为了提升道路交叉口通行能力,设计了一种单点交叉口自适应控制系统。系统使用SOPC方案,利用具备NiosⅡ软核的FPGA芯片设计了控制器的硬件,井利用遗传算法创建了信号配上时优化模型、VHDL语言展开了遗传算法的硬件化、C语言撰写了单点自适应控制器的程序。以成都市温江区南熏-光华大道路口的测算数据为事例,展开软硬件系统试运行的建模实验,取得了交叉路口的信号配上时优化方案。
建模结果表明,通过使用优化的方案展开交叉口信号配上时后,各进口的车辆排队为零。检验了基于NiosⅡ单点在线自适应控制器的设计是有效地的。 目前,解决问题城市交通拥堵,提升区域效益的最重要手段之一是使用城市交通控制系统。
单点交叉口掌控是交通信号控制系统的大于单元,也是干线交叉口交通信息协调控制和区域交通信号控制系统的基础。单点交叉口的在线式自适应控制能根据前端检测器获得的动态交通信息,自动对交通信号掌控的关键参数展开调整,以超过提高交通通行状况的目的,该方式将沦为信号掌控研究的主流。
现代电子系统设计的主要方向之一是使用SOPC(SystemonaProgrammableChip)构建,SOPC技术的构建方式有3种,其中一种是用所含NiosⅡ软核的FPGA芯片构建。因此,本文对基于NiosⅡ的单点自适应控制器设计积极开展了研究。
1单点自适应控制研究 单交叉路口信号配上时方案的基本内容是信号振幅方案和信号基本控制参数,本文侧重于对信号振幅方案展开优化。 1.1自适应信号机控制策略 本文用交叉口饱和度s作为自由选择控制策略的参数,将s分成(0,0.8),[0.8,0.9),[0.9,infin;),3个区间,制订本自适应信号机的控制策略。 当车辆检测器系统经常出现故障时继续执行相同周期信号掌控。
若交叉口饱和度s的值为(0,0.8)就继续执行感应器掌控。若交叉口饱和度s的值为[0.8,0.9),就继续执行单点在线的动态自适应控制。若交叉口饱和度s为[0.9,infin;)时,交叉口已正处于饱和状态,不应提高交叉口几何条件及交通条件。 1.2系统功能分析与整体设计 设计的信号机控制器模块是交叉口信号灯控制系统的掌控核心,其将掌控信号灯掌控及驱动模块、人机接口模块、通信模块、交通数据采集模块和数据存储模块。
1.3车辆检测器加装及起到 设计在一个交叉路口的每个进口车道加装基于电磁感应原理的车辆检测设备。当有车经过环形地感线圈时,线圈的磁通量不会发生变化,车辆检测器将磁通量变化转化成为回应线圈上方有车不存在或通过的电源信号。
每条进口车道布设两个线圈,一个在停车线后100m一处,称为上游线圈。另一个在停车线前面2~4m一处,称为下游线圈。通过该方式可收集到交通流量、车辆的平均值抵达亲率和离开了亲率等交通数据。 由上游车辆检测器获得的车辆数可计算出来出有一个信号周期内的车辆平均值抵达亲率,而从下游车辆检测器获得的车辆数可计算出来出有一个信号周期内的车辆平均值离开了亲率。
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