模糊协调控制算法优化城市干线交通信号

"城市干线交通信号的模糊协调控制研究" 城市干线交通信号控制是优化城市交通流量、减少拥堵、提高道路通行能力的关键。本文主要探讨了一种针对城市干线交通信号的模糊协调控制策略，特别关注了3个相邻交叉路口的交通流协调。作者钱伟和孙玉娟基于河南理工大学的研究，提出了一种新的方法，该方法考虑了相邻路口间的相关性，并以此为基础进行信号控制优化。 在传统的交通信号控制中，每个路口通常独立运作，而这种模糊协调控制算法则考虑了整个干线的交通流动态。首先，选定干线上3个相关交叉口作为研究对象，然后在预设的周期和相位差基础上进行操作。周期是指信号灯变化的完整周期时间，相位差则是相邻信号灯绿灯启动的时间差。这些参数的确定是保证交通流畅的基础。 接下来，研究者提出了一种以平均排队长度为优化目标的模糊控制算法。平均排队长度是衡量交通效率的重要指标，减少车辆排队可以显著提升道路利用率。模糊控制允许在不精确或不确定信息下做出决策，这非常适合处理交通流量的复杂性和不确定性。 通过设计特定的路口模型，该方法旨在确保干线上3个相邻路口的交通流协调一致。这意味着，即使在交通需求变化的情况下，也能通过调整信号灯的配时，使得车辆在各路口间顺畅流动，减少等待和冲突。 在实际的交通流仿真中，研究者以焦作市某干线为例，对比了模糊协调控制算法与感应控制算法的效果。结果显示，模糊协调控制算法的配时方案能够更有效地协调红绿灯信号，平均排队长度减少了4.74辆，这表明该方法对于改善城市交通状况有显著优势。 关键词涉及的3交叉路口交通流的相关性、周期和相位差确定以及模糊协调控制，都是解决城市交通问题的核心技术点。3交叉路口的相关性强调了路口间交通流的联动效应，周期和相位差是控制信号灯的基础参数，而模糊协调控制则是利用模糊逻辑来优化这些参数，以实现整体交通效率的最大化。 这项研究为城市交通管理提供了一种创新的解决方案，通过模糊协调控制，可以在保证交通流畅的同时，有效减少车辆的等待时间，提升城市干线的通行能力。这种方法对于缓解城市交通压力，优化交通资源配置具有重要的实践意义。