基于車流量動(dòng)態(tài)變化的智能交通控制系統(tǒng)課件

1、基于車流量動(dòng)態(tài)變化 的智能交通控制系統(tǒng)答辯人答辯人 ：李婷：李婷指導(dǎo)教師：楊宏安指導(dǎo)教師：楊宏安團(tuán)隊(duì)成員及分工團(tuán)隊(duì)成員及分工姓名姓名分工分工張彤張彤提出方案提出方案 協(xié)調(diào)組員工作協(xié)調(diào)組員工作李婷李婷建立模型建立模型 制作制作ppt李飛飛李飛飛建立算法建立算法 查找資料查找資料顧強(qiáng)強(qiáng)顧強(qiáng)強(qiáng)軟件模擬與仿真軟件模擬與仿真高鴻基高鴻基方案結(jié)果分析并總結(jié)方案結(jié)果分析并總結(jié)目錄目錄方案提出背景方案提出背景1現(xiàn)狀分析現(xiàn)狀分析2方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)3方案總結(jié)方案總結(jié)4問(wèn)題背景問(wèn)題背景v隨著經(jīng)濟(jì)水平的高速發(fā)展隨著經(jīng)濟(jì)水平的高速發(fā)展, 在道路上行駛的各種在道路上行駛的各種機(jī)動(dòng)車輛不斷增多機(jī)動(dòng)車輛不斷增多,這給城市交通

2、帶來(lái)了巨大壓力這給城市交通帶來(lái)了巨大壓力問(wèn)題分析問(wèn)題分析v傳統(tǒng)的交通信號(hào)燈采用定時(shí)控制傳統(tǒng)的交通信號(hào)燈采用定時(shí)控制,這種控制最主要這種控制最主要的缺點(diǎn)在于當(dāng)車流量變化較大時(shí)的缺點(diǎn)在于當(dāng)車流量變化較大時(shí),會(huì)因?yàn)榉判胁缓蠒?huì)因?yàn)榉判胁缓侠韺?dǎo)致交通阻塞理導(dǎo)致交通阻塞方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)總體思路總體思路開始開始車流量是車流量是否有規(guī)律否有規(guī)律結(jié)束結(jié)束實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)按流量調(diào)節(jié)按流量調(diào)節(jié)統(tǒng)計(jì)車流量統(tǒng)計(jì)車流量調(diào)用算法調(diào)用算法實(shí)時(shí)控制實(shí)時(shí)控制結(jié)束結(jié)束否否是是開始開始車流量是車流量是否有規(guī)律否有規(guī)律定時(shí)控制系統(tǒng)定時(shí)控制系統(tǒng)按流量調(diào)節(jié)按流量調(diào)節(jié)統(tǒng)計(jì)車流量統(tǒng)計(jì)車流量調(diào)用算法調(diào)用算法實(shí)時(shí)控制實(shí)時(shí)控制方案設(shè)計(jì)方案設(shè)

3、計(jì)定時(shí)控制系統(tǒng)定時(shí)控制系統(tǒng) 應(yīng)用條件：對(duì)于具有規(guī)律性的路口應(yīng)用條件：對(duì)于具有規(guī)律性的路口 方案：以長(zhǎng)期的車流統(tǒng)計(jì)與系統(tǒng)相結(jié)合，輸入固方案：以長(zhǎng)期的車流統(tǒng)計(jì)與系統(tǒng)相結(jié)合，輸入固定的時(shí)間數(shù)值，改變當(dāng)前所執(zhí)行的信號(hào)燈周期定的時(shí)間數(shù)值，改變當(dāng)前所執(zhí)行的信號(hào)燈周期車流統(tǒng)計(jì)車流統(tǒng)計(jì)控制信息控制信息方案剖析方案剖析實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)車流量統(tǒng)計(jì)車流量v在每個(gè)車道的遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)分別埋設(shè)壓力傳感器檢在每個(gè)車道的遠(yuǎn)側(cè)和近側(cè)分別埋設(shè)壓力傳感器檢測(cè)車流量測(cè)車流量,檢測(cè)區(qū)距離設(shè)為檢測(cè)區(qū)距離設(shè)為100mv遠(yuǎn)側(cè)檢測(cè)器執(zhí)行通行車遠(yuǎn)側(cè)檢測(cè)器執(zhí)行通行車 輛數(shù)輛數(shù)加操作加操作,近側(cè)檢測(cè)器近側(cè)檢測(cè)器 執(zhí)行執(zhí)行減操作減操作,檢測(cè)

4、區(qū)則能檢測(cè)區(qū)則能 獲得該方向等待放行的獲得該方向等待放行的 車輛數(shù)車輛數(shù)方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)算法思想算法思想 模糊控制是將長(zhǎng)期觀察和統(tǒng)計(jì)得出的規(guī)律作為控制策略模糊控制是將長(zhǎng)期觀察和統(tǒng)計(jì)得出的規(guī)律作為控制策略, 并將它轉(zhuǎn)化成機(jī)器可識(shí)別的自然語(yǔ)言并將它轉(zhuǎn)化成機(jī)器可識(shí)別的自然語(yǔ)言, 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制 將人對(duì)交通指揮策略語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為機(jī)器語(yǔ)將人對(duì)交通指揮策略語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為機(jī)器語(yǔ)言所描述的控制算法言所描述的控制算法, 使得該算法能夠模使得該算法能夠模擬人的思維對(duì)各個(gè)車道的時(shí)間分配問(wèn)題進(jìn)擬人的思維對(duì)各個(gè)車道的時(shí)間分配問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)地分析行系統(tǒng)地分析, 從而實(shí)現(xiàn)紅綠燈時(shí)間的可從而實(shí)現(xiàn)紅綠燈時(shí)間的可變控制變

5、控制方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)建立模型建立模型XX21XX21XX21XX21Y:當(dāng)前相位綠燈延時(shí)時(shí)間X1：當(dāng)前相位 總車輛數(shù) 計(jì)算X2:下一相位 總車輛數(shù)隸屬度計(jì)算隸屬度計(jì)算模糊控制規(guī)則模糊控制規(guī)則模糊量運(yùn)算模糊量運(yùn)算- -+ +車流量車流量方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)算法思想算法思想四個(gè)相位：四個(gè)相位：1.東至西東至西, 西至東西至東, 西至南西至南, 東至北東至北2.西至北西至北, 東至南東至南; 3.南至北南至北, 北至南北至南, 南至東南至東, 北至西北至西; 4.北至東北至東, 南至西。南至西。方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)算法設(shè)計(jì)算法 變量設(shè)置變量設(shè)置輸入量輸入量: X1 和和X2 等待的車輛平均數(shù)目的基本論域

6、確定為等待的車輛平均數(shù)目的基本論域確定為 0,Qmax , Qmax 是能接受的最大等待車輛平均數(shù)目是能接受的最大等待車輛平均數(shù)目,這里假設(shè)為這里假設(shè)為40。 將等待車輛平均數(shù)的論域確定為將等待車輛平均數(shù)的論域確定為- 5, -4, - 3, - 2, - 1, 0, 1, 2, 3, 4, 5 X1或或X20 3 4 6 7 10 12 14 16 18 19 24-5-4-3-2-10X1或或X225 27 28 30 31 33 34 36 37 4012345方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)算法設(shè)計(jì)算法 變量設(shè)置變量設(shè)置輸出量輸出量: Y 將綠燈延時(shí)時(shí)間的基本論域確定為將綠燈延時(shí)時(shí)間的基本論域確定

7、為 Gmin, Gmax ，在這里設(shè)定，在這里設(shè)定Gmin = -4s(符號(hào)為負(fù)符號(hào)為負(fù)表示減去相應(yīng)的時(shí)間表示減去相應(yīng)的時(shí)間), Gmax= 20s。 將綠燈延時(shí)時(shí)間的論域確定為將綠燈延時(shí)時(shí)間的論域確定為-2，-1， 0, 1, 2, 3, 4, 5,6, 7, 8, 9, 10 。 比例因子比例因子K = 24/ 12= 2 延時(shí)時(shí)間延時(shí)時(shí)間= K *模糊集數(shù)據(jù)模糊集數(shù)據(jù)方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)算法設(shè)計(jì)算法 X 和和Y 的語(yǔ)言變量都選取的語(yǔ)言變量都選取7 個(gè)語(yǔ)言值個(gè)語(yǔ)言值 X:“很少很少” NB, “較少較少” NM, “少少”NS,“正正 常?！?ZE，“多多”PS，“較多較多”PM, “很很

8、 多多” PBY:“負(fù)中負(fù)中” NM, “負(fù)小負(fù)小”NS, “零零”ZE，“正正 小小”PS,“正中正中”PM,“正大正大”PB，“正很大正很大” PVB方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)算法設(shè)計(jì)算法輸入變量輸入變量X X的隸屬度函數(shù)的隸屬度函數(shù)方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)算法設(shè)計(jì)算法輸出量輸出量Y Y的隸屬度函數(shù)的隸屬度函數(shù)方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)算法設(shè)計(jì)算法下一下一相位相位（X2）當(dāng)前相位（當(dāng)前相位（X1）NBNMNSZEPSPMPBNBNSZEPSPMPBPVBPVBNMNSZEPSPMPBPVBPVBNSNMNSPSPSPBPBPVBZENMNSZEPSPMPBPBPSNMNSZEPSPMPMPBPMNMNMN

9、SZEPSPMPMPBNMNMNSZEPSPMPM控制規(guī)則表控制規(guī)則表通過(guò)建立控通過(guò)建立控制查詢表制查詢表, ,直直接通過(guò)查詢接通過(guò)查詢表就可得到表就可得到相應(yīng)輸相應(yīng)輸出量，出量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)實(shí)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制時(shí)控制方案算法實(shí)施方案算法實(shí)施對(duì)于同一相位的兩個(gè)走向車流量比較對(duì)于同一相位的兩個(gè)走向車流量比較均衡均衡的情況的情況西西東東方案算法實(shí)施方案算法實(shí)施對(duì)于同一相位的兩個(gè)走向車流量對(duì)于同一相位的兩個(gè)走向車流量不均衡不均衡的情況：的情況：西西東東北北方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)軟件仿真軟件仿真前景展望前景展望1.統(tǒng)計(jì)車流量時(shí)也可以采用無(wú)線射頻技術(shù)（統(tǒng)計(jì)車流量時(shí)也可以采用無(wú)線射頻技術(shù)（FIRD）提高路況信息的收集精確度提高路況信息的收集精確度2.用于同一相位不同走向用于同一相位不同走向但車流量嚴(yán)重不平衡且具但車流量嚴(yán)重不平衡且具有時(shí)間規(guī)律性的路段：有時(shí)間規(guī)律性的路段：方案總結(jié)方案總結(jié)1、突破了傳統(tǒng)的紅綠燈固定配時(shí)模、突破了傳統(tǒng)的紅綠燈固定配時(shí)模式，式，根據(jù)實(shí)時(shí)交通根據(jù)實(shí)時(shí)交通路況靈活地切換路況靈活地切換紅綠燈紅綠燈提高提高了車輛通行效率了車輛通行效率優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)2、該系統(tǒng)采用簡(jiǎn)單的模糊算法、該系統(tǒng)采用簡(jiǎn)單的模糊算法、增添壓力傳感器等方法，方案切實(shí)增添壓力傳感器