城市区域交通信号控制方法及仿真研究

摘要

近年来，世界经济的飞速发展促进了城市化的步伐，随之而来的是城市交通拥堵的问题，这个问题制约了城市经济的发展，因此，缓解交通拥堵和提高交通运输能力已经是迫在眉睫的事情。而传统的控制方法在处理复杂的交通问题方面已经显的无能为力。为此，需要一些新的技术和手段从根本上来解决交通问题，智能交通系统是目前解决这一问题的有效方法。
　　以城市区域的交通信号控制为研究对象，利用模糊逻辑、神经网络等智能控制方法，对城市交通信号控制展开研究，以缓解城市交通拥堵，提高交通运输效益。
　　对城市单交叉口多相位的模糊控制进行了分析研究，在此基础上，结合交通流的特点设计了一种单交叉口两级模糊控制方法。在单交叉口信号控制的基础上，综合考虑多个交叉口之间的关联，设计了一种针对区域内多交叉口的协调模糊控制方法，该方法以交叉口车辆的平均延误作为信号控制的性能评价指标，综合考虑相邻交叉口之间道路上车辆的排队长度、各交叉口车辆的平均达到率等因素，以此来决定相位的切换顺序和绿灯分配时间，仿真结果验证了协调模糊控制的有效性。
　　以交通流数据为基础，利用模糊神经网络对城市区域多交叉口的信号控制进行建模。模糊神经网络由模糊逻辑和神经网络有机结合而成，吸取了二者的优势，弥补了各自的缺点，有效地提高了整个系统对知识的学习和表达能力。仿真结果表明将其应用于区域多交叉口的信号控制取得了比较好的效果。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 论文研究的背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状’

1．3 论文研究的目的及意义

1．4 论文章节内容与安排

第2章 城市交通信号控制基本理论

2．1 交通信号控制的基本参数概念及性能指标

2．1．1 基本参数

2．1．2 评价指标

2．2 交通信号控制方式分类

2．3 城市区域交通信号控制基本理论

2．3．1 区域交通模型

2．3．2 区域交通控制方式分类

2．4 本章小结

第3章 单交叉口交通信号模糊控制研究

3．1 单交叉口模型描述

3．1．1 单交叉口几何模型及相位设置

3．1．2 单交叉口交通流模型及车辆延误计算

3．2 模糊控制概述

3．2．1 模糊控制理论简介

3．2．2 模糊控制系统工作原理

3．2．3 模糊控制在交通控制中的运用

3．3 单交叉口交通信号模糊控制结构与算法

3．3．1 单交叉口模糊控制结构描述

3．3．2 单交叉口模糊控制算法描述

3．4 单交叉口交通信号经典模糊控制系统设计

3．5 单交叉口交通信号两级模糊控制系统设计

3．5．1 预备绿灯相位模糊控制器

3．5．2 绿灯相位模糊控制器

3．5．3 决策模糊控制器

3．6 单交叉口交通信号控制仿真分析

3．7 本章小结

第4章 区域交通信号协调模糊控制研究

4．1 区域多交叉口模型描述

4．2 区域交通信号协调模糊控制结构与算法

4．2．1 区域交通信号协调模糊控制结构描述

4．2．2 区域交通信号协调模糊控制算法描述

4．3 区域交通信号协调模糊控制系统设计

4．3．1 主控层模糊控制系统

4．3．2 协调层模糊控制系统

4．4 区域交通信号控制仿真分析

4．5 本章小节

第5章 区域交通信号协调模糊神经控制研究

5．1 模糊神经网络概述

5．1．1 模糊神经网络理论简介

5．1．2 模糊神经元

5．1．3 模糊神经网络结构

5．1．4 模糊神经网络在交通控制中的运用

5．2 区域交通信号ANFIS的建模

5．2．1 区域交通信号ANFIS数据的加载

5．2．2 区域交通信号ANFIS的建立

5．2．3 区域交通信号ANFIS的训练

5．2．4 区域交通信号ANFIS的检验

5．2．5 区域交通信号ANFIS的优化结果

5．3 区域交通信号协调模糊神经控制仿真分析

5．5 本章小节

总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文