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：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本項目針對當前日益嚴重的交通擁堵問題，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)進行了仿真研究和動態(tài)模擬演示及用61單片機的實物設(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)。
- 詳細介紹：
- 本項目針對當前日益嚴重的交通擁堵問題，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)進行了動態(tài)模擬演示和用61單片機的實物設(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
- 1、作品設(shè)計、發(fā)明的目的： 針對當前日益嚴重的交通擁堵問題，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對其編程進行現(xiàn)場動態(tài)模擬，同時還采用了61單片機對其實物模型進行了設(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)與當前運用成熟的定時控制的信號系統(tǒng)顯時裝置進行了有機結(jié)合，利用了可視化的時間來降低闖紅燈率和交通事故率，增強了該控制系統(tǒng)的適應(yīng)性。同時，還對新控制系統(tǒng)進行了仿真研究，驗證了新系統(tǒng)的有效性和優(yōu)越性。另外，進行了動態(tài)模擬演示及用61單片機的實物設(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： 如何使我們提出的新型兩級模糊控制方案更適用于當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對其編程進行現(xiàn)場動態(tài)模擬和用61單片機的實物設(shè)計與制作
科學性、先進性
- 交通系統(tǒng)是一個具有隨機性、模糊性和不確定性的復雜系統(tǒng)，因此其數(shù)學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，我們擬用在對當今前沿的模糊邏輯控制技術(shù)進行優(yōu)化和改進后，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，并與當前的模糊控制、感應(yīng)控制和定時控制法進行了比較，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大學生交通科技大賽一等獎 （2）本作品獲2010年西南交通大學大學生創(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中搭建成我們的新型控制系統(tǒng)，然后就可以對當前交通進行實時智能控制了。 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)與當前運用成熟的定時控制的顯時信號裝置系統(tǒng)進行了有機結(jié)合，利用了可視化的時間來降低闖紅燈率和交通事故率，增強了該控制系統(tǒng)的適應(yīng)性（3）利用了MATLAB進行仿真驗證，且用VB對其編程進行現(xiàn)場動態(tài)模擬，和61單片機的實物設(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)濟效益預(yù)測：該作品適用于當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行很好地控制。它實用性強、易于推廣，利于環(huán)保。該作品的運用將對城市經(jīng)濟的發(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)具有很強的實用性、更人性化、更經(jīng)濟化，有利于解決當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)、警告和誘導以達到改善人和貨物的安全運輸，提高運營效率。其目標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，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雜。早期使用的交通信號燈越來越難以勝任日趨復雜的交通控制任務(wù)了。同時，隨著人類科學技術(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)路口控制機開始在美國使用，這種控制機當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)，對城市交通進行整體集中控制。1969年英國學者設(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)化的改進才行。
