第2卷第3期 智能系统学报 Vol.2 Ne 3 2007年6月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Jun.2007 公交优先模糊控制算法研究 张立东，王英龙 (山东省科学院计算中心，山东济南250014) 摘要：为了克服公交定时优先信号控制不够灵活的缺点，设计了公交优先模糊控制算法，该算法以公交误点数值 和待行相位排队长度为输入，以当前相位绿灯延时为输出，实现了以路口总延误人数最少为目标的最优控制.借助 Matlab6.5进行仿真，仿真结果表明了该模糊算法的有效性，模糊控制算法延误人数比定时控制下的延误人数平均 低26.6%. 关键词：智能交通；公交优先模糊控制器；模糊逻辑；人均延误 中图分类号：TP273.4,U491.51文献标识码：A文章编号：1673-4785(2007)03-0059-04 Study of a fuzzy control algorithm for public transit priority ZHANGLi-dong,WANG Ying-long (Computer Science Center,Shandong Academy of Sciences,Ji'nan 250014,China) Abstract:To overcome shortcomings of pre-timed Public Transit Priority (PTP)control algorithms which are not sensitive to live traffic flow fluctuations,a novel fuzzy logic controller is proposed.This control al- gorithm,using the degree of bus delay and queuing of cars as input variables,and green signal delay of current phase as an output variable,gives improved control with the target of minimizing total delay for passengers.Simulation results with Matlab6.5 software show that the fuzzy logic algorithm is more effec- tive than a pre-timed control,with the average delay per person under fuzzy control 26.6%lower than under pre-timed control. Key words:ITS;public transit priority fuzzy controller;fuzzy logic;average delay per person 近年来，因交通引起的社会问题日益突出，在交 通“以人为本”的观念指导下，公交优先的理念逐渐 1公交优先模糊控制系统设计 深入人心，国内外学者也对此进行了大量相关研究 1.1系统工作原理 日本学者Koichiro Iwaoka!)、美国学者Noritaka 系统的工作原理可以描述为：公交线圈检测器 Kogal21、Hisaya Ohdakel1、清华大学的张卫华、 检测到达的公交车辆是否准点，如果准点，则按正常 同济大学的阴炳成1，杨晓光等人都进行了大量的 的控制策略进行信号灯的控制：如果非准点到达，则 相关研究.文献[1-3,5]中提到的方法只是把车辆 根据与配时表的误差值的大小及下一相位待行的车 延误作为优先的目标，而没有考虑公交车辆中的载 辆数作为进行当前相位绿信号延时量多少的判断标 客数，文献[4]中尽管以“人均延误”作为公交优先优 准，建立模糊控制器，保证公交优先的同时，兼顾社会 化的目标，但没有根据公交晚点的程度进行深入讨 车辆的排队长度，保证路口总延误人数最少，如图1. 论.在总结前人研究成果的基础上，就如何在综合考 1.2算法逻辑 虑待行社会车辆和公交车误点程度2个因素的基础 根据上述工作原理，设计控制算法如下： 上实行公交优先模糊控制进行了详细研究，提出了 1)检测器检测到公交车辆的出现，并将此信息 相应的算法 传递给路口信号控制器，路口信号控制器将此公交 车辆出现信息与正常公交时刻表比照，计算出公交 收稿日期：200608-22. 车到达时刻与正常时刻表的差值，称作误点数值（取 基金项目：山东省信息产业专项发展资金资助项目(2006R00042) 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net第 2 卷第 3 期 智 能 系 统 学 报 Vol. 2 №. 3 2007 年 6 月 CAA I Transactions on Intelligent Systems J un. 2007 公交优先模糊控制算法研究 张立东 ,王英龙 (山东省科学院 计算中心 ,山东 济南 250014) 摘 要 :为了克服公交定时优先信号控制不够灵活的缺点 ,设计了公交优先模糊控制算法 ,该算法以公交误点数值 和待行相位排队长度为输入 ,以当前相位绿灯延时为输出 ,实现了以路口总延误人数最少为目标的最优控制. 借助 Matlab6. 5 进行仿真 ,仿真结果表明了该模糊算法的有效性 ,模糊控制算法延误人数比定时控制下的延误人数平均 低 26. 6 %. 关键词 :智能交通 ;公交优先模糊控制器 ;模糊逻辑 ;人均延误 中图分类号 : TP273. 4 ,U491. 51 文献标识码 :A 文章编号 :167324785 (2007) 0320059204 Study of a fuzzy control algorithm for public transit priority ZHAN G Li2dong ,WAN G Ying2long (Computer Science Center , Shandong Academy of Sciences , Ji’nan 250014 , China) Abstract :To overcome shortcomings of pre - timed Public Transit Priority (PTP) control algorit hms which are not sensitive to live traffic flow fluctuations , a novel f uzzy logic controller is proposed. This control al2 gorithm , using t he degree of bus delay and queuing of cars as inp ut variables , and green signal delay of current p hase as an outp ut variable , gives improved control with the target of minimizing total delay for passengers. Simulation results wit h Matlab6. 5 software show t hat t he f uzzy logic algorit hm is more effec2 tive t han a pre - timed control , wit h t he average delay per person under f uzzy control 26. 6 % lower than under pre2timed control. Keywords :ITS; p ublic transit priority f uzzy controller ; f uzzy logic ; average delay per person 收稿日期 :2006208222. 基金项目 :山东省信息产业专项发展资金资助项目(2006R00042) . 近年来 ,因交通引起的社会问题日益突出 ,在交 通“以人为本”的观念指导下 ,公交优先的理念逐渐 深入人心 ,国内外学者也对此进行了大量相关研究. 日本学者 Koichiro Iwaoka [1 ] 、美国学者 Noritaka Koga [2 ] 、Hisaya Ohdake [3 ] 、清华大学的张卫华[4 ] 、 同济大学的阴炳成[5 ] ,杨晓光等人都进行了大量的 相关研究. 文献[1 - 3 ,5 ]中提到的方法只是把车辆 延误作为优先的目标 ,而没有考虑公交车辆中的载 客数 ,文献[ 4 ]中尽管以“人均延误”作为公交优先优 化的目标 ,但没有根据公交晚点的程度进行深入讨 论. 在总结前人研究成果的基础上 ,就如何在综合考 虑待行社会车辆和公交车误点程度 2 个因素的基础 上实行公交优先模糊控制进行了详细研究 ,提出了 相应的算法. 1 公交优先模糊控制系统设计 1. 1 系统工作原理 系统的工作原理可以描述为 :公交线圈检测器 检测到达的公交车辆是否准点 ,如果准点 ,则按正常 的控制策略进行信号灯的控制 ;如果非准点到达 ,则 根据与配时表的误差值的大小及下一相位待行的车 辆数作为进行当前相位绿信号延时量多少的判断标 准 ,建立模糊控制器 ,保证公交优先的同时 ,兼顾社会 车辆的排队长度 ,保证路口总延误人数最少 ,如图 1. 1. 2 算法逻辑 根据上述工作原理 ,设计控制算法如下 : 1) 检测器检测到公交车辆的出现 ,并将此信息 传递给路口信号控制器 ,路口信号控制器将此公交 车辆出现信息与正常公交时刻表比照 ,计算出公交 车到达时刻与正常时刻表的差值 ,称作误点数值(取