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基于模糊控制的红绿灯配时优化控制及应用

基于模糊控制的红绿灯配时优化控制及应用

作者：曾雅琼长沙理工大学

学位级别：硕士

随着经济的快速发展,我国汽车的持有量急剧增加,对交通条件的需求日益扩大。然而,红绿灯配时方案逐渐落后城市交通需求标准,使得交通堵塞问题愈发严重。当前,交通堵塞已逐渐成为制约我国大多数城市实现可持续发展的因素。交叉路口是城... 详细信息

随着经济的快速发展,我国汽车的持有量急剧增加,对交通条件的需求日益扩大。然而,红绿灯配时方案逐渐落后城市交通需求标准,使得交通堵塞问题愈发严重。当前,交通堵塞已逐渐成为制约我国大多数城市实现可持续发展的因素。交叉路口是城市路网中的关键点,交通拥堵常常发生在交叉路口。对交叉路口的红绿灯时长进行适当地调整,不仅可以在一定程度上提高整个城市交通系统的通行能力,还能使出行更安全、方便快捷。本文针对城市交叉路口的实际交通参数在较短时间内可能发生较大的波动这一问题,提出了一种遗传算法来优化模糊控制对绿灯配时方案进行设计,动态调整交叉路口车流通行。首先,本文选取三叉路口及三相位控制作为研究对象,根据各相位的排队长度和车道数确定各相位的通行权优先级,设计路口的相位转换次序,将当前绿灯通行相位的最大排队长度和下一通行相位的车流量作为模糊控制器的输入变量,当前通行相位的绿灯延长时间作为模糊控制器的输出变量,经过模糊推理和清晰化处理得出相应的配时方案,从而对交叉路口各相位的绿灯通行时长进行策略调整。其次,选取交叉路口的车辆延误时间作为评价指标,对其进行分析、建立数学模型,并根据模型构造优化的目标函数。通过遗传算法对模糊控制器中的高斯型隶属函数的中心点和宽度进行编码、种群初始化、适应度函数的选取及其对个体适应度的评估、选择交叉变异等寻优操作,得出最优的隶属度函数,结合仿真验证其可行性。最后,以长沙市某三叉路口为例,采集路口的交通基本数据,采用MATLAB的模糊逻辑验证了规则的有效性,并将优化后的红绿灯配时方案运用到VISSIM交通软件模拟的路口仿真实验中,对比在优化前后的数据,验证了实本文所提出方法的有效性。

关键词：红绿灯配时模糊控制遗传算法 MATLAB VISSIM

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时变论域下红绿灯配时的语言动力学分析

时变论域下红绿灯配时的语言动力学分析

作者：郝学新长沙理工大学

学位级别：硕士

近年来,交通拥堵问题日益严重,阻碍经济发展,破坏生态环境。作为智能交通领域的重点研究方向,单交叉路口的信号控制对于解决路口交通拥堵问题具有非常重要的意义。然而现有的交通信号控制方案不能很好的适应日益复杂的交通状况,本文针... 详细信息

近年来,交通拥堵问题日益严重,阻碍经济发展,破坏生态环境。作为智能交通领域的重点研究方向,单交叉路口的信号控制对于解决路口交通拥堵问题具有非常重要的意义。然而现有的交通信号控制方案不能很好的适应日益复杂的交通状况,本文针对红绿灯的配时优化问题,运用时变论域对配时周期及各相位的配时方案动态调整,并结合语言动力学知识动态描述其演化轨迹,对交叉路口的红绿灯配时进行优化。论文首先介绍交通信号控制的相关理论、交通状态的评价指标及相关的交通流理论,阐述了平行系统、语言动力系统及时变论域下模糊集合的相关理论知识。在总结现有研究现状的基础上,结合基于ACP的平行系统思想,给出了红绿灯配时系统的整体框架。其次,根据平行系统中的计算实验层与时变论域方法,分析了变周期、变相序的动态策略,讨论了各种交通状况下的红绿灯配时方案。最后,以某一实际三叉路口为实例,由路口特性及历史车流数据,计算不同时刻的车流状况下的动态配时方案,并给出其语言动力学动态演化轨迹,最后通过交通仿真软件验证了该方案的可行性。本文的红绿灯配时具有以下特点:首先,在本文中,模糊集合所在论域随时间变化而改变,以描述红绿灯的配时周期随交通流的变化而改变的情形,且模糊集合的隶属函数根据周期的变化状况进行调整;其次,本文配时方案对应的模糊规则库由人工红绿灯在各种交通流状况下以出行者平均等待时间最短为目标经过计算实验的结果而得;再次,本文的配时方案是自适应变化的,即在不同的时间,随着交通流的变化,配时周期及各相位的时长与交通流的状况相适应;最后,本文采用时变论域下的语言动力学理论来对红绿灯配时的演化过程进行动态描述。

关键词：交通拥堵红绿灯配时时变论域语言动力系统平行系统模糊控制

红绿灯配时优化模型研究——以秦皇岛华联商厦五岔路口为例

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中国高新技术企业 2016年第5期 23-24页

作者：林荷静高甲刘雪静金秋刘子维胡嘉伦东北大学秦皇岛分校数学与统计学院河北秦皇岛066004

文章利用统计实验的方法探究了路口的通行规律,得出交叉路口的车辆到达率和离开率,以车辆总延误时间最小为目标得出最佳绿信比和最佳信号周期,并以秦皇岛市华联商厦五岔口为例,对模型结果的有效性进行了验证,从而为解决城市交叉口车辆... 详细信息

文章利用统计实验的方法探究了路口的通行规律,得出交叉路口的车辆到达率和离开率,以车辆总延误时间最小为目标得出最佳绿信比和最佳信号周期,并以秦皇岛市华联商厦五岔口为例,对模型结果的有效性进行了验证,从而为解决城市交叉口车辆拥挤现象、提高路口运行效率提供参考依据。

关键词：车辆到达率绿信比延误时间红绿灯配时交叉路口

红绿灯配时合理度的影响因素研究--基于杭州市的调查

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科技成果管理与研究 2014年第2期 53-55页

作者：张洁项莹浙江中医药大学管理学院浙江杭州310050

目前城市交通问题日益突显，红绿灯配时对交通拥堵与否起着重要作用，如何合理地进行红绿灯配时是解决路口交通问题的关键。文章以杭州市为例，首先归纳出可能影响红绿灯配时合理度的四大因素，在科学测量和实地调研的基础上实证检验四... 详细信息

目前城市交通问题日益突显，红绿灯配时对交通拥堵与否起着重要作用，如何合理地进行红绿灯配时是解决路口交通问题的关键。文章以杭州市为例，首先归纳出可能影响红绿灯配时合理度的四大因素，在科学测量和实地调研的基础上实证检验四大因素对红绿灯配时合理度的影响程度，并提出对策建议。

关键词：交通信号管理红绿灯配时合理度影响因素

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时变论域下红绿灯配时的模糊控制

测控技术 2019年第11期38卷 115-120页

作者：曹小玲莫红朱凤华长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114 中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室北京100190

针对交叉口日益拥堵,交通信号灯配时设置的不合理问题,提出一种基于时变论域的模糊控制方法,给出了交通信号灯的实时配时方案。该配时方法通过动态地调整信号周期和绿灯时长,以匹配多变的交通流状况,实现了实时控制。以长沙市某十字路... 详细信息

针对交叉口日益拥堵,交通信号灯配时设置的不合理问题,提出一种基于时变论域的模糊控制方法,给出了交通信号灯的实时配时方案。该配时方法通过动态地调整信号周期和绿灯时长,以匹配多变的交通流状况,实现了实时控制。以长沙市某十字路口为例验证了该方案的有效性,结果表明:与定时信号配时方法相比,该配时方法更有效的缓解了交叉口交通拥堵状况,增强了路口通行能力,减少了车辆延误时间。

关键词：时变论域模糊控制红绿灯配时车辆延误

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城市主干道红绿灯配时优化与仿真程序

山东工业技术 2014年第9期 55-57页

作者：黄亚坤丁润泽赵治文吴铁鹰南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016

城市路口设置红绿灯的作用是使交通流在路口能够有序地通过,而城市主干道则是城市交通的主要承担者。但传统的上下行同步红绿灯常常导致"绿灯无车红灯堵"、主干道堵车越来越严重等现象,车辆的能耗和尾气排放无谓增加,造成资源浪费。本... 详细信息

城市路口设置红绿灯的作用是使交通流在路口能够有序地通过,而城市主干道则是城市交通的主要承担者。但传统的上下行同步红绿灯常常导致"绿灯无车红灯堵"、主干道堵车越来越严重等现象,车辆的能耗和尾气排放无谓增加,造成资源浪费。本文介绍一种采用"十字路口不同步红绿灯配时"方案,使得"城市主干道不间断通行"、总车辆等待时间短,以疏通城市车辆交通、达到节能减排目的。为此,我们编写了面向对象模拟软件,通过建模和仿真,比较分析了主干道以及单行道分别采用错时红绿灯和同步红绿灯时,交通通行能力、能耗和排放。程序仿真证明:主干道错时红绿灯系统令道路通行能力显著提高,使得汽车能耗和尾气排放相应减少,对改善交通和城市环境具有较大价值。

关键词：面向对象红绿灯配时减排模拟仿真

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基于蠕虫行走模型的交通绿波带智能控制研究

科技创新与应用 2015年第35期5卷 28-29页

作者：姜瑜斐夏张莉李真真易霄翔杭州电子科技大学管理学院浙江杭州310018

文章基于交通流理论建立干线交通信号的双层规划蠕虫行走模型,采用模拟植物生长算法求解模型从而得到各个交叉口主干道的红绿灯配时,并用算例验证模型对于缓解交通拥堵的有效性。

关键词：蠕虫行走模型双层规划模拟植物生长算法红绿灯配时