城市快速路匝道模糊控制及其遗传算法优化

摘 要 论文对快速路面临的问题和成因进行了分析，指出交通拥挤是快速路运行中 的主要问题，其最有效的解决方法是对快速路进行控制和管理。在快速路控制方 法中匝道控制是应用最广的、效果最好的一种控制形式。论文对现有匝道控制方 法进行了分类总结，详细分析了基于数学模型的控制方法，并根据快速路交通系 统时变、随机、复杂特点，指出智能控制才是解决快速路交通问题的有效途径。 针对快速路交通系统无法得到精确数学模型、具有不确定因素、是复杂的非 线性系统的特点，选择模糊控制器对快速路匝道进行控制，设计以匝道处快速路 上游交通流量和匝道路段平均密度为输入量，匝道调节率为输出量的模糊控制 器。匝道模糊控制在一定交通条件下虽然具有良好的控制效果，但模糊控制规则 和隶属度函数参数的选取主要依靠经验，当交通流发生较大变化时，控制效果将 下降。为了解决这一问题，采用遗传算法来优化模糊控制隶属函数参数，使在交 通状况发生变化较大的情况下，依旧能产生较好的控制效果。 仿真结果表明，模糊控制应用于快速路匝道，交通状态在一定的状况变化中， 控制效果和鲁棒性优于最优控制。当交通状况发生较大变化时，将遗传算法优化 后的多个匝道模糊控制器应用于快速路，协调各个匝道控制器的参数，可使快速 路交通流运行于整体较好的状态。