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城市单点交叉口信号灯模糊控制建模与仿真牛虎， 李桂萍， 林磊（北京交通大学交通运输学院， 北京 100044）32摘要： 从控制论的角度对城市单点交叉口信号灯的控制建立模糊控制模型， 是通过模仿交通警察指挥疏导交通的决策过 程而建模， 设计详细的控制算法和模糊控制器， 并利用Matlab和Simulink工具对模型进行仿真和分析。 与定时信号控制方案 相比， 该模型可减少交叉口平均车辆延误， 具有较好的控制效果。关键词： 模糊控制； 信号交叉口； 系统建模； 系统仿真中图分类号： U491.51文献标识码： A文章编号： 1002-4786（2009）09-0032-05DOI： 10.3869∶j.1002-4786.2009.09.048FuzzyControlModelingandSimulationforUrbanTraffic LightsatSingleIntersectionNIU Hu， LI Gui-ping， LIN Lei（School of Traffic and Transportation， Beijing Jiaotong University， Beijing 100044， China）Abstract： The fuzzy control model for urban traffic lights at single intersection is built from the perspective of cybernetics. The modeling is designed by imitating the decision-making process of traffic policemen leading and unblocking traffic flow. The specific control algorithm and fuzzy controller are introduced in detail afterward. By using the Simulink tool in Matlab， the fuzzy control model is simu- lated and analyzed. Comparing with the timed traffic lights control solution， the fuzzy control model has better control effect which reduces vehicle average delay at the single intersection.Key words： fuzzy control； signal intersection； system modeling； system simulation交 通 标 准 化0引言城市交通是城市建设和发展的重要部分， 而交 通信号灯控制又是城市交通高效有序运转的基础和 保障。 当前我国城市交通信号控制仍以定时控制为 主， 不能根据交通流进行实时调整和优化， 具有很 大的局限性。城市交通系统由于具有复杂性和随机性的 特 点， 难以用精确的数学模型来描述， 国内外学者通过建立交通系统的数学模型提出了各种控制算法。 但是由于数学模型在各种假设条件下， 不能很好地 反映实际的城市交通系统， 控制效果不尽如人意， 实时性也比较差[1]。 本文从控制论的角度出发， 将 模糊控制方法引入交叉口信号灯的实时控制中， 模 仿交通警察指挥疏导交通的决策过程， 可较好地应 用于单个交叉口的信号协调和优化控制。1 模糊控制理论1.1模糊与模糊控制的概念模糊控制理论是在模糊数学的基础上发展起来 的。 模糊数学主要用于描述、 研究、 处理事物所具 有的模糊特征（模糊概念）， 它是用数学方法来研究 “模糊”的对象。模糊控制系统是一种自动控制系统， 它是以模 糊数学、 模糊语言形式的知识表示和模糊逻辑推理 为理论基础， 采用计算机控制技术构成的一种具有 闭环结构的数字控制系统。 它的组成核心是具有智 能性的模糊控制器。 经典控制理论是建立在系统的 精确数学模型基础之上的， 对于无法建立精确数学模型的系统， 模糊控制理论可以很好地来解决这类模糊控制通过模糊逻辑的近似推理方法， 把人 的经验形式化、 模型化， 变成计算机可以接收的控 制模型， 让计算机代替人来进行有效的实时控制。 模糊控制的基本原理可由图1表示， 其核心部分为 模糊控制器