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原文传递路口信号灯控制系统的设计

论文题名：	路口信号灯控制系统的设计
关键词：	路口信号灯控制系统;模糊RBF神经网络;FPGA;模块化设计
摘要：	随着社会和经济的不断发展，人们的生活水平越来越高，私家车的数量也不断地增加。因此，城市交通路网的压力也越来越大，尤其在早晚高峰期交通堵塞更是严重。交通拥堵不但导致路网输送效率低、环境污染严重、增加了交通事故发生的概率，而且影响人们的生命和财产安全，降低出行的幸福感。虽然采用高架桥、地下人行通道、公交车专用车道、机动车辆限号等方式在一定程度上使得交通拥堵有了一定的改善，但未能从根本上解决问题。再者，目前国内大多数信号灯控制系统采用固定时长和预设的切换顺序进行控制，无法根据路口交通信息的实时状况自动调整和切换，造成可能出现在交叉路口一个方向上绿灯时未有车辆通行而另一个方向上车流量大、车辆排队长度长、空等时间久等道路资源浪费的现象。　　本文针对城市道路平面交叉路口交通拥堵越来越严重的社会现象，以兰州市某路口信号灯控制系统为研究对象，通过安装在道路上的视频图像检测器实地采集交通流实时信息，采用车牌识别计数统计车流量、通过坐标系转换计算车辆排队长度，以得到的车流量和车辆排队长度为模糊控制和模糊RBF神经网络算法的输入量，经过模糊控制和模糊RBF神经网络计算，得到信号灯下一信号周期的绿灯显示时长。再比较定时控制、模糊控制和模糊RBF神经网络算法在相同车流量下对车辆平均延误时间的影响，得出模糊RBF神经网络控制下车辆平均延误时间最少的结论。最后以CycloneIVEP4CE10FPGA为主控芯片，采用模块化的设计思想，分别进行摄像头、数码管及以太网通讯等的硬件设施的设计，并采用VerilogHDL硬件描述语言进行图像采集模块、图像处理模块、信号灯自动配时模块和以太网通讯模块的软件设计，经过仿真，验证了对应模块在软件设计上的可行性，并在VisualBasic6.0精简版平台上设计了路口信号灯控制系统的功能界面，通过硬件搭接和程序调试，实现了实物搭接验证。　　本文研究的目的就是通过采集道路上车辆的实时信息，采用模糊RBF神经网络优化路口交通信号灯控制参数，设计一个能够依据道路上车辆信息实时状态自动调节交通信号色灯切换顺序和控制时长的智能交通信号灯控制系统。通过交通智能化控制，不但可以大大地改善城市道路交通的拥堵情况，减少车辆延误，提升交叉路口的通行能力和交通治理效率，而且对城市智能化管理具有很大的意义。
作者：	梁媛利
专业：	机械工程
导师：	车军;苗新旺
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2021