交通信號燈的模糊控制對智能運輸?shù)挠绊懠鞍l(fā)展

楊榮秀

【摘要】 隨著城市人口的增加，信號燈在交通運輸中起著非常重要的作用。它是通過對我們的人流車流的調(diào)節(jié)來提高運行的效率，實現(xiàn)安全運輸?shù)摹．斍埃喾N多樣的交通信號系統(tǒng)已經(jīng)被建成了。在應(yīng)對人流量車流量非常大的情況時，我們想到了用模糊量的控制來實現(xiàn)。我們知道每天每時的道路交通情況是不一樣的，是多變的，甚至是不確定的，這樣我們建立普通的數(shù)學(xué)模型很難。本文就這些進行了交通信號的模糊控制系統(tǒng)的研究設(shè)計。

【關(guān)鍵詞】 交通信號 模糊控制 智能運輸

一、交通信號燈控制的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

我們最初的交通控制是人為的隨機思考，不是特別嚴謹?shù)目刂评碚撝С值摹５乾F(xiàn)在針對多樣的、變化的、隨機的城市的交通系統(tǒng)，以往的理論難以做到交通流暢。我們現(xiàn)在的人們學(xué)者對智能交通信號的想法不一，但核心是一樣的就是高科技的新技術(shù)的摻著。

隨著是電子電氣技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，交通效率大大改善提高了，而且安全性還明顯的提高了。所以，新型的、智能的運輸系統(tǒng)越來越信息社會化了，這就是高新技術(shù)的改進對傳統(tǒng)的基本的運輸系統(tǒng)。

二、智能信號控制的基本理論應(yīng)用于交通路口

2.1信號燈設(shè)置的依據(jù)

我們利用了不同的設(shè)施裝置來制作不同的信號，大致上可以表達三種交通控制方式，它是通過不同的裝置來實現(xiàn)的。我們的信號燈是當每個交錯的路口的通行的人流車流的能力到達通行的能力時設(shè)置的。我們必須合理科學(xué)的設(shè)置信號燈，這樣我們才能不造成交通擁擠，才可以充分實現(xiàn)道路效益，避免了浪費。

闖紅燈的情況交通往往是因為信號燈的設(shè)置交通不合理。據(jù)實例來看，交通事故主要是發(fā)生在交叉的路口，主要是在人流車流較低的路口或者人流車流較低的時間段內(nèi)。所以交通我們設(shè)置信號燈的依據(jù)要科學(xué)，不能隨便亂設(shè)交通。綜上所講，我們必須認真研究，來合理的制定依據(jù)。

2.2信號燈對于減少交叉口交錯點的作用

我們知道所謂的交叉口就是指兩條或兩條以上道路相交的區(qū)域。這種路口是決定交通順暢與否以及頻發(fā)事故的焦點所在。車流人流經(jīng)過時會發(fā)生交錯、匯集。所以這樣的位置要特別注意，因此，我們通過多次試驗研究制定了設(shè)置信號的依據(jù)，當遇到這種情況時設(shè)置交通滿足條件的交叉口可控制信號，這樣一來我們就可以避免交叉口的碰撞，從而可以減少或防止交通事故的發(fā)生，這不僅提高了到路口的通行能力，而且提高了道路運行效率。所以我們看出了在交叉路口設(shè)置信號燈的作用。

2.3道路控制系統(tǒng)的智能化

我們運用多種的數(shù)學(xué)理念及多門學(xué)科理論，研制了科學(xué)的應(yīng)用系統(tǒng)。就此產(chǎn)生了智能交通一說。這種新型的智能系統(tǒng)對于我們在交叉路口的車輛、行人過馬路等等都考慮得十分全面。這樣的新型的道路系統(tǒng)的設(shè)計包含很多方面，我們既要做好工程設(shè)計還要考慮到車輛人流的數(shù)據(jù)采集，既要會傳輸處理數(shù)據(jù)值還要能把模型的算法分析透徹，這樣才能調(diào)整好整個的龐大的交通流。我們知道國內(nèi)外的大中型城市的交通都采用了智能控制，當然是不同的環(huán)境，不同的條件方式各異，但是核心都一樣的。 控制模型的算法是智能交通信號控制系統(tǒng)的核心，它是設(shè)計者的控制思想在現(xiàn)實系統(tǒng)中的應(yīng)用，是我們控制道路順暢的策略，是管理的平臺，起著不可替代的關(guān)鍵作用。當前國內(nèi)外的交通信號系統(tǒng)多數(shù)是被動的控制系統(tǒng)，它是以協(xié)調(diào)錯綜的路口的通行能力，優(yōu)化道路交叉口的綠燈信號的比例等為基礎(chǔ)的。

2.4智能交通信號控制系統(tǒng)的設(shè)計的基本的思路

我們首先分析一些數(shù)值信息，預(yù)測交通流的現(xiàn)象，整合后進行仿真實驗?zāi)M現(xiàn)狀進行試驗，然后比對研究后確定實際的路口的控制模式，這樣就可以根據(jù)數(shù)值參數(shù)量進行設(shè)計，從而完成交通信號的設(shè)計。這樣我們就可以根據(jù)不同的路口配備的設(shè)施的不同來進行單點的控制，來優(yōu)化我們的目標函數(shù)，這樣我們就能得出最優(yōu)信號控制方案。控制機的配置路口信號，通過固化基礎(chǔ)參量來配置主控中心數(shù)據(jù)，然后進行我們的數(shù)據(jù)信息值得傳輸設(shè)置。我們的系統(tǒng)中的關(guān)鍵是數(shù)據(jù)信息的變化更新，我們還要管理中心數(shù)據(jù)庫，這里面包含不同的地理信息，不同的平臺數(shù)據(jù)，我們要想保證不同情況不同時間的交通系統(tǒng)的準確度和實用性，我們必須在設(shè)計時針對交叉路口的車輛人流量信息安放檢測的儀器，進行校對進行檢修以備損壞導(dǎo)致交通癱瘓。我們知道交通的控制系統(tǒng)的設(shè)計不是想怎樣就能怎樣的，它是建立在道路上的，它的建立是受到我們的城市道路規(guī)劃的限制的，我們要想做的非常完美也是不現(xiàn)實的，所以我們盡量的在所限環(huán)境的前提下來合理設(shè)計。我們要盡可能地做到最優(yōu)化的控制，為了做到這樣我們按照先主要的后次要的來設(shè)計，先進行單個交錯的路口的系統(tǒng)設(shè)置，在此基礎(chǔ)上我們在做主干道路的協(xié)調(diào)系統(tǒng)。這樣我們可以全面的考慮進而做到最合理最優(yōu)化的智能型系統(tǒng)。

三、智能交通信號的模糊控制思想

我們對于十字路口測車非常的熟悉，它分別有四個不同的方向即東、西、南、北，左行、右行和直行三個車道的車流的每個方向測車都是有的。我們?yōu)榱瞬杉：龜?shù)據(jù)，獲取車流量在道路口做了檢測區(qū)，用來檢測數(shù)據(jù)。我們需要兩個一個在停車的地方用來測量該路上車輛離開的數(shù)據(jù)，另一個設(shè)在遠端提供必要用于檢測車輛到達的數(shù)據(jù)。

3.1綠燈的時候離開的車輛數(shù)量的模糊化

綠燈的模糊控制測車的時間分為兩部分：其一是固定測車的狀態(tài)參數(shù)的采集時間作為路口車輛測車時間；其二根據(jù)模糊決策的延時兩個方向車流量變化進行。綠燈的時候變量的從屬論域，它的速度不超過規(guī)定測車時間的速度，則在10秒內(nèi)通過的轉(zhuǎn)換瞬間最大車輛數(shù)約從屬為10輛。轉(zhuǎn)換以紅綠燈瞬間計時起點，通過的車輛數(shù)作為從屬函數(shù)。

3.2紅燈期間到達車輛數(shù)的模糊化

車輛流量檢測區(qū)的長度有所變化，車輛間的間距直接影響輸入量的變化函數(shù)論域。車輛流量經(jīng)過對某些適宜路口不同時段的滯留的實地調(diào)查分析，距離取我們認為兩個檢測器之間的。紅黃綠信號燈是我們的輸出量，人行橫道的紅綠燈和我們的馬路上的燈是相互關(guān)聯(lián)的，也是固定的，我們的系統(tǒng)也是結(jié)合實際的道路狀況來制定的。

四、智能運輸系統(tǒng)的軟件調(diào)試及系統(tǒng)性能分析

程序設(shè)計思路是我們首先根據(jù)實際情況的記錄，來列出輸入和輸出的分配表，這樣我們編程的時候不會混淆變量之間的關(guān)系。對于這個連續(xù)運行的系統(tǒng)，我們在完成了輸入輸出的設(shè)定后，只需要一個啟動的按鈕，通過定時器等的應(yīng)用會編輯出連續(xù)的自動的系統(tǒng)。這里的輸出很少只有指示燈，包含路口的直行左右行，這樣需要多少個輸出端口根據(jù)我們的分配表即可得出。

我們會發(fā)現(xiàn)實際的運行中，東西和南北兩個方向的信號燈的變化是相同的，這樣我們可以節(jié)約輸出端口，用一個端口驅(qū)動兩個信號燈。這樣不僅節(jié)約了能源而且還讓程序得到了簡化。

系統(tǒng)性能的分析是在我們設(shè)計完成后，我們可以通過實驗來檢驗它的性能，我們在24小時連續(xù)運行的控制柜上進行不定時的不同數(shù)值的信息的輸入，來觀察系統(tǒng)的反應(yīng)是否合乎我們的預(yù)測。我們隨后又規(guī)律性的每小時一次去記錄數(shù)據(jù)，然后比對時序圖檢查他是否合理是否正確，結(jié)果驚人的相同完全符合要求。然后我們有采取了幾個不同季節(jié)不同溫度的樣本，結(jié)果顯示符合時序要求。

五、結(jié)論

通過本文系統(tǒng)的設(shè)計我們解決了智能交通的一些問題，關(guān)鍵是把信號燈進行了合理的分配，尤其是時間的配置，從而解決了不均不穩(wěn)帶來的問題。我們利用先進的理念對交通系統(tǒng)數(shù)質(zhì)量的模糊控制進行模擬，做到了交警的熟練思路，為穩(wěn)定快速的交通做了基礎(chǔ)，實現(xiàn)了有效的控制。

參 考 文 獻

[1]劉亮 羅東偉《城市道路交通信號控制系統(tǒng)分析》2011

[2]李勇《淺談智能交通信號燈控制中電子信息技術(shù)的應(yīng)用》2014

[3]馬國峰 虞喆麟 江偉林 《基于智能化系統(tǒng)的干道交通信號管理與控制》2012

[4]梁杰 徐建閩《周期不同的多交叉口協(xié)調(diào)控制方法》2013