دانلود پایان نامه ارشد رشته برق با موضوع:کنترل هوشمند ترافیک شهری با استفاده از کنترل فازی

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :مهندسی برق

گرایش :کنترل

عنوان : کنترل هوشمند ترافیک شهری با استفاده از کنترل فازی

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.Sc”

مهندسی برق کنترل

عنوان :

کنترل هوشمند ترافیک شهری با استفاده از کنترل فازی

استاد راهنما :

دکتر جواد حدادنیا

بهمن 1386

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

فهرست مطالب 
عنوان مطالبشماره صفحه
چکیده1
مقدمه2
فصل اول : کلیات3
(1-1 هدف4
(2-1پیشینه تحقیق5
(3-1روش کار و تحقیق7
فصل دوم : اصول کلی نظریه جریان ترافیک10
(1-2معرفی پارامترهای ترافیکی11
(2-2فازبندی13
(3-2کنترل چراغ راهنمایی15
(4-2 تحلیل عملکرد تقاطع16
(5-2روشهای کلاسیک کنترل ترافیک در یک تقاطع ایزوله19
فصل سوم : کنترل کنندههای فازی ترافیک23
(1-3سیستم های فازی24
(2-3کنترل کننده فازی ترافیک27
(3-3شبیه سازی به عنوان یکی از روشهای تست کنترلر30
(4-3کلیات کنترل فازی در سیستم های مختلف ترافیکی31
(5-3پیاده سازی کنترلر فازی33

 

فهرست مطالب  
عنوان مطالبشماره صفحه 
(6-3مفاهیم کنترلی ترافیک بزرگراه37 
فصل چهارم : کنترل ترافیک در بزرگراه با ترکیب کنترلر فازی و الگوریتم43 
ژنتیک 
  
(1-4مقدمه44 
(2-4کنترل کننده شار ترافیک پیشرفته44 
(3-4ساختار کنترلر فازی شار ترافیک46 
(4-4ارزیابی پروسه با شبیه سازی ترافیک50 
(5-4کاربرد الگوریتم ژنتیک51 
(6-4نتایج شبیه سازی54 
فصل پنجم : نتیجهگیری و پیشنهادات58 
نتیجهگیری59 
پیشنهادات60 
منابع و ماخذ61 
فهرست منابع فارسی62 
فهرست منابع لاتین63 
چکیده انگلیسی65 

 

فهرست جدول ها

 

عنوانشماره صفحه
: 1-2 معرفی پارامترهای حاکم بر پدیده ترافیک11
: 1-3 اصول موارد آزمایش شده در کنترل ایزوله سیگنال ترافیک34
1-4: پارامترهای تنظیم دو مدل پیشنهادی49
2-4: شرایط اولیه مورد استفاده در الگوریتم ژنتیک53
3-4: پارامترهای تعریف شده بر اساس دو مدل پیشنهادی54
4-4: نتایج عددی کاربرد کنترلر فازی57

 

فهرست شکلها

 

عنوانشماره صفحه
: 1-2 تعریف فواصل زمانی برای فلوی جریان12
: 2-2 طرح چراغ دو فازه14
: 3-2 طرح چراغ سه فازه14
: 4-2 طرح چراغ چهار فازه15
: 5-2 فرایند تحلیل تقاطع های چراغدار16
: 1-3 ساختار سیستم کنترل فازی24
: 2-3 دی فازی ساز مرکز ثقل26
: 3-3 بلوک دیاگرام کنترل کننده فازی ترافیک27
: 4-3 ساختار کنترل سیگنال فازی28
: 5-3 شبیه ساز مدل HUTSIG30
: 6-3 کنترل کننده سیگنال فازی و ارتباطش با عملگرها31
: 7-3 قوانین کنترلی حرکت عابران پیاده35
: 8-3 نمونه ای از مسیر کنترل برای حالت کنترل دوفازه36
: 9-3 دی فازی سازی37
: 1-4 کنترل شار ترافیک45
: 2-4 شبکه بزرگراه مورد بررسی45
: 3-4 مکانیزم کنترل شار46
: 4-4 توابع عضویت متغیر های ورودی48
: 5-4 توابع عضویت متغیر خروجی48

 

فهرست شکلها

 

عنوانشماره صفحه
: 6-4 قوانین استنتاج برای کنترلر فازی50
7-4: تخمین سطح شار با شبیه ساز ترافیک51
8-4: کدگذاری در الگوریتم ژنتیک53
9-4: نتایج 5 مرتبه اجرای الگوریتم54
10-4: تغییرات وضعیت ازدحام ترافیک56
11-4: تغییرات زمانی شار ترافیک56

 

چکیده:

 

آنچه در این تحقیق و در پنج فصل ارائه شده است ، ثمره مطالعاتی است که در زمینـه روشـهای مختلـف کنترل ترافیک شهری ، به ویژه کنتـرل فـازی کـه بـه نـوعی کنترلـی هوشـمند را در سـطوح مختلـف کنتـرل ترافیک از جمله در تقاطع های درون شهری، بزرگراهها، حرکت عابران پیاده و… اعمال مـی کنـد، صـورت پذیرفته است. با گسترش سریع کلان شهرها، افزایش جمعیت، بهای سوخت، استفاده بهینـه از ظرفیـت جـاده های موجود، مساله محیط زیست و… ، اهمیت مدیریتی موثر وکارآمد در ترافیک آشکار می شود. تحقیقات صورت گرفته در این زمینه نشان داده اند که کاربرد تکنیکهای هوشمند به علت قابلیتهـای متنوعـشان، ابـزاری مناسب در جهت تحقق سیستمهای مدیریت ترافیک با ویژگی ارزشمند خود- سازماندهی مـی باشـند. در ایـن سمینار پس از معرفی کلی سیستمهای ترافیـک وآشـنایی بـا مفـاهیم اصـلی در ایـن زمینـه، معرفـی مختـصری درمورد سیستمهای فازی و چگونگی کاربرد آن در زمینه های مختلف مباحث ترافیـک صـورت گرفتـه و در نهایت به بررسی نتایج حاصل از کاربرد نوعی سیستم کنترل هوشمند ترافیک که ترکیبی از روشـهای فـازی و الگوریتم ژنتیک بوده و در یکی از بزرگراههای کشور ژاپن اعمال شده است، پرداخته می شود.

 

 

کلمات کلیدی: الگوریتم ژنتیک،کنترل ترافیک، کنترل فازی.

 

مقدمه:

 

با پیشرفت سریع جوامع شهری، تغییر وتحولات سریعی در زندگی شهرنشینی ایجاد شده است و هرساله بر تعداد وسایط نقلیه به ویژه در کلان شهرها، افزوده می شود. این افزایش که به عوامل متعددی از جمله رشد جمعیت، شرایط اقتصادی، اجتماعی، فرهنگی، مهاجرتها و… بستگی دارد، مسائل ومشکلات فراوانی را نیز با خود به دنبال دارد. با وجود آنکه هرساله میلیاردها ریال صرف احداث راهها وجاده های جدید می شود، معضل ترافیک همچنان رو به افزایش بوده و حتی در برخی از ساعات شبانه روز به حد اشباع و غیر مطلوبی می رسد.

 

تاکنون روشهای کنترل ترافیک بیشتر مبتنی بر روشهای کنترل کلاسیک بوده است. در این روشها با استفاده از روشهای آماری و منحنی های به دست آمده تجربی و نهایتا با تخمین برخی از متغیرهای موثر بر ترافیک سعی بر آن است که پارامترهای مورد نظر درآن سطح خاص کنترلی، به گونه ای مطلوب تنظیم شود. واضح است که این حد پاسخگویی سیستم های ترافیک در ازای پیچیدگی بالای ساختار شامل بخشهای : کنترل، مخابرات و کامپیوتر و هچنین حجم بالای هزینه های پیاده سازی و نگهداری به دست آمده است.

با گسترش کاربرد روشهای هوشمند شامل هوش مصنوعی، منطق فازی و شبکه های عصبی و با توجه به قابلیتهای متنوع آنها انتظار می رود که روشهای فوق در حوزه های مختلف کنترل ترافیک شامل : برآورد وتعبیر و پردازش اطلاعات مختلف جمع آوری شده، برخورد و مدل سازی مناسب پارامترها و شرایط مبهم موجود در پروسه کنترل، پیشگویی آینده، افزایش قدرت یادگیری سیستم افزایش هوشمندی آنها بسیار پر کاربرد بوده و نتایج قابل قبولی را ارائه دهد. در این سمینار سعی برآن است که ضمن آشنایی با مفاهیم کلی موجود در مبحث کنترل ترافیک، روشهای مختلف کنترل هوشمند ترافیک به ویژه کنترل مربوط به تقاطع ها معرفی و یک نمونه کاربرد عملی کنترل فازی با ترکیب الگوریتم ژنتیک که دریکی از بزرگراههای کشور ژاپن به کار گرفته شده است، ارائه و نتایج حاصل از اجرای آن بررسی و با روشهای سنتی مقایسه شود.

در فصل اول کلیاتی راجع به روشهای مختلف کنترل ترافیک و تحقیقات صورت گرفته در این زمینه ارئه شده است. در فصل دوم به معرفی اصول نظریه جریان کنترل ترافیک و روابط حاکم برارامترهای حاکم بر آن پرداخته شده است. فصل سوم به معرفی مختصری از اصول کنترل فازی و نحوه کاربرد آن در بخشهای مختلف کنترل ترافیک اختصاص داشته و در نهایت و در فصل چهارم یک نمونه کاربرد عملی منطق فازی و ترکیب آن با الگوریتم ژنتیک در کنترل ترافیک یکی از بزرگراههای کشور ژاپن ارائه و نتایج آن مورد بررسی قرار گرفته است. در فصل پنجم نیز نتیجه گیری و چند پیشنهاد ارائه شده است.

 

فصل اول

 

کلیـات

 

فصل اول : کلیات

 

(1-1 هدف

 

با گسترش سریع کلان شهرها، افزایش جمعیت، بهای سوخت، استفاده بهینه از ظرفیـت جـاده هـای موجود، مساله محیط زیست و… اهمیت مدیریتی موثر وکارآمد در کنترل ترافیک آشکار مـی شـود. در جهـت مقابله با مساله کنترل ترافیک شهری و بررسی موضوع کنترل ترافیک حدودا از سـال 1950، نظریـه هـایی ارائه گردید. تا قبل از این زمان رانندگان اطلاعات کافی و درستی راجع بـه مـساله کنتـرل ترافیـک نداشـتند ومسیر خود را تنها بر اساس فاصله انتخاب می کردند.

 

در گذشته فقط مساله کمبود جاده و ظرفیت خیابان به عنوان مشکل اصلی در نظر گرفتـه مـی شـد و هزینه های بسیاری صرف افزایش جاده ها وخیابان ها می گردید.امروزه فاکتورهای متعددی از جملـه روانـی ترافیک، کاهش زمان سفر، کاهش میزان توقفات در طول سفر، کاهش طول صف تشکیل شده در پشت چراغ قرمز و….. در مساله کنترل ترافیک مورد توجه می باشد. در این زمینه حتی اقدامات طویل المدت وپرهزینه ای نیز انجام می پذیرد. به طور مثال هم اکنون در بسیاری از کشورهای پیـشرفته رشـته ترافیـک در دانـشگاهها تاسیس شده و کارشناسانی در این رشته به صورت آکادمیک تربیت می گردنند.

 

در مساله ترافیک به صورت کیفی وکمی عوامل بسیاری در افزایش ویا کاهش ترافیک موثرند که از آن جمله میتوان به عوامل فرهنگی مانند سطح فرهنگ ساکنان یک شهر ویا عوامل زمـانی همچـون ترافیـک در ساعات مختلف شبانه روز ویا موقعیت جغرافیایی خیابان ها وشریانها اشاره کرد. به طور خاص، راه، وسیله نقلیه وانسان ، سه عامل موثر در سیستم های حمل ونقل شهری به شمار می روند که تحولات هریک موجب تـاثیر شدید بر سیستم ترافیک داشته و کنترل هریک تاثیر فراوانی در حل این مشکل خواهد داشت.

 

تا کنون روشهای کنترل ترافیک بیشتر مبتنی بر روشهای کنترل کلاسیک ترافیک بوده اسـت. در ایـن روشها با استفاده از روشهای آماری و منحنی های به دست آمده تجربی و نهایتا با تخمین برخی از متغیرهـای موثر بر ترافیک سعی بر آن است که پارامترهای مورد نظر درآن سطح خاص کنترلـی، بـه گونـه ای مطلـوب تنظیم شود.

 

در جهت رفع این نیاز، تا کنون بسته های نرم افزاری متعددی توسـط مراکـز حمـل ونقـل کـشورهای مختلف توسعه یافته اند که تا حدی پاسخگوی نیازهای موجود بوده است. البته این حـد پاسـخگویی سیـستم های کلاسیک در ازای پیچیدگی بالای ساختار شامل بخشهای : کنترل ، مخابرات و کامپیوتر و هچنین حجم بالای هزینه های پیاده سازی،( به علت تجهیزات به کار رفته) و نگهـداری بـه دسـت آمـده اسـت. از دیـدگاه کنترلی، سیستمهای کلاسیک موجود از الگوریتمهای مختلف برنامه ریزی ریاضـی (از جملـه الگـوریتم هـای برنامه ریزی خطی صحیح و الگوریتم های برنامه ریزی دینامیکی) استفاده می کنند که خود معمولا مشکلات عدیده ای از جمله حجم بالای محاسباتی و مشکل پیاده سازی را به دنبال دارند.

 

همچنین از جمله مشکلات و نواقص مطرح شده در روشهای کلاسیک کنتـرل میتـوان بـه مـوارد زیـر اشاره کرد:

 

-1 برخورداری از سطح پایین هوشمندی در مواجه با شرایط و وضعیتهای پیچیده ترافیکی ، پیشگویی ،تخمین و بالاخره تصمیمگیری بهتر.

 

-2 عدم مدلسازی مناسب و واقع بینانه از ابهامات متعدد موجـود در بحـث کنتـرل ترافیـک (ابهامـات موجود در تعریف و یا تعیین پارامترهای ترافیکی و ابهامات موجود در مدل سـازی رفتـار راننـدگان و عـابران پیاده)

 

-3 عدم وجود ویژگی خود سازمانده1 در طراحی استراتژیهای ترافیک با پیشرفت تکنولوژی و وارد شدن کنترل هوشمند در زندگی بشر و به طور خاص معرفی تئوری فـازی

توسط پروفسور زاده مبحث کنترل ترافیک شهری به عنوان یکی از کاربردی ترین زمینه های بـه کـار گیـری سیستم های کنترل فازی مطرح و در سال1974 توسط mamdani و papis ، اولین مراحل کنترل ترافیک بـا به کار گیری کنترل فازی مطرح گردید. با به کـار گیـری سیـستم هـای کنتـرل ترافیـک جدیـد بـا قابلیـت هوشمندی سعی بر طراحی سیستم هایی است که توانایی تغییر فرم قوانین کنترلی، به منظور پاسخ دهی بـه تغییرات شرایط ترافیکی وسیاستهای حمل ونقل را داشته باشد.

با توجه به قابلیتهای متنوع روشهای هوشمند ( شامل هوش مصنوعی، منطق فازی و شبکه عصبی ) به ویژه در پوشش دهی و پاسخگویی مناسب به اهداف مورد نظر در بحث کنترل ترافیـک، پیـشنهاد اسـتفاده از روشهای هوشمند، به عنوان یک راه حل جدید مطلوب خواهد بود. بـا توجـه بـه قابلیتهـای متنـوع روشـهای هوشمند انتظار میرود که روشهای فوق در حوزه های مختلف کنترل ترافیک شامل برآورد وتعبیـر و پـردازش اطلاعات مختلف جمع آوری شده، برخورد و مدل سازی مناسب پارامترها و شرایط مـبهم موجـود در پروسـه کنترل، پیشگویی آینده ، افزایش قدرت یادگیری سیستم و بـالاخره افـزایش هوشـمندی سیـستم بـسیار پـر کاربرد بوده و نتایج قابل قبولی را به دنبال خواهد داشت.

 

در این سمینار سعی برآن است که روشهای مختلف کنترل هوشمند ترافیک به ویژه کنترل مربوط بـه تقاطع ها معرفی و یک نمونه کاربرد عملی کنترل فازی با ترکیب الگوریتم ژنتیک که دریکی از بزرگراههـای کشور ژاپن به کار گرفته شده است، ارائه گردد و نتایج حاصل از اجرای آن بررسی وبا روشهای سنتی مقایسه شود.

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

تعداد صفحه : 89

قیمت : چهارده هزار تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09361998026        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

شماره کارت :  6037997263131360 بانک ملی به نام محمد علی رودسرابی

11

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید