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基于模糊控制的智能交通信号灯系统的研究与设计




滨州学院大学生科研训练计划



基于模糊控制的智能交通信号灯系统
的研究与设计





每天早晨睁开眼睛,深吸一口气,给自己一个微笑,然后
说:“在这美妙的一天,我又要获得多少知识啊!”





滨州学院计算机科学技术系
2008 级通信工程二班生命不息
项目负责人:刘志远
电子邮件:liuzhiyuan86@ 奋斗不止




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基于模糊控制的智能交通信号灯系统的研究与设计

智能交通信号灯系统的研究与设计
引言
21 世纪将是公路交通智能化的世纪,人们将要采用智能交通系统,在该系统中,交通系统靠自身的智
能将交通流量调整至最佳状态。智能交通是基于现代电子信息技术,面向交通运输的服务系统。它的突出
特点是以信息的收集、处理、发布、交换、分析、利用为主线,为交通参与者提供多样性的服务。说白了
就是利用高科技使传统的交通模式变得更加智能化,更加安全、节能、高效率。
在交通系统中,交通信号灯是城市道路网中的主要控制设施,合理调节信号灯的控制能够提高城市交
通质量,减少交通事故,提高现有道路利用率。本设计的思想为通过对实时交通信息数据的分析对交通信
号灯实施合理的控制,以达到高效、快速、智能交通的目的。鉴于交通流具有强不确定性而且交通结构十
分复杂,系统难以建立精确模型和采用模型求解的方法来实现控制,所以在设计交叉口的信号灯控制器时,
根据模糊控制理论而采用了模糊控制的方法。在基本通行时间基础上,在当前方向绿灯时间结束时,模糊
控制器根据红绿灯的两个方向上车辆排队长度和上游路口交通状况作出判决,得到绿灯方向上通行时间的
延长量。模糊控制器的控制规则体现了交警在实际路口交通指挥中的经验。而对于交叉口的交通信号灯系
统的协调问题,将在多个单点交叉口的基础上建立绿波系统加以研究,并采用遗传退火算法得出主干线线
控系统的最佳配时优化结果。本项目设计了一个交通路口信号控制仿真程序,以实际交通参数为仿真数据,
分别采用模糊控制和固定配时方案控制交叉口信号灯,计算车辆通过路口的平均延误,并比较两种配时方
案的控制性能。
在模型制作方面,采用单片机或 DSP 控制的方式,根据模糊算法编写相应的 C 语言程序,然后将程序
烧录到单片机中,通过控制发光二极管的亮与灭来表示红绿灯。
关键词:智能交通;交通信号控制;模糊控制;单片机、DSP;遗传退火算法。









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基于模糊控制的智能交通信号灯系统的研究与设计

第一章绪论
课题研究的背景和意义
在这个科学技术和世界经济飞速发展的时代,交通运输在经济和社会发展中起着举足轻重的作用,也
是经济持续稳定发展的基础。近年来,随着交通需求急剧增长,交通运输所带来的交通拥堵、交通事故等
负面效应也日益突出。日益严俊的交通形势对有限的资源财力和环境保护压力,需要依靠除限制需求和提
供道路设施之外的其它方法来满足日益增长的交通需求。智能交通系统正是解决这一矛盾的途径之一。智
能交通系统将先进的电子技术、信息技术、