基本信息
- 项目名称：
- 基于新型两级模糊控制的智能交通信号控制系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本项目针对当前日益严重的交通拥堵问题，设计出了一种基于新型两级模糊控制的智能交通信号控制系统，实现了对交通信号灯的实时智能控制。该新型控制系统在控制方案上采用了我们自主设计的新型两级模糊控制方案，更适用于实际的交通情况，且已获国家实用新型专利和相关论文已在中国科技核心期刊上发表。另外，还对新控制系统进行了仿真研究和动态模拟演示及用61单片机的实物设计与制作，仿真结果表明该系统明显优于传统控制系统。
- 详细介绍：
- 本项目针对当前日益严重的交通拥堵问题，设计出了一种基于新型两级模糊控制的智能交通信号控制系统，实现了对交通信号灯的实时智能控制。该新型控制系统在控制方案上采用了我们自主设计的新型两级模糊控制方案，该方案是一种同时具有自适应控制、分级模糊控制、相位繁忙优先和准确显时等优势的控制方案，更适用于实际的交通情况，且已获国家实用新型专利和相关论文已在中国科技核心期刊（统计源期刊）《现代电子技术》上发表。另外，本项目对新控制系统进行了仿真研究，仿真结果表明该系统能有效降低通行车辆在交叉口的平均等待时间，明显优于传统控制系统。最后还对该新系统进行了动态模拟演示和用61单片机的实物设计与制作，使其更具可观性和真实性，更易于运用到交通现场。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 1、作品设计、发明的目的： 针对当前日益严重的交通拥堵问题，设计出一种基于新型两级模糊控制的智能交通信号控制系统，来更好地实现对交通信号灯的实时智能控制。 2、作品设计、发明的基本思路： 该作品以单交叉口交通信号控制为核心，研究一种基于新型两级模糊控制的智能交通信号控制系统，并用MATLAB进行仿真验证该系统的有效性与优越性，且用VB对其编程进行现场动态模拟，同时还采用了61单片机对其实物模型进行了设计与制作，使其更具可观性、真实性和实用性。 3、作品的创新点： 提出了一种同时具有自适应控制、分级模糊控制、相位繁忙优先、准确显时等优势且更适用于实际情况的新型两级模糊控制方案。且新系统与当前运用成熟的定时控制的信号系统显时装置进行了有机结合，利用了可视化的时间来降低闯红灯率和交通事故率，增强了该控制系统的适应性。同时，还对新控制系统进行了仿真研究，验证了新系统的有效性和优越性。另外，进行了动态模拟演示及用61单片机的实物设计与制作，使其更具可观性和真实性，更易于运用到交通现场 4、技术关键和主要技术指标： 如何使我们提出的新型两级模糊控制方案更适用于当前实际的交通信号控制系统，更有利于运用于实际控制中；如何对新型智能控制系统进行MATLAB仿真并验证其控制的优越性；如何利用VB对其编程进行现场动态模拟和用61单片机的实物设计与制作
科学性、先进性
- 交通系统是一个具有随机性、模糊性和不确定性的复杂系统，因此其数学模型的建立非常困难，模糊控制是主要模拟人的思维，推理，判断的一种方法，在交通控制领域，它能模仿有经验的交警指挥交通时的思路，取得很好的控制效果。 但当前用于交通控制的模糊控制技术仍然还存在一些控制技术上的不足，以致控制效果还不是最佳。对此，我们拟用在对当今前沿的模糊逻辑控制技术进行优化和改进后，提出一种基于新型两级模糊控制的智能交通信号控制系统，来更好地实现对交通信号灯的实时智能控制。 同时，我们将利用MATLAB编程仿真验证其有效性，并与当前的模糊控制、感应控制和定时控制法进行了比较，从而可以验证其控制效果的有效性，同时将利用VB对其编程进行现场动态模拟，使其更具可观性和实用性。另外，将采用61单片机和搭建较好的逼真的外围平台来对其实现对交通信号灯的新型实时智能控制，并使其更具可观性、更具真实性，更易于运用到交通现场。
获奖情况及鉴定结果
- （1）本作品获2010第三届西南交通大学大学生交通科技大赛一等奖 （2）本作品获2010年西南交通大学大学生创新性实验项目活动 “最佳项目奖” （3）本作品荣获国家实用新型专利证书， 专利号为：ZL 201020188787.6 （4）本作品已在中国科技核心期刊（统计源期刊） 《现代电子技术》上公开发表
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 许可方式或一次性转让
作品可展示的形式
- 实物、产品 ， 现场演示 ，图片 ，录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 1、该作品的使用说明：只需在现有交通控制系统设备的基础上，将我们的新型控制方案的程序输入其交通信号灯控制的微型计算机中搭建成我们的新型控制系统，然后就可以对当前交通进行实时智能控制了。 2、该作品的技术特点和优势：（1）提出了一种同时具有自适应控制、分级模糊控制、相位繁忙优先、准确显时等优势且更适用于实际情况的新型两级模糊控制系统 （2）新系统与当前运用成熟的定时控制的显时信号装置系统进行了有机结合，利用了可视化的时间来降低闯红灯率和交通事故率，增强了该控制系统的适应性（3）利用了MATLAB进行仿真验证，且用VB对其编程进行现场动态模拟，和61单片机的实物设计与制作 3、该作品的适应范围、推广前景及市场分析和经济效益预测：该作品适用于当前的各大交通流拥挤的城市，能对单交叉口的交通信号灯进行很好地控制。它实用性强、易于推广，利于环保。该作品的运用将对城市经济的发展和人民生活水平的提高起着十分重要的作用，而且该系统具有很强的实用性、更人性化、更经济化，有利于解决当前极其拥挤的交通现状。
同类课题研究水平概述
- 城市交通信号控制是通过对交通流的调节、警告和诱导以达到改善人和货物的安全运输，提高运营效率。其目标在于改善交通流的质量，更好地利用现有运输能力，提高交通流的安全性、快速性和舒适性。早在19世纪，人们就开始研究交通信号对交叉口的控制。1926年英国人首次采用自动化的交通信号控制器来控制交通信号灯。早期使用的交通信号灯对于安全疏导交叉口的车辆交通起到了良好的作用，但因为其固定的周期长和红绿灯时间控制效果不佳，随着城市交通的飞速发展，交叉口处的交通冲突也越来越复杂。早期使用的交通信号灯越来越难以胜任日趋复杂的交通控制任务了。同时，随着人类科学技术水平的不断提高，相应地产生了符合多种时间分离方法的多样化的现代化交通信号灯，学者们也提出了一些信号控制方案，例如定时控制、感应控制等。1930年，美国盐湖市开始使用联动式信号系统，该系统把相邻的几个交叉路口作为一个整体，以人工方式集中控制，这种控制系统也就是当今协调控制系统的雏形。随着传感器技术的发展，交通感应路口控制机开始在美国使用，这种控制机当时只用在单个交叉路口，其最大优点是能根据交通检测器测量的交通数据来调整交通控制方案，随着计算机的发展。到80年代初，世界上己有大约250个的城市建立了区域交通控制系统，对城市交通进行整体集中控制。1969年英国学者设计的区域控制系统优化程序TRANSYT被世界各国广泛采用，对交通控制系统的发展起到了促进作用。与此同时澳大利亚推出了SCAI系统，这些实时自适应控制系统的诞生在交通控制发展史上是一个伟大的创举，他们可以根据检测器测量的实时交通数据，联机生成配时方案，同时不断修正控制参数，以适应交通流的动态随机变化，因此有较高的控制精度和较好的响应速度。这些系统己经在发达国家的城市网络交通控制中获得了成功的应用。随着智能控制技术的发展，学者们提出了一些智能控制的方法，如模糊控制、神经网络控制和遗传算法等。这些技术的应用都不同程度的缩减了车辆延误、提高了道路的通行能力、改善了交通环境。其中当今前沿的模糊逻辑控制技术是应用较为广泛的一种控制技术，且已经取得了一定的控制效果，但它仍然还存在一些控制技术上的不足，以致控制效果还不够完美，还有待于更优化的改进才行。
