城市交通信號(hào)自組織控制的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、城市交通信號(hào)控制是一個(gè)實(shí)時(shí)的復(fù)雜系統(tǒng)控制問(wèn)題，其控制系統(tǒng)具有明顯的整體性、復(fù)雜性、開放性、大自由度等特征。隨著控制理論的發(fā)展，將自組織控制方法應(yīng)用于城市交通控制中，解決城市交通信號(hào)控制問(wèn)題的復(fù)雜性與模型的關(guān)系，是具有重要應(yīng)用價(jià)值和社會(huì)價(jià)值的問(wèn)題。本論文從系統(tǒng)的復(fù)雜性本質(zhì)出發(fā)，對(duì)自組織控制的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)和深入的研究。 首先，綜合闡述城市交通信號(hào)自組織控制的主要原理。包括以下內(nèi)容：分析城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特征；詳細(xì)地介紹

2、元胞自動(dòng)機(jī)理論的框架；剖析交通信號(hào)控制系統(tǒng)與元胞自動(dòng)機(jī)之間的類似性；介紹基于元胞自動(dòng)機(jī)的城市交通信號(hào)控制自組織模型的構(gòu)建過(guò)程和自組織規(guī)則的框架。 其次，在元胞自動(dòng)機(jī)的城市交通信號(hào)自組織控制模型的基礎(chǔ)上，本論文就其中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析和討論。主要的關(guān)鍵技術(shù)包括以下幾個(gè)方面： 1）根據(jù)流體動(dòng)力學(xué)方程對(duì)交通流運(yùn)動(dòng)進(jìn)行重構(gòu)，并使用變分的方法將其與元胞自動(dòng)機(jī)理論有機(jī)的結(jié)合，建立了城市交通信號(hào)自組織控制的演化規(guī)則。 2

3、）通過(guò)相位劃分的方式來(lái)降低系統(tǒng)中規(guī)則的組合數(shù)目，同時(shí)制定城市交通信號(hào)自組織控制的相位切換規(guī)則。 3）針對(duì)自組織控制中的規(guī)則“老化”問(wèn)題，通過(guò)交通控制中心與路口之間雙向通信，提出了相位切換規(guī)則的自適應(yīng)協(xié)調(diào)算法，從而使交通路口能更好地適應(yīng)路況變化，這是一個(gè)自上而下的非實(shí)時(shí)過(guò)程。 最后，為驗(yàn)證論文所提出方法的有效性，開發(fā)了交通信號(hào)控制仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括車輛運(yùn)行模塊、評(píng)價(jià)模塊、相位決策模塊、自組織規(guī)則模塊、初始化模塊