文档介绍：东南大学
硕士学位论文
城市干线交通信号的实时模糊控制
姓名:张晓翠
申请学位级别:硕士
专业:交通信息工程及控制
指导教师:柴干
20080330
摘要法学习了隶属函数和权值,实现了排队长度和绿灯延长时间的模糊化、模糊推理和反模糊化位差进行优化,得到了干线绿波带,实现了干线实时双向绿波控制。城市交通干线承载着城市大部分交通量,它的通畅与否直接影响整个城市交通网络能否安全的运行。城市干线交通信号的协调控制是保障交通安全和充分提高城市干线通行能力的重要措施,也是解决城市交通问题的有效途径。为此,本文应用模糊控制与神经网络等理论与方法系统研究城市干线交通信号的控制方案,为建设我国智能化城市干线交通控制系统提供控制策略与方案。在分析了当前模糊神经网络学习方法的基础上,本文给出了确定模糊控制隶属函数和权值的一种混合学习算法,即应用共轭梯度法确定隶属函数的中心值和宽度,用正交最小二乘法确定输出权值。混合学习算法综合了共轭梯度法和正交最小二乘法的优点,在模糊神经网络参数的学习上优于二者。针对目前城市干线交通的现状,本文采用改进的模糊神经网络控制方法进行干线的交通信号控制方案设计。以绿灯相位关键车流的到达车辆数和同一时刻相邻红灯相位关键车流的等候车辆数为输入,绿灯相位的延长时间为输出,设计了模糊控制器,用给出的混合学习算的过程,得到了周期长度和绿信比。并以车辆延误时间为目标函数,对干线交叉口之间的相应用/,对本文所给出的城市干线实时模糊神经网络控制方法进行了仿真研究,仿真结果表明,该方法有效的缩短了车辆的延误时间,得到了较好的绿波带宽。关键词:城市干线;模糊神经网络;协调控制;仿真
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签名:邀直孳丞亟矍日期:鎏亟:垒生学位论文独创性声明签名:关于学位论文使用授权的说明导师签名:本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权东南大学研究生院办撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布理。
第一章绪论研究背景及意义近年来,随着城市规模的不断扩大和车辆的增多,中国城市交通状况日趋紧张,尤其是在火城市,机动车拥有量及道路交通量急剧增加,道路交通设施建设速度跟不上交通需求增长速度,交通供给能力不足,拥挤堵塞日趋严重。交通拥挤的直接危害是使交通延误增大,行车速度降低。作为城市交通网的重要组成部分,交叉口是道路通行能力的瓶颈和交通阻塞及事故的多发地。城市的交通拥堵,大部分是由于交叉口的通行能力不足或没有充分利用造成的,从而导致车流中断,事故增多,延误严重。解决城市交通拥堵问题的根本途径有两个方面:一是加强交通基础设施的建设,最大限度的提高现有路网的利用率;另一方面是加强对城市道路网的智能管理与优化控制。调查研究表明:发展中国家城市机动车数量远少于发达国家,但交通拥挤现象却比发达国家要严重得多,原因就在于发展中国家对道路疏于管理,使其通行能力降低,道路的使用效率没有得到充分发挥。用加强交通管理与控制的方法解决交通问题是当前公认的效益显著、投资最省的方法。在城市交通管理与控制中,交叉口管理是重要的组成部分。不同方向的交通流在交叉口处相交,交通流之间的冲突、合流、分流等交通行为使得交叉口成为道路网中的道路通行能力的“隘路”和交通事故的“黑点”。交叉口的信号控制是解决交通拥挤的重要措施。但是,目前城市路网中的各交叉口大多采用单点信号控制。独立进行配时,不考虑与相邻路口的联动性,使得车辆经常在几个路口连续遇到红灯,造成行车极为不便,大大影响了交通干线的通行能力。因此,为减少车辆在各个交叉口上的停车时间,特别是使主干道上的车辆能够畅通行驶,将主干道上若干个相邻的信号交叉口连接起来加以协调控制,形成干线交叉口交通信号协调控制系统,城市交通干线承载着城市大部分交通量,它的通畅与否直接影响整个城市交通网络能否安全的运行,因此尽可能地增强城市干线的通行能力就显得至关重要,该领域的研究与应用己经成为智能交通系统的重要组成部分。由此可见,对城市干线进行协调控制是一个重要研究课题,是保障交通安全和充分提高城市干线通行能力的重要措施,是解决城市交通问题的有效途径。为了有效解决上述问题,本文采用模糊神经网络控