基于车流量动态变化的智能交通控制系统课件.ppt

1、基于车流量动态变化 的智能交通控制系统 IE 3+2答辩人答辩人答辩人答辩人答辩人答辩人 ：李婷：李婷：李婷：李婷：李婷：李婷指导教师：杨宏安指导教师：杨宏安指导教师：杨宏安指导教师：杨宏安指导教师：杨宏安指导教师：杨宏安团队成员及分工团队成员及分工姓名姓名分工分工张彤张彤提出方案提出方案 协调组员工作协调组员工作李婷李婷建立模型建立模型 制作制作ppt李飞飞李飞飞建立算法建立算法 查找资料查找资料顾强强顾强强软件模拟与仿真软件模拟与仿真高鸿基高鸿基方案结果分析并总结方案结果分析并总结目录目录方案提出背景方案提出背景方案提出背景方案提出背景方案提出背景方案提出背景1 1 1现状分析现状分析现状

2、分析现状分析现状分析现状分析2 2 2方案设计方案设计方案设计方案设计方案设计方案设计3 3 3方案总结方案总结方案总结方案总结方案总结方案总结4 4 4问题背景问题背景v随着经济水平的高速发展随着经济水平的高速发展,在道路上行驶的各种在道路上行驶的各种机动车辆不断增多机动车辆不断增多,这给城市交通带来了巨大压力这给城市交通带来了巨大压力问题分析问题分析v传统的交通信号灯采用定时控制传统的交通信号灯采用定时控制,这种控制最主要这种控制最主要的缺点在于当车流量变化较大时的缺点在于当车流量变化较大时,会因为放行不合会因为放行不合理导致交通阻塞理导致交通阻塞方案设计方案设计总体思路总体思路开始开始开

3、始开始开始开始车流量是车流量是车流量是车流量是车流量是车流量是否有规律否有规律否有规律否有规律否有规律否有规律结束结束结束结束结束结束实时控制系统实时控制系统实时控制系统实时控制系统实时控制系统实时控制系统按流量调节按流量调节按流量调节按流量调节按流量调节按流量调节统计车流量统计车流量统计车流量统计车流量统计车流量统计车流量调用算法调用算法调用算法调用算法调用算法调用算法实时控制实时控制实时控制实时控制实时控制实时控制结束结束结束结束结束结束否否否否否否是是是是是是开始开始开始开始开始开始车流量是车流量是车流量是车流量是车流量是车流量是否有规律否有规律否有规律否有规律否有规律否有规律定时控制系

4、统定时控制系统定时控制系统定时控制系统定时控制系统定时控制系统按流量调节按流量调节按流量调节按流量调节按流量调节按流量调节统计车流量统计车流量统计车流量统计车流量统计车流量统计车流量调用算法调用算法调用算法调用算法调用算法调用算法实时控制实时控制实时控制实时控制实时控制实时控制方案设计方案设计定时控制系统定时控制系统 应用条件：对于具有规律性的路口应用条件：对于具有规律性的路口 方案：以长期的车流统计与系统相结合，输入固方案：以长期的车流统计与系统相结合，输入固定的时间数值，改变当前所执行的信号灯周期定的时间数值，改变当前所执行的信号灯周期车流统计车流统计车流统计车流统计车流统计车流统计控制信

5、息控制信息控制信息控制信息控制信息控制信息方案剖析方案剖析实时控制系统实时控制系统统计车流量统计车流量v在每个车道的远侧和近侧分别埋设压力传感器检在每个车道的远侧和近侧分别埋设压力传感器检测车流量测车流量,检测区距离设为检测区距离设为100mv远侧检测器执行通行车远侧检测器执行通行车 辆数辆数加操作加操作,近侧检测器近侧检测器 执行执行减操作减操作,检测区则能检测区则能 获得该方向等待放行的获得该方向等待放行的 车辆数车辆数方案设计方案设计算法思想算法思想 模糊控制是将长期观察和统计得出的规律作为控制策略模糊控制是将长期观察和统计得出的规律作为控制策略,并将它转化成机器可识别的自然语言并将它转

6、化成机器可识别的自然语言,进而实现自动控制进而实现自动控制 将人对交通指挥策略语言转化为机器语将人对交通指挥策略语言转化为机器语言所描述的控制算法言所描述的控制算法,使得该算法能够模使得该算法能够模拟人的思维对各个车道的时间分配问题进拟人的思维对各个车道的时间分配问题进行系统地分析行系统地分析,从而实现红绿灯时间的可从而实现红绿灯时间的可变控制变控制方案设计方案设计建立模型建立模型XX21XX21XX21XX21Y:Y:Y:当前相位绿当前相位绿当前相位绿灯延时时间灯延时时间灯延时时间X1X1X1：当前相位：当前相位：当前相位 总车辆数总车辆数总车辆数 计算计算计算X2X2X2:下一相位下一相位

7、下一相位 总车辆数总车辆数总车辆数隶属度计算隶属度计算隶属度计算隶属度计算隶属度计算隶属度计算模糊控制规则模糊控制规则模糊控制规则模糊控制规则模糊控制规则模糊控制规则模糊量运算模糊量运算模糊量运算模糊量运算模糊量运算模糊量运算-+车流量车流量车流量车流量车流量车流量方案设计方案设计算法思想算法思想四个相位：四个相位：1.东至西东至西,西至东西至东,西至南西至南,东至北东至北2.西至北西至北,东至南东至南;3.南至北南至北,北至南北至南,南至东南至东,北至西北至西;4.北至东北至东,南至西。南至西。方案设计方案设计设计算法设计算法 变量设置变量设置输入量输入量:X1 和和X2 等待的车辆平均数目

8、的基本论域确定为等待的车辆平均数目的基本论域确定为 0,Qmax,Qmax 是能接受的最大等待车辆平均数目是能接受的最大等待车辆平均数目,这里假设为这里假设为40。将等待车辆平均数的论域确定为将等待车辆平均数的论域确定为-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方案设计方案设计设计算法设计算法 变量设置变量设置输出量输出量:Y 将绿灯延时时间的基本论域确定为将绿灯延时时间的基本论域确定为 Gmin,Gmax ，

9、在这里设定，在这里设定Gmin=-4s(符号为负符号为负表示减去相应的时间表示减去相应的时间),Gmax=20s。将绿灯延时时间的论域确定为将绿灯延时时间的论域确定为-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 延时时间延时时间=K*模糊集数据模糊集数据方案设计方案设计设计算法设计算法 X 和和Y 的语言变量都选取的语言变量都选取7 个语言值个语言值 X:“很少很少”NB,“较少较少”NM,“少少”NS,“正正 常常”ZE，“多多”PS，“较多较多”PM,“很很 多多”PBY:“负中负中”NM,“负小负小”NS,“零零”ZE，“正正 小小”PS,

10、“正中正中”PM,“正大正大”PB，“正很大正很大”PVB方案设计方案设计设计算法设计算法输入变量输入变量输入变量输入变量输入变量输入变量X X X X X X的隶属度函数的隶属度函数的隶属度函数的隶属度函数的隶属度函数的隶属度函数方案设计方案设计设计算法设计算法输出量输出量输出量输出量输出量输出量Y Y Y Y Y Y的隶属度函数的隶属度函数的隶属度函数的隶属度函数的隶属度函数的隶属度函数方案设计方案设计设计算法设计算法下一下一相位相位（X2）当前相位（当前相位（X1）NBNMNSZEPSPMPBNBNSZEPSPMPBPVBPVBNMNSZEPSPMPBPVBPVBNSNMNSPSPSPB

11、PBPVBZENMNSZEPSPMPBPBPSNMNSZEPSPMPMPBPMNMNMNSZEPSPMPMPBNMNMNSZEPSPMPM控制规则表控制规则表控制规则表控制规则表控制规则表控制规则表通过建立控通过建立控通过建立控通过建立控通过建立控通过建立控制查询表制查询表制查询表制查询表制查询表制查询表,直直直直直直接通过查询接通过查询接通过查询接通过查询接通过查询接通过查询表就可得到表就可得到表就可得到表就可得到表就可得到表就可得到相应输出量，相应输出量，相应输出量，相应输出量，相应输出量，相应输出量，进而实现实进而实现实进而实现实进而实现实进而实现实进而实现实时控制时控制时控制时控制时控

12、制时控制方案算法实施方案算法实施对于同一相位的两个走向车流量比较对于同一相位的两个走向车流量比较对于同一相位的两个走向车流量比较对于同一相位的两个走向车流量比较对于同一相位的两个走向车流量比较对于同一相位的两个走向车流量比较均衡均衡均衡均衡均衡均衡的情况的情况的情况的情况的情况的情况西西西西西西东东东东东东方案算法实施方案算法实施对于同一相位的两个走向车流量对于同一相位的两个走向车流量不均衡不均衡的情况：的情况：西西西西西西东东东东东东北北北北北北方案设计方案设计软件仿真软件仿真前景展望前景展望1.统计车流量时也可以采用无线射频技术（统计车流量时也可以采用无线射频技术（FIRD）提高路况信息的

13、收集精确度提高路况信息的收集精确度2.用于同一相位不同走向用于同一相位不同走向但车流量严重不平衡且具但车流量严重不平衡且具有时间规律性的路段：有时间规律性的路段：方案总结方案总结1 1 1、突破了传统的红绿灯固定配时模、突破了传统的红绿灯固定配时模、突破了传统的红绿灯固定配时模、突破了传统的红绿灯固定配时模、突破了传统的红绿灯固定配时模、突破了传统的红绿灯固定配时模式，根据实时交通路况灵活地切换式，根据实时交通路况灵活地切换式，根据实时交通路况灵活地切换式，根据实时交通路况灵活地切换式，根据实时交通路况灵活地切换式，根据实时交通路况灵活地切换红绿灯提高了车辆通行效率红绿灯提高了车辆通行效率红绿

14、灯提高了车辆通行效率红绿灯提高了车辆通行效率红绿灯提高了车辆通行效率红绿灯提高了车辆通行效率优点优点优点优点优点优点2 2 2、该系统采用简单的模糊算法、该系统采用简单的模糊算法、该系统采用简单的模糊算法、该系统采用简单的模糊算法、该系统采用简单的模糊算法、该系统采用简单的模糊算法、增添压力传感器等方法，方案切实增添压力传感器等方法，方案切实增添压力传感器等方法，方案切实增添压力传感器等方法，方案切实增添压力传感器等方法，方案切实增添压力传感器等方法，方案切实可行可行可行可行可行可行方案总结方案总结1.1.1.1.1.1.对于东西方向与南北方向车流对于东西方向与南北方向车流对于东西方向与南北方

15、向车流对于东西方向与南北方向车流对于东西方向与南北方向车流对于东西方向与南北方向车流量不平衡的情况，会使车流量少量不平衡的情况，会使车流量少量不平衡的情况，会使车流量少量不平衡的情况，会使车流量少量不平衡的情况，会使车流量少量不平衡的情况，会使车流量少的走向车辆等待时间加长的走向车辆等待时间加长的走向车辆等待时间加长的走向车辆等待时间加长的走向车辆等待时间加长的走向车辆等待时间加长2.2.2.2.2.2.对于没有及时进入相应车道车对于没有及时进入相应车道车对于没有及时进入相应车道车对于没有及时进入相应车道车对于没有及时进入相应车道车对于没有及时进入相应车道车辆的情况未能全面考虑辆的情况未能全面考虑辆的情况未能全面考虑辆的情况未能全面考虑辆的情况未能全面考虑辆的情况未能全面考虑不足不足不足不足不足不足