的结构设计

3.5 区域交叉口分级模糊控制器的模块设计

3.6本章小结

4 城市区域交通信号控制系统仿真

4.1仿真流程图设计

4.2仿真系统的开发以及程序设计

4.3仿真结果

4.4本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

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