基于MATLAB的城市交通信号模糊控制方法研究

毕 业 设 计（论 文）

设计(论文)题目： 基于MATLAB的城市交通

信号模糊控制方法研究

学位论文 目录

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摘 要 .......................................................... III Abstract ........................................................ IV 第一章 绪 论 ..................................................... 1 1.1 论文选题背景及意义 ........................................ 1 1.2 研究现状及发展趋势 ........................................ 2 第二章 城市交通信号控制概论 ...................................... 2 2.1 城市交通信号控制的基本概念 ................................ 2 2.1.1周期长度 ............................................. 2 2.1.2 绿信比 ............................................... 2 2.1.3 相位差 ............................................... 3 2.2 城市交通信号控制的评价指标 ................................ 3 2.2.1 延误时间 ............................................. 4 2.2.2 平均起停次数 ......................................... 4 2.2.3 平均排队长度 ......................................... 4 2.2.4 通行能力 ............................................. 4 2.2.5 处理量 ............................................... 5 2.3 城市交通信号控制系统的分类 ................................ 5 2.3.1 定时控制 ............................................. 5 2.3.2 感应式控制 ........................................... 5 2.4 定时控制与感应式控制的比较 ................................ 6 2.4.1 定时控制的优越性及局限性 ............................. 7 2.4.2 感应式控制的优越性和局限性 ........................... 7 2.5 现有城市交通控制存在的问题 ................................ 7 2.6 城市交通信号控制研究的新思路 .............................. 8 第三章 基于模糊控制的交通信号控制系统 ............................ 9 3.1 模糊控制概述 .............................................. 9 3.1.1 模糊控制的基本概念 ................................... 9

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学位论文 目录

3.1.2 模糊控制的组成 ...................................... 10 3.1.3 模糊控制器的设计步骤 ................................ 10 3.1.4模糊控制的控制过程 .................................. 10 3.2. 单交叉路口交通信号两级模糊控制系统的设计 ................ 12 3.2.1 交通信号相位的设置 .................................. 12 3.2.2 两级模糊控制器设计 .................................. 13 3.2.3 红灯相位选择模块的设计 .............................. 14 3.2.4 绿灯相位观察模块的设计 .............................. 17 3.2.5 决策模块的设计 ...................................... 20 第四章 城市交通信号模糊控制系统仿真 ............................. 23 4.1 模糊控制器的仿真 ......................................... 23 4.1.1 仿真流程图 .......................................... 23 4.1.2 仿真过程 ............................................ 24 4.2 仿真结果及分析 ........................................... 28 第五章 结 论 .................................................... 31 参考文献 ........................................................ 32 致 谢 ........................................................... 33

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学位论文 摘要

基于MATLAB的城市交通信号模糊控制方法研究

摘 要

随着社会经济的高速发展，对城市交通的各种需求明显增长。传统的交通控制方式越来越不能适应当前的需要，城市交通问题已成为许多城市的焦点问题。面对越来越拥挤的交通，充分利用现有的交通设施改进管理方式，采用新技术提高运输效率是我们应当采取的一项重要措施。

现如今大多数城市采用的交通信号控制方法是定时控制，系统预先分配好红绿灯的时间，这种控制系统已经不能满足快速增长的交通需求。为了提高城市交通路口的通行能力，缓解交通拥挤，实现对城市交通信号更有效、更科学的管理控制，我们就需要设计一种实时控制系统。本文针对当前交通控制系统中存在的问题，结合实际情况，提出了一种基于模糊控制的城市交通信号控制系统方案。

对城市交通信号利用模糊算法实现模糊控制，并利用MATLAB软件设计了一个城市交通信号模糊控制器，用MATLAB软件进行模糊控制仿真，分析仿真结果可以发现模糊控制系统具有很高的控制精度、效率高和响应速度快等特点，它的控制效果优于定时控制系统，该方法对于提高城市交通信号控制系统的控制效果具有重大的意义。

关键词 模糊控制；仿真；MATLAB；城市交通控制

III

学位论文 Abstract

Study on Fuzzy Control Method of City Traffic Signal Based

on MATLAB

Abstract

With the fast development of the social economy, specialized needs for urban transportation have increased sharply. Traditiongal traffic control can hardly satisfy the present situation, road congestion problems have become the focus of many cities. In face of the more and more crowded traffic, it is important for us to take actions to upgrade traffic efficiency by adequately utilizing the basic installments that we have at present, improving management and adopting new technologies.

Now many cities adopt timing control, distribution of traffic lights man-made well in advance of the hold time, which can hardly meet the rapid growth of the traffic demand. In order to realize the city traffic signal system to achieve more effective and more scientific management control, we need to design a real-time control system. In this paper, aiming at the existing problems in the traffic control system, combined with the actual situation, We put forward a kind of control system design of the city traffic signal based on fuzzy control.

The study is about how to make full use of fuzzy control algorithm to control the traffic lights in this paper, also we make a fuzzy controller and make fuzzy control simulation with MATLAB software, the simulation results show that the fuzzy control system is better with high control precision , better efficiency and fast response speed,comparing with the timing control system. The method of controlling traffic lights can play a significant role in improving the effect of the traffic control system.

Key words Fuzzy control; Simulation; MATLAB; Urban traffic control

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