基于递阶模糊控制—遗传算法的城市干线交通信号智能控制方法研究

摘要

目前对于城市干线交通信号智能控制技术研究主要采用的是模糊控制理论，并取得了一定的交通控制效果，但是模糊控制理论中所采用的隶属函数或控制规则一旦确定就不再更新，这势必造成与实际交通变化情况不符的情况，致使控制效果大大降低。 本文在分析总结前人研究成果的基础上，开展了基于递阶模糊控制-遗传算法的城市干线交通信号智能控制技术研究。首先，采用递阶模糊控制系统，对城市干线各交叉口进行协调优化控制，尽量降低交通干线上通行车辆的平均延误数，提高交通干线的通行能力；然后，针对模糊控制器存在隶属函数因人为制定而影响递阶模糊控制系统控制性能的不足之处，采用了遗传算法对模糊控制器的模糊控制输出量进行优化，使得递阶模糊控制系统的控制性能得以提高，交通干线的通行能力得以进一步提升。最后，运用MATLAB7.0编写仿真程序，分别对交通干线定时控制算法、递阶模糊控制算法以及递阶模糊控制.遗传算法进行仿真，详细说明了仿真方法、仿真流程及相关程序代码，通过算例对三个控制算法的结果进行了对比、分析。 MATLAB仿真实验的分析结果证明：在城市干线交通信号的协调控制中，递阶模糊控制-遗传算法优于递阶模糊控制算法，而递阶模糊控制算法又优于定时控制算法。

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声明

第一章绪论

1.1研究背景和意义

1.2国内外发展现状分析

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

1.3论文研究内容及结构

1.3.1研究内容

1.3.2论文的组织结构

第二章基础理论

2.1引言

2.2城市交通信号控制的基本概念及评价指标

2.2.1基本概念及控制参数

2.2.2性能指标

2.2.3交通信号控制类型的分类

2.3模糊控制理论

2.3.1模糊控制的特点

2.3.2城市干线交叉口的模糊控制

2.3.3实现模糊控制的步骤

2.4遗传算法

2.4.1遗传算法的特点

2.4.2遗传算法的基本原理

2.4.3遗传算法的收敛性

第三章 基于递阶模糊控制-遗传算法的城市干线智能控制方法研究

3.1引言

3.2干线交叉口的递阶协调模糊控制

3.2.1大系统理论及控制形式

3.2.2递阶协调模糊控制系统的原理

3.2.3递阶协调模糊控制模型及算法

3.3模糊控制器

3.3.1绿灯延长时间的确定

3.3.2协调单元的功能

3.3.3车辆密度及车速的模糊关系

3.4递阶模糊控制的遗传算法优化方法

第四章仿真实验与结果分析

4.1遗传算法结构

4.2遗传算法实现方案

4.2.1遗传算法优化设计方案

4.2.2遗传算法参数选取

4.3仿真流程及实现

4.3.1城市干线的定时控制

4.3.2城市交通干线递阶模糊控制的主流程

4.3.3城市交通干线递阶模糊-遗传算法的程序实现

4.4仿真结果分析

总结与展望

参考文献

附录

致谢