智能交通信号控制系统的研究与实现

论文摘要

随着城市建设的发展,对交通信号机的需求也在不断变化。本文在大量搜集和研究国内外相关文献资料的基础上,对交通信号控制系统理论进行了综述。在此基础上,主要完成以下工作:为满足中小城市对交通信号控制系统的需要,本文设计了一种适合中小城市智能交通信号控制系统,并对智能交通信号控制系统的整体设计进行了详细介绍。该智能交通信号控制系统采用两级控制结构,即:区域控制级和路口控制级,通过网络通信使区域控制级和路口控制级交换信息。智能交通控制系统分为2部分进行设计:交通信号机设计和上位机管理软件的设计。信号机设计包括信号机硬件平台的设计和信号机控制程序的编写。上位机管理软件采用模块化的设计方法进行设计,主要完成显示模块、通信模块、方案修改模块和方案优化模块的设计。目前,系统能够实现多相位、变相序控制以及远程监控的功能。提出了基于自适应遗传算法的交通信号配时优化的方法,并进行了计算机仿真研究。在MATLAB环境下,根据使各交叉路口在一个周期内车辆平均延误最小的原则,通过采集的实时交通流数据,进行多次仿真实验。实验结果表明:该方法是有效的和可行的,采用自适应遗传算法优化更为合理,能准确地寻找出全局最优解,有效降低了车辆平均延误。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 国内外交通信号控制系统研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 立题依据和主要内容
• 1.3.1 立题依据
• 1.3.2 主要内容
• 第2章 城市交通控制基本理论
• 2.1 交通信号控制参数
• 2.2 交通信号控制方式
• 2.3 交通信号控制系统的分类
• 2.4 交通控制的基本评价指标
• 2.5 小结
• 第3章 交通信号机设计
• 3.1 信号机的功能
• 3.2 信号机总体设计
• 3.3 交通信号机硬件设计
• 3.3.1 中央控制器模块
• 3.3.2 参数输入与键盘模块
• 3.3.3 模拟路口灯显示模块
• 3.3.4 通讯接口模块
• 3.3.5 实时时钟模块
• 3.4 交通信号机软件设计
• 3.4.1 信号机主程序
• 3.4.2 信号机联机通信程序
• 3.4.3 信号机核心控制子程序
• 3.4.4 外扩芯片接口程序
• 3.5 小结
• 第4章 交通信号控制系统上位机管理软件设计
• 4.1 上位机管理软件系统结构
• 4.2 系统总体设计
• 4.3 显示模块部分
• 4.4 通信模块部分
• 4.4.1 用WINDOWS API 函数实现TCP/IP 通信
• 4.4.2 通信端口的软件编程实现
• 4.5 方案设置和方案优化部分
• 4.6 小结
• 第5章 基于自适应遗传算法交通配时优化
• 5.1 遗传算法介绍
• 5.1.1 遗传算法思想
• 5.1.2 自适应遗传算法
• 5.2 城市交通信号控制优化
• 5.2.1 交通配时模型建立
• 5.2.2 交通配时优化方案
• 5.3 仿真计算
• 5.3.1 仿真设计方案
• 5.3.2 仿真结果及分析
• 5.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文