下载文档原格式
高速公路入口匝道模糊控制器的设计
徐建闽;贺敬凯
【期刊名称】《控制理论与应用》
【年(卷),期】2004(021)004
【摘要】入口匝道控制是高速公路控制中的重要内容,但目前在高速公路中使用的入口匝道控制方法的效果均不理想.本文提出使用模糊控制方法进行入口匝道控制的思路,并根据入口匝道控制的原理和模糊控制系统的设计步骤对模糊控制器进行了设计.选用上、下游时间占有率、车速及排队长度等五个模糊量为输入量,根据实际情况分别采用三角形和梯形隶属度函数,建立了包含12条模糊控制规则的规则库,并使用MATLAB工具进行系统仿真.结果表明该控制器用在高速公路入口匝道控制中具有良好的效果.
【总页数】4页(P639-642)
【作者】徐建闽;贺敬凯
【作者单位】华南理工大学,交通学院,广东,广州,510640;华南理工大学,交通学院,广东,广州,510640
【正文语种】中文
【中图分类】TP27
【相关文献】
1.基于GA优化的入口匝道可调模糊控制器设计 [J], 屈波
2.基于收费站栏杆机控制的高速公路入口匝道控流算法设计 [J], 魏广奇;刘晓娟;谭
云龙
3.快速路入口匝道模糊控制器的设计 [J], 郑建湖;董德存;陈洪
4.高速公路入口匝道多维可调模糊控制器设计 [J], 赵丽;张虹
5.城市快速路入口匝道模糊控制器的设计及仿真研究 [J], 郑建湖;陈洪;董德存因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
1 课题背景及意义高速公路是为主要出行发生地区之间的高速车流而设计的分隔式多车道公路［1］。
目前高速公路采用的交通控制策略有入口匝道控制、主线控制、通道控制等类型，此外还有一系列管理措施［2］。
入口匝道控制是应用最广泛的一种控制策略. 其基本目标是控制高速公路的交通需求，即在高峰期间控制进入高速公路的车辆数目，使高速公路交通流能运行在最佳状态附近。
单位时间内允许进入的车辆数称为匝道调节率。
入口匝道控制问题引起了许多学者的兴趣，文献［3～5］都是建立高速公路交通流的数学模型，并根据目标函数提出相应的控制策略。
因为高速公路及其车辆组成的系统非常复杂多变，很难找到能准确描述交通流的模型，所以根据数学模型提出的最优控制策略只能是相对的，不会是绝对最优的。
交通控制系统由道路、车辆、驾驶员、环境条件及控制设备组成，控制对象是车辆及其驾驶员。
在这一系统中控制的信息来源有两种：一是提供测量数据的传感器，如地磁检测器、环形线圈检测器、超声波检测器等，这些检测器提供系统状态变量（交通流量、交通密度、交通速度、入口排队长度等），来自检测器的信息是数据信息；二是提供系统性能描述的专家，来自专家的信息是语言信息。
语言信息常常用模糊的术语来表示，如驾驶员看到前面的车比较多，他就会告诉自己把车开慢一点. 这里的“比较多”和“慢一点”就是模糊术语。
模糊逻辑控制是文献［6］中提出的一种控制方法，它能较好地处理数据信息和语言信息。
因而采用模糊逻辑控制器进行高速公路入口匝道调节是切实可行的。
文献［7,8］曾将模糊控制应用于交通系统中使之与不同的入口匝道相适应。
2 高速公路入口匝道交通的控制的研究现况2.1控制现状目前，关于高速公路匝道的研究多数是针对入口匝道的，出口匝道相关方面的研究只是停留在分析层面，没有更深入的研究[9]~[12]。
不合理的出口匝道的设计有可能导致匝道上的交通流“溢出”到高速公路，从而使高速公路的通行能力大打折扣，并导致高速公路出口区域各种类型的交通冲突点增加，构成更多潜在的交通安全问题。
基于模糊逻辑工具箱的高速公路匝道控制
梁新荣;任睿
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2008(24)13
【摘要】采用MATLAB模糊逻辑工具箱研究高速公路入口匝道控制问题.阐述了模糊逻辑控制器的组成与设计步骤,介绍了MATLAB模糊逻辑工具箱,根据上游、下游交通参数设计了高速公路入口匝道模糊逻辑控制器,并进行了仿真实验.结果表明,该方法切实可行,它能避免高速公路主线交通拥挤和堵塞,实现车辆在高速公路上高效、安全的运行.
【总页数】3页(P255-257)
【作者】梁新荣;任睿
【作者单位】529020,广东,江门五邑大学信息学院;510640,广州,华南理工大学交通学院;529020,广东,江门五邑大学信息学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.基于模糊逻辑的城市快速路入口匝道控制 [J], 陈学文;杨成勇;王娜
2.基于Matlab/Simulink的区间二型自组织模糊逻辑控制器工具箱 [J], 张辈;薛玉;邱望标;谢建兴
3.基于模糊逻辑工具箱的控制系统计算机仿真 [J], 黄成静;王琳;马平;刘红军
4.高速公路非线性反馈模糊逻辑匝道控制器 [J], 梁新荣;刘智勇;毛宗源
5.基于模糊逻辑的高速公路匝道控制的新方法 [J], 张燕;陈阳舟
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
高速公路入口匝道的模糊逻辑控制初探摘要：目前，模糊控制在高速公路中已经开始应用，并取得了一定的成就，模糊控制在交通控制中有着广阔的发展前景。
本文在分析公路匝道控制基础上，介绍了模糊控制方法及其参数的选取，给出了模糊控制系统设计步骤，在此基础上建立了入口匝道模糊控制器的设计机仿真实验，结果表明入口匝道控制其取得了预期效果。
关键词：高速公路流量；入口匝道；模糊控制；仿真中图分类号：TP301.6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2010）11-0125-020 引言高速公路交通控制系统是一个包含人、车、路交互作用的复杂的系统，其控制包括匝道控制、主线控制、通道控制等。
随着控制理论的发展，控制策略的优化方法经历了线性规划、最优控制、次优控制、分层递阶控制。
从数学动力模型来考察交通控制系统是一个非线性、时变系统，交通控制系统可以实现优化交通的目的，但是一旦出现非正常交通时，交通控制系统往往无法适从，甚至出现交通混乱的情况。
智能控制系统的出现给高速公路交通控制系统带来了新的希望。
智能控制系统一般具有以知识表示的非数学广义模型和以数学模型混合表示的混合控制过程，它适用于含复杂性、不完全性、模糊性、不确定和不存在已知算法的生长过程[1，2]。
目前，模糊控制在高速公路中已经开始应用，并取得了一定的成就，模糊控制在交通控制中有着广阔的发展前景。
1 公路匝道控制概述高速公路入口匝道交通控制是应用最广泛的一种控制策略。
其基本目标是控制高速公路的交通需求，即在高峰交通期间控制进入高速公路的车辆数目，使高速公路交通流的流量、密度、速度等参数运行在最佳状体，使某种性能指标达到最佳。
入口匝道调节的实质是将入口交通流在时间和空间上重新分配，其中一部分车辆被准予进入，另一部分车辆在匝道上等待，伺机进入，还有一部分车辆须自行选择替代路线行驶，或沿着高速公路的平行道路前进，从下游的入口匝道进入高速公路。
入口匝道控制包括匝道调节和匝道关闭两种形式，匝道调节实在匝道使用交通信号灯、对进入车辆实行计量控制，单位时间内允许进入的车辆成为匝道调解率，匝道关闭可以看作是匝道调节的极端方法，或视为一种Bang-Bang控制。
基于模糊逻辑算法的高速公路入口匝道控制系统研究的开题报告一、选题背景和意义：随着交通工具的普及和城市化的发展，交通拥堵已成为一个严重影响社会经济发展的问题。
高速公路是我国的主干道路，车流量大且速度快，因此高速公路入口匝道的控制系统对于道路交通安全和交通流畅有重要影响。
目前，传统的高速公路入口匝道控制采用的是固定的信号灯控制，容易造成车辆堵塞和车流量低效。
随着计算机和控制技术的发展，模糊逻辑算法被广泛应用于工业控制领域，已取得了较好的效果。
本课题旨在探讨基于模糊逻辑算法的高速公路入口匝道控制系统，以提高道路交通效率，缓解交通拥堵。
二、研究内容和方法：1.研究现有高速公路入口匝道控制系统的技术特点和局限性，分析目前存在的问题与瓶颈；2.探讨模糊逻辑算法的基本原理和应用，研究模糊逻辑算法在高速公路入口匝道控制系统中的应用；3.开发基于模糊逻辑算法的高速公路入口匝道控制系统，包括模糊控制器的设计与实现、数据采集与处理、硬件、软件和通信技术等；4.对系统进行仿真实验和实际道路测试，测试系统的效果和性能，并对实验结果进行分析和评价；5.总结探索的经验和教训，指出下一步改进的方向和可以优化的地方。
三、预期研究成果：本课题将研究开发一种基于模糊逻辑算法的高速公路入口匝道控制系统，旨在提高道路交通效率，缓解交通拥堵问题。
预期研究成果包括以下几个方面：1. 对比传统的高速公路入口匝道控制系统，基于模糊逻辑算法的系统能够更加高效和准确地调节车速和车流，提高道路的通过量和安全性；2. 通过仿真和测试实验，验证系统的效果和性能，对实验数据进行分析和评价，评估系统的优点和缺陷；3. 总结探索的经验和教训，为今后类似系统的研究和应用提供参考。
四、研究计划和进度：本课题预计在12个月内完成研究工作。
具体的计划和进度如下：第1-2个月：研究现有高速公路入口匝道控制系统的技术特点和局限性，分析系统存在的问题和需求；第3-4个月：研究模糊逻辑算法的基本原理和应用，探讨模糊逻辑算法在高速公路入口匝道控制系统中的应用；第5-6个月：设计基于模糊逻辑算法的高速公路入口匝道控制系统，包括模糊控制器的设计、数据采集与处理、硬件、软件和通信技术等；第7-9个月：对系统进行仿真实验，测试系统的效果和性能，并对实验数据进行分析和评价；第10-11个月：进行实际道路测试，测试系统的实际效果和性能，并对实验数据进行分析和评价；第12个月：总结探索的经验和教训，撰写论文，提出改进措施和优化建议。
