摘 要

目前，对于我国城市交通来说，随着汽车数量的增加，造成道路的拥挤，交通事故的发生，种种原因使得出行率降低。对于城市交通来说，核心的问题是对交叉路口的信号灯的控制，如果说交通灯控制系统能够得到优化，会使得城市交通得到明显的提升。对于我国城市交通的国情来说，道路交通量大而复杂，政府出台一些限行措施，不能从根本上解决问题，难以符合广大人民的要求。从长远发展来说，要想优化交通问题，必须使汽车少停车，合理利用交通灯的控制时间，才能更大限度的控制尾气排放量。因此，解决这个问题需要建立更加完善的交通灯控制系统。

本文从城市道路交通出发，首先考虑单交叉路口，运用模糊控制理论，对其进行控制，得到了单叉口交通灯的配时分配方法。并且把模糊控制理论与道路交通结合，从理论上减少单叉口的车辆延误时间，从而提升了道路的通行率，使道路更加流畅。

将模糊控制的智能控制理论拿来控制城市道路交通，是本文的亮点。本文从简单的单叉口入手，对其交通灯配时，采取MATLAB进行仿真。得到结果：采用模糊控制方式可以对更多交通流量进行协调，于是能够使相位的绿灯延时大大减少，其次是感应控制方式，控制效果最差的是定时控制方式，采取模糊控制更能减少车辆在路口的等待时间。

关键词:交通控制;子区划分;模糊控制;模糊规则

Abstract

At present, for the urban traffic in our country, with the increase in the number of cars, caused by the road crowded, the occurrence of traffic accidents, various reasons makes travel rate is reduced. For the urban traffic, the core of the problem is the intersection signal control. If the traffic light control system can be optimized, the urban traffic has been significantly improved. For urban traffic conditions, road traffic volume is large and complex, the government introduced some measures to limit line, can not fundamentally solve the problem, it is difficult to meet the requirements of the broad masses of the people. From the long-term development, in order to optimize the traffic problem must make fewer cars parking, reasonable use Traffic lights control time, to a greater extent of control of exhaust emissions. Therefore, to solve this problem need to establish a more perfect traffic light control system.

This article embarks from the urban road traffic, first consider the single intersection, by use of the fuzzy control theory, to control, the single crossing traffic lights with distribution method. And the roads and traffic in theory combined with the fuzzy control, from theory reduce a single fork vehicle delay time error, so as to enhance the rate of road traffic, the road smoother.

Fuzzy control of the intelligent control theory is used to control the urban road traffic is the highlight of this paper. In this paper, from the simple single fork mouth of, to the traffic light timing, take matlab simulation. Results: the fuzzy control can be of more traffic flow coordination, and can greatly reduce the phase delay of green light, followed by induction control mode, control effect is the worst is timing control method, adopt fuzzy control can reduce waiting time in the intersection of vehicle.

Key words: traffic control; sub area division; fuzzy control; fuzzy rule

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第1章绪论 1

1.1课题研究的背景与意义 1

1.1.1课题的背景 1

1.1.2课题的目的与意义 2

1.2城市交通控制的发展概况 3

1.2.1国外交通控制的发展状况 3

1.2.2国内交通控制的发展状况 4

1.3课题的研究内容与安排 4

第2章交通控制基础 6

2.1交通流参数统计分布规律 6

2.2交通控制参数 7

第3章交通控制子区划分方法研究 10

3.1影响交通控制子区划分的因素 10

3.1.1控制子区划分方法 10

3.1.2相邻交叉口间距 11

3.1.3交通流量 12

3.1.4相邻交叉口信号周期时长比值 12

3.2子区划分的关键路口确定方法 13

3.3关键路口确定和子区划分的具体算法与流程 14

3.3.1关键路口确定的具体算法 14

3.3.2子区划分的具体流程 15

第4章单交叉口信号配时模糊控制仿真基础 16

4.1模糊控制基本原理 16

4.1.1模糊控制理论基础 16

4.1.2模糊控制器设计流程步骤 16

4.1.3模糊控制器的基本组成 17

4.2单交叉口模糊控制器的设计 18

4.2.1模糊控制器的设计步骤 18

4.2.2单交叉口模糊控制器重要输入系统 23

4.2.3单交叉口模糊控制器输出系统 25

4.2.4单交叉口模糊控制规则的设计 25

4.2.5单交叉口模糊控制清晰化方法 26

4.3单交叉口模糊控制系统仿真分析 26

4.3.1MATLABFUZZY工具箱简介 26

4.3.2控制变量输入输出隶属函数的设计 27

4.3.3仿真结果输出 27

4.3.4仿真结果对比分析 29

第五章 总结与展望 31

5.1主要研究结论 31

5.2研究展望 31

参考文献 33

第1章绪论

1.1课题研究的背景与意义

1.1.1课题的背景

按照国家宏观经济规划，“十二五”所倡导的城镇化是国民经济发展，国家抵抗国际经济风险因素的重要发展推动力。城镇化的工作目标是今后较长时期内国家宏观经济格局的重要方面。依据相关研究数据，2015年我国城镇化率已经完成60%以上，而且继续以年均1%的增长速度持续推进，“十三五”规划将城镇化的工作方针制定为行为决策。一方面我国的城镇化工作给当地人民的生活带来了极大的便利，另一方面，城镇化快速发展的背后也凸显了更多的问题，交通压力，生态危机，环境压力，能源短缺等等。其中交通系统的压力备受关注，城镇化带来了机动化水平的提高，交通需求激增。尽管国家层面已经极大了给予了经济发展时期的城市交通运输基础建设的支持力度，但对交通系统的管理已然处于较为滞后的水平，影响了城镇化进程的健全和稳定推进。交通管理发展带来的不利影响可以从以下几个方面展示。

(1)交通拥堵

交通拥堵给社会造成严重影响。一方面，交通阻塞状况会直接影响城市公路其利用出行率，大大增加了人们在路上消耗的时长，这会严重干扰人们的日常生活，更深层面上来说，会使经济领域、政治文化领域都会有一定程度的倒退^[1]。例如北上广等大城市，其市内机动车辆的平均时速一直在降低，2015年统计数据为20km/h，并且在出行高峰期，车速更低仅为10 km/h^[2] 。另一方面，交通堵塞造成行车成本更高，进一步造成了经济的损失。据媒体报道的这一方面的经济损失，自2006年高达1.7%的GDP，为3500亿，从此以来，该项损失一直约为当年3%至5%的GDP，并且数额还在一直增加^[3]。

(2)交通事故