Fuzzy logika pro řízení světelné signalizace křižovatky

1. Fuzzy logika pro řízení světelné signalizace křižovatky Lenka ZAJÍČKOVÁ

2. Světelné signalizační zařízení do 20. století řídili dopravu policisté první SSZ v roce 1924 na křižovatce Postdamer Platz v Berlíně soustava zařízení určených k řízení provozu na pozemních komunikacích pomocí světelných signálů nejdůležitější součást = řadič,ovlivňuje střídání světelných fází, které řídí signální plán

3. Signální plán automaticky řídí střídání signálních fází na světelných kižovatkách sestavuje se pro každou křižovatku „na míru“ v souladu s technickými předpisy u starších křižovatek - pevné signální plány - vytváření tzv. zelených vln u moderních křižovatek - dynamické řízení (na základě pasivní nebo aktivní detekce) zavádění fuzzy logiky do systému řízení

4. Fuzzy logika podobor matematické logiky, vychází z teorie množin klasická logika - pojmy pravda/nepravda (stav 0/1), fuzzy logika - pracuje s mírou pravděpodobnosti (hodnoty 〈0,1〉) množina řídící se fuzzy logikou = fuzzy množina příslušnost k množinám se přiřazuje na základě f-cepříslušnosti - čím vyšší stupeň, tím větší pravděpodobnost, že prvek do množiny patří

5. Popis fuzzy množiny jádro,α-řez a nosič jádro vymezuje část množiny se stupněm příslušnosti 1 α-řez vymezuje prvky fuzzy množiny, které mají stupeň příslušnosti větší nebo roven α nosič fuzzy množiny definuje prvky, které mají stupeň příslušnosti větší než 0

6. Historie fuzzy logiky první teorie využít fuzzy logiku pro popis vágních a nepřesných hodnot dějů -1965 L. A. Zadeh poprvé aplikováno 1970 na kontrolní systém turbíny - E. H. Mamdani dnes fuzzy logika v regulačních systémech řízení domácích spotřebičů, stavebních pozemních strojů, v automob. průmyslu, pro automat. řízení podzemní dráhy v Japonsku, řízení rychlovýtahů, od 1977 k řízení křižovatky se SSZ

7. Řídicí systém SSZ s fuzzy logikou žádná malá střední velká 1 původně křižovatku řídil policista - odhadoval délku kolony vozidel (velmi dlouhá, středně dlouhá, dlouhá atd.) fuzzy logika - jazyk s vlastní syntaxí a sémantikou - umožňuje bezprostřední použití kvalitativně formulovaných zkušeností a znalostí o problému pro tvorbu řídicího vstupu - nutná odborná znalost a zkušenost s návrhem světelné signalizace pro křižovatku 0 1 2 3 4 5 6 počet vozidel

8. Proces práce s fuzzy logikou fuzzy řídicí systém má 3 fáze: nejprve je třeba definovat vstupní charakteristiky z jednotlivých detektorů: intenzita, rychlost vozidel, obsazenost detektorů, časový odstup vozidel, délka kolon atd.

9. Fuzzy řídicí systém - fuzzifikace kódují se vstupní naměřené hodnoty (např. délky kolon v metrech) do jazykových termínů fuzzy čísel na základě funkce příslušnosti podle tvaru funkce příslušnosti jsou čísla začleněna do fuzzy množiny v rozmezí hodnot 〈0,1〉 proces je opakován pro všechny proměnné

10. Fuzzy řídicí systém - báze pravidel obsahuje všechny informace o fuzzy množinách všech proměnných v systému BP má nahradit expertní myšlení př. IFdélka kolony je velmi krátká a počet přijíždějících vozidel je malýTHENzkrať délku trvání cyklu na středně dlouhou na základě BP se provede přibližná dedukce, výsledek = výstupní fuzzy množina

11. Fuzzy řídicí systém - defuzzifikace výstupním slovním proměnným je přiřazena jedna ostrá hodnota cílové veličiny f-ce příslušnosti výstupní množiny - nejčastěji dána sjednocením oříznutých funkcí příslušnosti vstupních fuzzy množin nejpoužívanější - metoda středu plochy COA (COG), která ostrou hodnotu akční veličiny u0 vypočítá jako souřadnici těžiště plochy

12. Vývoj řídicích systémů SSZ s fuzzy logikou 1977 -teoretický model na izolované křižovatce dvou jednosměrně křižujících se komunikací se SSZ 90. léta 20. století - simulační grafický systém, kde bylo možné měnit geometrii křižovatky, intenzitu vozidel a lokaci detektorů - 1. mikroskopická simulace 1995 - fuzzy logika + neuronové sítě 1998- zohledněni chodci - sw. HUTSIM 1998– hierarch. systém řízení obsahující fuzzy logiku + genetický algortimus

13. Vývoj řídicích systémů SSZ s fuzzy logikou 1999 - nový řídící algoritmus FUSICO (Fuzzy Signal Control) - vícefázové fuzzy řízení 2000- báze pravidel rozšířena o preferenci veřejné dopravy po roce 2000- rozvíjí se stávající studie, cílem je kombinovat fuzzy logiku pro řízení s evolučními algoritmy zajišťujícími optimalizaci a pro predikční modelování využívat neuronové sítě

14. Software pro dopravní simulace GETRAM- skládá se z programu pro mikroskopickou simulaci (AIMSUN) a grafického editoru komunikační sítě (TEDI), distributor: DHV CR QUESTOR - multimodální model pro dopravní prognózy, distributor: DHV CR OmniTRANS - pro dopravní modelování a plánování, distributor: PBA International Prague PTV VISION - celosvětově nejúspěšnější sw pro analýzy, dopravní a strategické plánování, distributor: AF-CITYPLAN

15. PTV VISION vhodný pro mikroskopické simulace na signalizovaných tazích - dokáže posoudit propustnost a koordinovat křižovatky se SSZ včetně zařazení preference veřejné dopravy zabudován přídavný modul VISSIG - schopen převzít z existujícího signálního plánu konkrétní křižovatky signální plán, fázové schéma a mezičasy a zapsat je do aplikace

16. Fuzzy logika pro řízení světelné signalizace křižovatky DĚKUJI ZA POZORNOST