模糊 推理 - 基于模糊控制的智能交通灯监控系统的毕业设计

2.4、模糊推理

由于模糊规则条数越多，推理速度就越慢，所以只考虑各相位平均车辆数，这并不会影响实际控制效果。因为采用二维模糊控制器，所以使用如下控制规则：

IF     A     AND    B        THEN        C

可知一共有49条控制规则。由此得到模糊控制规则表，如表4。每条控制规则都对应一种算法，得到模糊关系Ri，所有的并起来得到总的模糊关系R，则：

C=（A×B）★R

表4  控制规则表

2.5、模糊决策

常用的判决方法有三种：最大隶属度法，中位数法，加权平均数法。在此选用加权平均数法。要选择适当的权系数，一般的时候取隶属度作为权系数。所以它的公式为：

其中，Ki为权系数，在这为隶属度，Yi为论域中的元素。由此就可以得到输出量，进一步经过反模糊化，得到精确的输出量。

2.6、总结

为了方便，通过以上各步骤，先离线建立查询表，将其存放在计算机中，即模糊化、模糊推理、清晰化等过程通过编程先实现，进而建立控制查询表，在实时时直接通过查询表就可得到相应输出量。这样在实时控制过程中，模糊控制过程便转化为计算量不大的对查询表进行查询的过程，因此，以查找查询表形式实现的模糊控制具有良好的实时性，满足现场控制的要求。

为了使道路交通更为顺畅，应当采用黄闪，并且灯的循环周期不能过长，以免司机出现等待疲劳的情况。数据的采集一般在黄闪时进行，在黄闪结束前下放延时命令。

3、模拟实验

交叉路口车速应当减慢，绿灯期间车辆过道口的速度约为10～15km/h，道口取为15m。设当前情况如表5所示

表5  当前情况

采用固定配时：周期为2分钟，每个相位配时30秒，则绿灯期间每个车道最多能过25辆车。一个周期结束时，各相位平均车辆数如表6所示。

采用模糊控制：周期为2分钟，查表得：①相位绿灯时间为42s;②相位绿灯时间为18s;③相位绿灯时间为42s;④相位绿灯时间为18s。一周期结束后，各相位平均车辆数如表6所示。

表6  一周期后各相位情况相位

由表6可知：采用固定配时车流量大的车道容易发生堵车现象，而车流量小的车道所分配的时间又没有得到充分的利用，降低了交叉路口的通行效率。采用模糊控制，动态配时，各相位在一个周期之后与原始状态相差较小，减小了车流量大的车道的车辆数，避免堵车倾向;对车流量较小的车道来说，充分利用所分配的时间，总的来说时间的利用率得到提高，从而加大了交叉路口的通行效率。

4、结束语

模糊控制在交通灯控制系统中的使用解决了如何根据交通状况调整交通灯的状态问题，从而实现交通的可变控制，保持道路的通行效率，它比固定配时更能有效地控制交通。