模糊控制在交通信号系统中应用的研究

摘要

随着我国城市化进程的逐步加快，城市交通问题越来越突出。目前国内城市，大多引进国外的交通控制系统，难以适合我国的交通实际状况。交通控制系统具有随机性、模糊性和不确定性的特点，建立数学模型非常困难。
　　本文通过对模糊控制在智能交通系统中的应用研究，旨在提出一种交通控制模糊算法，通过可编程控制器实现对交通灯的智能控制，主要包括对交通控制的系统分析、控制系统方案设计、系统软硬件设计、监控组态设计和性能分析。
　　针对城市交叉口交通流的分布特点,进行系统分析。确定控制器的输入变量和输出变量以及它们的数值变化范围；选择和确定模糊化方法，把输入、输出变量数值，变换成模糊语言变量的论域元素及量化因子，定义模糊子集；建立模糊控制规律库，据输入及输出物理量数目及所需的控制精度确定控制规则，最后求取模糊控制表。
　　确定控制方案。结合交通控制的相关国家标准，据交通流量控制周期和红绿时间比，确定违章标准；使用PLC为控制主机，利用模糊控制表，PC机倒计时显示剩余时间、车流量、违章数和违章率。
　　软硬件设计。进行系统预算，点数估算，控制板装配；同时确定系统流程图，控制方式设计，资源分配；使用了输入滤波器、软件滤波、缩短引线、减少交叉等抗干扰措施；使用组态网设计人机界面HMI。
　　本系统在交通流较小或接近定时配时的预期量时，模糊控制与定时控制方法并无太大差别，而当交通量逐渐增大时，本系统具有明显优势，可以有效地减少延误车队长和车辆平均延误时间，由于PLC联网通信功能强，也便于构成网络交通控制系统。

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第一章 绪论

1.1交通信号灯的产生

1.2城市交通现状

1.3发展智能化交通解决城市交通难题

1.4交通信号灯控制的研究现状及发展趋势

1.5本文的主要研究内容

第二章 交通信号控制的理论和方法

2.1交通信号概述

2.2交通信号灯的含义

2.3交通信号的控制

2.4交通信号灯对于减少交叉路口交错点的作用

2.5城市道路智能交通控制系统

第三章 交通信号的模糊控制策略

3.1模糊控制系统概述

3.2模糊控制系统基本原理

3.3十字路口交通灯控制策略

3.4 交通信号灯模糊控制思想

3.5模糊控制系统的总体设计

第四章 模糊控制系统的实现

4.1可编程控制器

4.2基于PLC的交通信号灯模糊控制系统编程设计

4.3基于PLC的交通信号灯模糊控制系统调试

第五章 结论

致谢

参考文献

附录1 在学期间公开发表的论文及著作情况

附录2 基于PLC的交通信号灯模糊控制程序