交叉路口交通灯分级模糊控制器的研究和实现.pdfVIP

学兔兔 第3期 (总第15 Ll期) 机 械 工程 与 自动 化 NO．3 2 O(]9年 6月 MECHANICAL ENGINEERING AUT0MATION Jun． 文章编号：l672—6 41 3(2009)03一OO6O一03 交叉路口交通灯分级模糊控制器的研究和实现 姚亚夫，彭 昊 (中南大学 机电工程学院，湖南 长沙 41Oo83) 摘要：模糊逻辑能很好地描述交叉口交通流的随机性和不确定性，因此非常适合应用于路口交通信号灯的控 制。给出了一种采用分级模糊控制器进行路口信号灯控制的方法，以及模糊控制方法的结构、控制规则。最后 由单片机实现信号灯的模糊控制。并对该控制器进行了仿真研究。结果表明它可以有效改善交叉路口的通行能 力。 关键词：交通信号；模糊控制；交叉0；单片机 中图分类号：TP273一．4 文献标识码：A O 引言 - 2．1 控制算法 随着城市化速度的加快．机动车日益普及，人们 采用分级模糊控制器，能有效地减少规则数，易 在享受机动车所带来的巨大便利的同时，也面临着交 于提取模糊规则。分别设计 3个控制器，第一级为绿 通拥挤的问题。因此运用各种高新技术系统解决道路 灯增益模块和红灯损失模块，第二级为判决模块。控 交通问题的思想就应运而生了，这就是智能交通系统。 制器结构见图2。图2中，G G ，分别为绿灯通行队 模糊控制是智能控制的一种。Zadeh在模糊集上 列长度和绿灯延长时间；R 尺 分别为红灯等待队列 所做的工作，对处理常规控制难以解决的复杂系统提 长度和红灯等待时间；G 为绿灯增益度；Rr为红灯损 供了概念性的框架．对构造模糊交通控制器具有很大 失度。 的帮助。早在1977年，Pappis和Mamdani就在文献 一 一 [3]中将模糊控制应用于交通控制中．后来相继出现 了一些这方面的文章。模糊逻辑的优势是不需要获取 l i 嚣。 模型中的复杂关系，就能得到精确的模型。 _ 一 1 单交叉口交通信号控制分析 0二)露 图1为单交叉路口交通流图，4个方向上均有直 _ 0． 一 行、左行、右行3种车流。由于右行车流不会与其他 叠 0：一 暂 一秘 ] 豳 嘲 车流发生冲突．在交又口配时中不作讨论。在每个车 髓 道上相距1oO m设置2个感应线圈检测器，2个检测器 鼯 之间为车辆检测区。单个车道上，交叉口远端的检测 器对进入检测区的车辆进行加计数．近端的检测器对 驶离检测区的车辆进行减计数，得到各车道排队长度。 图1 单交叉路口交通流图 放行方式采用常用的4相位方式。第1相位允许 表 1 各相位通行队列与等待队列定义 东西方向直行车辆通行，第2相位允许东西方向左行 相位 通行队列长度 等待队列长度 车辆通行，