CN104809892A - 一种单交叉口交通信号模糊控制器 - Google Patents

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徐胜
吴丽琴
郝静
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Nantong Vocational College
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Nantong Vocational College
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    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/07—Controlling traffic signals

Abstract

本发明属于模糊控制领域，特别涉及一种单交叉口交通信号模糊控制器。包括：知识库（A*oR）、模糊推理机（oR）、量化因子（Kx、Ky、Kt），模糊化输入模块（D/F）和清晰化输出模块（F/D），双输入信号为环形线圈车辆检测器采集路网中的交通流量x1、y1，单输出信号为实时相位绿灯延长时间u，所述交通流量x1、y1经模糊化模块（D/F）转换为模糊化输入变量X、Y输入模糊推理机（oR），结合知识库（A*oR）进行推理分析，得到模糊控制绿灯延长时间输出变量U，再经清晰化输出模块（F/D）可得所述实时相位绿灯延长时间u。本发明能够对当前相位的交通流量信息进行模糊控制，交通流量大时，进行绿灯信号延时，来疏散交通流，达到交通顺畅。

Description

一种单交叉口交通信号模糊控制器
技术领域
本发明属于模糊控制领域，特别涉及一种单交叉口交通信号模糊控制器。
背景技术
目前对于单交叉口所使用的信号控制方式基本上有两种，一种是定时控制方式，一种是感应控制方式。定时控制方式是采用预先设定的信号配时方案进行信号控制，不考虑实时的车辆信息，无法根据车辆到达的数量多少而改变信号配时，其参数是由已知的数据经过一系列的数学运算推倒出来的，信号是依据周期反复执行的，所以很难反映出交通系统的内在规律。感应控制方式采取的方法是利用线圈检测器采集路网中的交通流量，以此来计算相位时间，相对于定时控制方式，此方法在性能上有一定的优势，能够客观地反映出交叉路口的动态交通流信息。
发明内容
本发明要解决的技术问题提供一种单交叉口交通信号模糊控制器，能够对当前相位的交通流量信息进行模糊控制，交通流量大时，进行绿灯信号延时，来疏散交通流，达到交通顺畅。
为解决上述问题，本发明例提供一种单交叉口交通信号模糊控制器，包括：知识库（A* o R）、模糊推理机（o R）、量化因子（Kx、Ky、Kt），模糊化输入模块（D/F）和清晰化输出模块（F/D），双输入信号为环形线圈车辆检测器采集路网中的交通流量x1、y1，单输出信号为实时相位绿灯延长时间u，所述交通流量x1、y1经模糊化模块（D/F）转换为模糊化输入变量X、Y输入模糊推理机（o R），结合知识库（A* o R）进行推理分析，得到模糊控制绿灯延长时间输出变量U，再经清晰化输出模块（F/D）可得所述实时相位绿灯延长时间u。
进一步地，所述交通流量x1、y1均为实时检测的数字信号，x1为绿灯期间通过交叉路口的信号、y1为红灯期间停车滞留的信号。
进一步地，所述交通流量x1、y1经量化因子（Kx、Ky）量化后得到两分量x、y，分量x、y经模糊化模块（D/F）转换后得到所述模糊化变量X、Y。
进一步地，所述知识库（A* o R）包括规则库（R）和数据库（A*），规则库（R）中存放模糊控制规则，数据库（A*）中存放的是产生模糊规则所使用的隶属度函数。
进一步地，所述模糊化变量X、Y送入模糊推理机（o R）与知识库（A* o R）中的隶属度函数进行推理分析得到绿灯延长时间模糊化输出变量U。
进一步地，所述绿灯延长时间模糊化输出变量U经清晰化输出模块（F/D）输出清晰量?。
进一步地，所述清晰量?经量化因子Kt量化后得到实时相位绿灯延长时间u。
附图说明
图1是本发明的模糊控制器的结构图；
图2是本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，环形线圈车辆检测器采集路网中的交通流量信号x1、y1，此信号为采集的数字信，经量化因子 Kx、Ky量化后的两分量分别为 x，y，经由（D/F）模糊化后得到系统的模糊化输入变量 X、Y，然后将输入数据信息送入到模糊推理机（o R），当前相位绿灯时间结束前对当前相位交通流量进行检测，结合知识库（A* o R）存储的模糊规则进行推理，确定对当前绿灯时间进行延长多少，得到模糊化输出变量 U，经由（F/D）清晰化得到其清晰量 ?，再经比例因子 Kt量化后，最终得到清晰化输出结果 u，参与之后的交通控制。
如图2所示，第一步  初始化：设置各相位最短绿灯时间 Gmin和最大绿灯时间 Gmax；指定东西直行相位为初始相位 i，并设定其值为最短绿灯时间 Gi=Gmin。
第二步 采集模糊控制器的输入信号变量。通过车辆检测器采集各个方向的交通流量数据信息，确定模糊控制器的输入变量：绿灯期间通过交叉口的交通流量数据 X 以及红灯期间停车滞留的交通流量数据 Y。
第三步 由输入变量数据及其模糊系统存储的模糊规则，推理得出当前相位的绿灯延时 T。并将 Gmin+T 与 Gmax作比较，判断当前相位实际应该分配的绿灯延长时间。
若有：Gmin+T ＜Gmax此时，将当前相位直接延时 T；跳转到第四步。
若有：Gmin+T ≥Gmax则设定当前相位的绿灯延时为 Gmax-Gmin；跳转到 第四步。
第四步  在当前绿灯延时时间内(T 或 Gmax-Gmin)测得各个相位各车道交通流量数据信息。得到交叉口各个相位在红灯期间滞留期间交通流量 Yi+1；并且找出其中除当前相位外红灯期间车辆滞留量最大相位的车辆数 Ymax。
第五步 设置车辆数为 Ymax的相位为下一绿灯相位。此时该相位获取通行权，并设定其值为最小绿灯时间为 Gi+1=Gmin，跳转到 第二步继续执行。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种单交叉口交通信号模糊控制器，包括：知识库（A* o R）、模糊推理机（o R）、量化因子（Kx、Ky、Kt），模糊化输入模块（D/F）和清晰化输出模块（F/D），其特征在于：双输入信号为环形线圈车辆检测器采集路网中的交通流量x1、y1，单输出信号为实时相位绿灯延长时间u，所述交通流量x1、y1经模糊化模块（D/F）转换为模糊化输入变量X、Y输入模糊推理机（o R），结合知识库（A* o R）进行推理分析，得到模糊控制绿灯延长时间输出变量U，再经清晰化输出模块（F/D）可得所述实时相位绿灯延长时间u。
2.根据权利要求1所述的一种单交叉口交通信号模糊控制器，其特征在于，所述交通流量x1、y1均为实时检测的数字信号，x1为绿灯期间通过交叉路口的信号、y1为红灯期间停车滞留的信号。
3.根据权利要求1所述的一种单交叉口交通信号模糊控制器，其特征在于，所述交通流量x1、y1经量化因子（Kx、Ky）量化后得到两分量x、y，分量x、y经模糊化模块（D/F）转换后得到所述模糊化变量X、Y。
4.根据权利要求1所述的一种单交叉口交通信号模糊控制器，其特征在于，所述知识库（A* o R）包括规则库（R）和数据库（A*），规则库（R）中存放模糊控制规则，数据库（A*）中存放的是产生模糊规则所使用的隶属度函数。
5.根据权利要求1所述的一种单交叉口交通信号模糊控制器，其特征在于，所述模糊化变量X、Y送入模糊推理机（o R）与知识库（A* o R）中的隶属度函数进行推理分析得到绿灯延长时间模糊化输出变量U。
6.根据权利要求1所述的一种单交叉口交通信号模糊控制器，其特征在于，所述绿灯延长时间模糊化输出变量U经清晰化输出模块（F/D）输出清晰量?。
7.根据权利要求1所述的一种单交叉口交通信号模糊控制器，其特征在于，所述清晰量?经量化因子Kt量化后得到实时相位绿灯延长时间u。
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