[發(fā)明專利]基于遺傳算法的自適應(yīng)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710307727.8
• 申請(qǐng)日: 2017-05-04
• 公開（公告）號(hào): CN106971566B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝一明;卞建秀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫安邦電氣股份有限公司
• 主分類號(hào): G08G1/08
• 分類號(hào): G08G1/08;G06N3/12
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;屠志力

1.一種基于遺傳算法的自適應(yīng)控制方法，其特征在于，包括：

步驟一，設(shè)計(jì)一個(gè)模糊控制器，該模糊控制器包括兩個(gè)輸入變量和一個(gè)輸出變量；輸入變量為當(dāng)前周期各相位飽和度的加權(quán)和input1，后一周期預(yù)估車流量變化率input2；輸出變量為后一周期飽和度系數(shù)output；

步驟二，進(jìn)行配時(shí)優(yōu)化，周期時(shí)長(zhǎng)及綠信比確立以計(jì)算各相位的綠燈時(shí)間；包括：

(a)當(dāng)輸出變量output大于設(shè)定的閾值時(shí)，則判定路口交通狀態(tài)處于擁堵狀態(tài)，周期選擇設(shè)定的最大周期T_max固定不變；當(dāng)輸出變量output不大于設(shè)定的閾值時(shí)，則判定路口交通狀態(tài)處于非擁堵狀態(tài)，周期則根據(jù)后一周期飽和度系數(shù)output確定，周期計(jì)算公式為T＝output*K+T_min,K為周期權(quán)重，T_min為最小周期時(shí)間；

(b)綠信比確立分為定周期下的綠信比優(yōu)化和變周期下的綠信比優(yōu)化；當(dāng)交通狀態(tài)判定為擁堵時(shí)采用最大周期控制，以車輛延誤時(shí)間最少為優(yōu)化目標(biāo)，利用遺傳算法尋求最優(yōu)解，計(jì)算各相位的綠燈時(shí)間；當(dāng)交通狀態(tài)判定為非擁堵時(shí)周期大小則根據(jù)模糊控制器獲得的后一周期飽和度系數(shù)確定，以減少車輛滯留數(shù)量為優(yōu)化目標(biāo)，利用遺傳算法尋求最優(yōu)解，計(jì)算各相位的綠燈時(shí)間。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于遺傳算法的自適應(yīng)控制方法，其特征在于，

所述步驟一具體包括：

(1).輸入量確定

飽和度計(jì)算模型：

其中，t_g：該相位的綠燈時(shí)間；

t_d：所有車輛通過檢測(cè)器的間隔時(shí)間；

n：綠燈時(shí)間內(nèi)通過的車輛數(shù)；

t_h：車輛在正常行駛條件下的必要時(shí)間間隔；

故當(dāng)前周期各相位飽和度的加權(quán)和

其中，sn:該周期相位總數(shù)；

c_i:第i相位的飽和度權(quán)重；

γ_i:第i相位的飽和度；

車流量預(yù)測(cè)模型：Q_k+1＝Q_k+α_k*(G_k-Q_k) 【3】，

其中，Q_k+1：第k+1周期預(yù)估車流量；

Q_k：第k周期預(yù)估車流量；

α_k：隨機(jī)修正參數(shù)，α_k∈[0,1]，

E_k：第k周期車流量平滑誤差，M_k:第k周期車流量絕對(duì)平滑誤差

G_k：第k周期實(shí)際車流量；

故后一周期預(yù)估車流量變化率

(2).論域變換和隸屬度函數(shù)

將當(dāng)前周期各相位飽和度的加權(quán)和input1，后一周期預(yù)估車流量變化率input2；輸出變量后一周期飽和度系數(shù)output變換為模糊子集：

input1＝{很小,較小,小,中等,大,較大,很大}

input2＝{很小,較小,小,中等,大,較大,很大}

output＝{很小,較小,小,中等,大,較大,很大}

對(duì)應(yīng)的論域：input1＝{0,1,2，…,10}，量化因子：5

input2＝{-5,-4,…,5}，量化因子：10

output＝{0,1,2,3,4,5,6,7,8}，比例因子：1

確定輸入變量和輸出變量的隸屬度函數(shù)；

然后制訂模糊控制規(guī)則，得到一個(gè)模糊控制規(guī)則表，用模糊條件語(yǔ)句表示輸入變量和輸出變量之間的模糊關(guān)系；

(3).模糊推理和解模糊

采用“min-max”模糊推理，重心法解模糊，以得到輸出變量清晰化后的輸出值；

(4).離線數(shù)據(jù)表

將兩個(gè)輸入變量input1和input2輸入模糊控制器后，可得到對(duì)應(yīng)的輸出變量output；通過input1、input2、output的各組值即可制作模糊控制器輸入輸出數(shù)據(jù)表；

將模糊控制器輸入輸出數(shù)據(jù)表制作成離線模式，在每個(gè)周期結(jié)束后，輸入對(duì)應(yīng)的論域，通過離線表即能求出后一周期飽和度系數(shù)。