基于元胞自動機的交叉口信號燈模型研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,交通系統(tǒng)對國民經(jīng)濟的發(fā)展影響日益增大,并成為國家的重點建設(shè)項目之一。為了避免交通擁堵所引發(fā)的一系列的社會問題及環(huán)境問題對城市經(jīng)濟的制約,交通流作為交通問題的主要研究對象就引起了研究者的廣泛關(guān)注。我國現(xiàn)有的交通流構(gòu)成方式是以機動車、非機動車和行人所構(gòu)成,就導致道路交通流沖突點增加迅猛,更加劇了交通擁堵的產(chǎn)生,從而導致了對交通流的控制難度加大。以信號燈作為道路交通流的控制手段成為大部分城市所采用的方式。因此,對于道路交叉

2、口的信號燈控制研究具有重大的理論研究意義。
　　本文首先將信號燈影響下的多車道加入到元胞自動機的換道準則中,構(gòu)建基于元胞自動機的交叉口信號燈模型。為了解決模型中隨機慢化概率的隨機性對現(xiàn)實交通描述不清的缺陷,使交通流模型更加與現(xiàn)實交通環(huán)境貼近,對所建的元胞自動機的模型進行改進,引入模糊控制的概念,將模糊控制與元胞自動機相結(jié)合。將駕駛員在行駛途中的車輛速度、車輛間距以及駕駛員的反映時間作為感知對象,建立模糊規(guī)則。在模糊控制的規(guī)則中,將

3、當前車輛與前后車的距離、車輛的速度和駕駛員的反應時間作為模糊控制器的輸入變量,經(jīng)過分析后,得出符合所建元胞自動機交通流模型的的當前車輛某時刻的隨機慢化概率,以使得模型效果更佳。應用 Matlab對模型進行仿真分析,得出所建模型符合實際交通環(huán)境。
　　由于模糊控制的元胞自動機模型對交叉口信號燈的局限性,引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所具有的特點:自學習、自適應的特點和能力加入到模糊控制中,建立了更符合道路現(xiàn)狀的道路交叉口的信號燈模型。因考

4、慮到大、小交叉口的綠信比的區(qū)別,故在對單個交叉口的信號燈控制方法描述中,分大、小交叉口對模型進行詳細描述;將交叉口的排隊長度和綠信比分別作為輸入輸出函數(shù),構(gòu)建模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制規(guī)則。在單個交叉口的基礎(chǔ)上,構(gòu)建多個交叉口信號燈聯(lián)動控制方法。將車輛速度和距離作為模型的輸入變量,將調(diào)查得到的相位差作為輸出變量進行模糊網(wǎng)絡(luò)控制規(guī)則。最后運用 Matlab對模型的優(yōu)劣進行驗證,證明文中所建的模型對改善道路交通情況有很明顯的效果。
　　本文針對