用PLC實現(xiàn)道路十字路口交通燈模糊系統(tǒng)
1 引 言
傳統(tǒng)的十字路口交通控制燈,通常是事先經(jīng)過交通流量的調(diào)查,運用統(tǒng)計的方法將兩個方向紅綠燈的延時預(yù)先設(shè)置好,然后實際的變化卻是未知的,所以常常出現(xiàn)綠燈方向幾乎沒有什么車輛,而紅燈方向卻排著長隊等候通過的調(diào)度失控。本文據(jù)此提出模糊智能交通路口指揮調(diào)度控制系統(tǒng)泼诱。
2 交通十字路口傳感器的設(shè)置
在十字路口的四個方向(e硅魁、s、w幢剂、n)的近端j(斑馬線附近)和遠(yuǎn)端y(距斑馬線約100米處)各設(shè)置一個傳感器,分別統(tǒng)計通過該處的車輛數(shù)。如圖1所示偷欲。
圖1 傳感器的設(shè)置
近端的傳感器用于記錄綠燈期間通過路口的車輛數(shù)(記為x);遠(yuǎn)端的傳感器用于記錄紅燈期間進(jìn)入路口排隊等候的車輛數(shù)(記為y)凳赃。為了簡化運算,可以將兩個相對的方向(n與s、w與e)的x附垒、y值合并為一組,分別取兩個方向之最大者撕贞。
3 模糊控制器的設(shè)計
本模糊控 制系統(tǒng)設(shè)計的核心是模糊控制器的設(shè)計,設(shè)計模糊控制器主要是求取模糊控制表更耻。
3.1 系統(tǒng)分析
確定控制器的輸入變量和輸出變量以及它們的數(shù)值變化范圍。輸入變量為x捏膨、y,輸出變量為t秧均。綠燈期間車輛通過路口的速度不超過20公里/小時,則在15秒時間內(nèi)通過的最大車輛數(shù)約為15輛。則x的變化范圍為0~15号涯。當(dāng)遠(yuǎn)端和近端傳感器之間距離約為100米時,考慮一般車輛車身長度連同兩車輛間距平均5米左右,所以100米內(nèi)可能停留等待的車輛數(shù)最多可達(dá)到100/5=20輛,于是紅燈方向排隊等待的車輛數(shù)y變化范圍為0~20熬北。本系統(tǒng)的輸出就是兩個方向的紅黃綠燈,還有斑馬線處人行橫道的紅綠燈以及按前進(jìn)方向分得更細(xì)的綠燈相互間關(guān)系及兩個方向的輸出關(guān)系最終歸結(jié)到對當(dāng)前綠燈的延時t。根據(jù)現(xiàn)場測試,輸出變量t的變化范圍為15~60诚隙。
3.2 模糊化方法的選擇與確定
為了實現(xiàn)模糊控制,需要將綠燈時間分為兩部分:其一是固定的1o秒作為路口車輛狀態(tài)參數(shù)的采集時間t1;其二是根據(jù)兩個方向車輛流量變化進(jìn)行模糊決策的延時t2。綠燈期間車輛通過路口的速度不超過10m/s,則在10s內(nèi)通過的最大車輛數(shù)約為l5起胰。以紅綠燈轉(zhuǎn)換瞬間為計時起點,記錄10s內(nèi)通過的車輛數(shù)作為變量x的論域,取(0-15),并將它分為三個模糊子集:少久又、中等、多效五。其從屬函數(shù)設(shè)計如圖2所示地消。
圖2 綠燈期間通過路口車輛數(shù)(x)從屬函數(shù)設(shè)計
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