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基本信息
- 項目名稱：
- 基于新型兩級模糊控制的智能交通信號控制系統(tǒng)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本項目針對當(dāng)前日益嚴(yán)重的交通擁堵問題，設(shè)計出了一種基于新型兩級模糊控制的智能交通信號控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對交通信號燈的實時智能控制。該新型控制系統(tǒng)在控制方案上采用了我們自主設(shè)計的新型兩級模糊控制方案，更適用于實際的交通情況，且已獲國家實用新型專利和相關(guān)論文已在中國科技核心期刊上發(fā)表。另外，還對新控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究和動態(tài)模擬演示及用61單片機(jī)的實物設(shè)計與制作，仿真結(jié)果表明該系統(tǒng)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)控制系統(tǒng)。
- 詳細(xì)介紹：
- 本項目針對當(dāng)前日益嚴(yán)重的交通擁堵問題，設(shè)計出了一種基于新型兩級模糊控制的智能交通信號控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對交通信號燈的實時智能控制。該新型控制系統(tǒng)在控制方案上采用了我們自主設(shè)計的新型兩級模糊控制方案，該方案是一種同時具有自適應(yīng)控制、分級模糊控制、相位繁忙優(yōu)先和準(zhǔn)確顯時等優(yōu)勢的控制方案，更適用于實際的交通情況，且已獲國家實用新型專利和相關(guān)論文已在中國科技核心期刊（統(tǒng)計源期刊）《現(xiàn)代電子技術(shù)》上發(fā)表。另外，本項目對新控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究，仿真結(jié)果表明該系統(tǒng)能有效降低通行車輛在交叉口的平均等待時間，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)控制系統(tǒng)。最后還對該新系統(tǒng)進(jìn)行了動態(tài)模擬演示和用61單片機(jī)的實物設(shè)計與制作，使其更具可觀性和真實性，更易于運用到交通現(xiàn)場。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1、作品設(shè)計、發(fā)明的目的： 針對當(dāng)前日益嚴(yán)重的交通擁堵問題，設(shè)計出一種基于新型兩級模糊控制的智能交通信號控制系統(tǒng)，來更好地實現(xiàn)對交通信號燈的實時智能控制。 2、作品設(shè)計、發(fā)明的基本思路： 該作品以單交叉口交通信號控制為核心，研究一種基于新型兩級模糊控制的智能交通信號控制系統(tǒng)，并用MATLAB進(jìn)行仿真驗證該系統(tǒng)的有效性與優(yōu)越性，且用VB對其編程進(jìn)行現(xiàn)場動態(tài)模擬，同時還采用了61單片機(jī)對其實物模型進(jìn)行了設(shè)計與制作，使其更具可觀性、真實性和實用性。 3、作品的創(chuàng)新點： 提出了一種同時具有自適應(yīng)控制、分級模糊控制、相位繁忙優(yōu)先、準(zhǔn)確顯時等優(yōu)勢且更適用于實際情況的新型兩級模糊控制方案。且新系統(tǒng)與當(dāng)前運用成熟的定時控制的信號系統(tǒng)顯時裝置進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，利用了可視化的時間來降低闖紅燈率和交通事故率，增強(qiáng)了該控制系統(tǒng)的適應(yīng)性。同時，還對新控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究，驗證了新系統(tǒng)的有效性和優(yōu)越性。另外，進(jìn)行了動態(tài)模擬演示及用61單片機(jī)的實物設(shè)計與制作，使其更具可觀性和真實性，更易于運用到交通現(xiàn)場 4、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)： 如何使我們提出的新型兩級模糊控制方案更適用于當(dāng)前實際的交通信號控制系統(tǒng)，更有利于運用于實際控制中；如何對新型智能控制系統(tǒng)進(jìn)行MATLAB仿真并驗證其控制的優(yōu)越性；如何利用VB對其編程進(jìn)行現(xiàn)場動態(tài)模擬和用61單片機(jī)的實物設(shè)計與制作
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 交通系統(tǒng)是一個具有隨機(jī)性、模糊性和不確定性的復(fù)雜系統(tǒng)，因此其數(shù)學(xué)模型的建立非常困難，模糊控制是主要模擬人的思維，推理，判斷的一種方法，在交通控制領(lǐng)域，它能模仿有經(jīng)驗的交警指揮交通時的思路，取得很好的控制效果。 但當(dāng)前用于交通控制的模糊控制技術(shù)仍然還存在一些控制技術(shù)上的不足，以致控制效果還不是最佳。對此，我們擬用在對當(dāng)今前沿的模糊邏輯控制技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)后，提出一種基于新型兩級模糊控制的智能交通信號控制系統(tǒng)，來更好地實現(xiàn)對交通信號燈的實時智能控制。 同時，我們將利用MATLAB編程仿真驗證其有效性，并與當(dāng)前的模糊控制、感應(yīng)控制和定時控制法進(jìn)行了比較，從而可以驗證其控制效果的有效性，同時將利用VB對其編程進(jìn)行現(xiàn)場動態(tài)模擬，使其更具可觀性和實用性。另外，將采用61單片機(jī)和搭建較好的逼真的外圍平臺來對其實現(xiàn)對交通信號燈的新型實時智能控制，并使其更具可觀性、更具真實性，更易于運用到交通現(xiàn)場。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- （1）本作品獲2010第三屆西南交通大學(xué)大學(xué)生交通科技大賽一等獎 （2）本作品獲2010年西南交通大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新性實驗項目活動 “最佳項目獎” （3）本作品榮獲國家實用新型專利證書， 專利號為：ZL 201020188787.6 （4）本作品已在中國科技核心期刊（統(tǒng)計源期刊） 《現(xiàn)代電子技術(shù)》上公開發(fā)表
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 許可方式或一次性轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品 ， 現(xiàn)場演示 ，圖片 ，錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 1、該作品的使用說明：只需在現(xiàn)有交通控制系統(tǒng)設(shè)備的基礎(chǔ)上，將我們的新型控制方案的程序輸入其交通信號燈控制的微型計算機(jī)中搭建成我們的新型控制系統(tǒng)，然后就可以對當(dāng)前交通進(jìn)行實時智能控制了。 2、該作品的技術(shù)特點和優(yōu)勢：（1）提出了一種同時具有自適應(yīng)控制、分級模糊控制、相位繁忙優(yōu)先、準(zhǔn)確顯時等優(yōu)勢且更適用于實際情況的新型兩級模糊控制系統(tǒng) （2）新系統(tǒng)與當(dāng)前運用成熟的定時控制的顯時信號裝置系統(tǒng)進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，利用了可視化的時間來降低闖紅燈率和交通事故率，增強(qiáng)了該控制系統(tǒng)的適應(yīng)性（3）利用了MATLAB進(jìn)行仿真驗證，且用VB對其編程進(jìn)行現(xiàn)場動態(tài)模擬，和61單片機(jī)的實物設(shè)計與制作 3、該作品的適應(yīng)范圍、推廣前景及市場分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測：該作品適用于當(dāng)前的各大交通流擁擠的城市，能對單交叉口的交通信號燈進(jìn)行很好地控制。它實用性強(qiáng)、易于推廣，利于環(huán)保。該作品的運用將對城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高起著十分重要的作用，而且該系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實用性、更人性化、更經(jīng)濟(jì)化，有利于解決當(dāng)前極其擁擠的交通現(xiàn)狀。
同類課題研究水平概述
- 城市交通信號控制是通過對交通流的調(diào)節(jié)、警告和誘導(dǎo)以達(dá)到改善人和貨物的安全運輸，提高運營效率。其目標(biāo)在于改善交通流的質(zhì)量，更好地利用現(xiàn)有運輸能力，提高交通流的安全性、快速性和舒適性。早在19世紀(jì)，人們就開始研究交通信號對交叉口的控制。1926年英國人首次采用自動化的交通信號控制器來控制交通信號燈。早期使用的交通信號燈對于安全疏導(dǎo)交叉口的車輛交通起到了良好的作用，但因為其固定的周期長和紅綠燈時間控制效果不佳，隨著城市交通的飛速發(fā)展，交叉口處的交通沖突也越來越復(fù)雜。早期使用的交通信號燈越來越難以勝任日趨復(fù)雜的交通控制任務(wù)了。同時，隨著人類科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，相應(yīng)地產(chǎn)生了符合多種時間分離方法的多樣化的現(xiàn)代化交通信號燈，學(xué)者們也提出了一些信號控制方案，例如定時控制、感應(yīng)控制等。1930年，美國鹽湖市開始使用聯(lián)動式信號系統(tǒng)，該系統(tǒng)把相鄰的幾個交叉路口作為一個整體，以人工方式集中控制，這種控制系統(tǒng)也就是當(dāng)今協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的雛形。隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，交通感應(yīng)路口控制機(jī)開始在美國使用，這種控制機(jī)當(dāng)時只用在單個交叉路口，其最大優(yōu)點是能根據(jù)交通檢測器測量的交通數(shù)據(jù)來調(diào)整交通控制方案，隨著計算機(jī)的發(fā)展。到80年代初，世界上己有大約250個的城市建立了區(qū)域交通控制系統(tǒng)，對城市交通進(jìn)行整體集中控制。1969年英國學(xué)者設(shè)計的區(qū)域控制系統(tǒng)優(yōu)化程序TRANSYT被世界各國廣泛采用，對交通控制系統(tǒng)的發(fā)展起到了促進(jìn)作用。與此同時澳大利亞推出了SCAI系統(tǒng)，這些實時自適應(yīng)控制系統(tǒng)的誕生在交通控制發(fā)展史上是一個偉大的創(chuàng)舉，他們可以根據(jù)檢測器測量的實時交通數(shù)據(jù)，聯(lián)機(jī)生成配時方案，同時不斷修正控制參數(shù)，以適應(yīng)交通流的動態(tài)隨機(jī)變化，因此有較高的控制精度和較好的響應(yīng)速度。這些系統(tǒng)己經(jīng)在發(fā)達(dá)國家的城市網(wǎng)絡(luò)交通控制中獲得了成功的應(yīng)用。隨著智能控制技術(shù)的發(fā)展，學(xué)者們提出了一些智能控制的方法，如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和遺傳算法等。這些技術(shù)的應(yīng)用都不同程度的縮減了車輛延誤、提高了道路的通行能力、改善了交通環(huán)境。其中當(dāng)今前沿的模糊邏輯控制技術(shù)是應(yīng)用較為廣泛的一種控制技術(shù)，且已經(jīng)取得了一定的控制效果，但它仍然還存在一些控制技術(shù)上的不足，以致控制效果還不夠完美，還有待于更優(yōu)化的改進(jìn)才行。
