城市道路交通建模和控制技術(shù)研究.pdf

1、城市道路交通控制技術(shù)是當(dāng)前控制領(lǐng)域和交通工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。隨著人工智能、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的迅速發(fā)展，各種交通模型和分析綜合方法層出不窮，新的理論和研究成果不斷出現(xiàn)，并己在實(shí)際工程應(yīng)用中顯示出巨大的威力和發(fā)展?jié)摿Α?報(bào)告研究城市道路交通新的建模和控制方法，研究對(duì)象包括單交叉口、城市交通干線、城市交通區(qū)域、城市快速公路。實(shí)際應(yīng)用和仿真表明，這些算法具有較強(qiáng)的魯棒性、自適應(yīng)性和自學(xué)習(xí)性，比傳統(tǒng)的交通控制方法能更

2、有效地解決城市交通問題。 報(bào)告的主要內(nèi)容如下： 1)介紹了城市道路交通控制的起源和發(fā)展歷史，詳盡地分析和闡述了國內(nèi)外當(dāng)前的研究成果，指出了理論研究和實(shí)際應(yīng)用中存在的困難和一些亟待解決的問題，同時(shí)扼要地說明了城市道路交通控制技術(shù)今后的研究方向。 2)提出了一種全新的復(fù)雜單交叉口交通流信號(hào)燈智能控制技術(shù)。詳細(xì)地討論了信號(hào)燈設(shè)置、相位劃分、行人過街按鈕響應(yīng)以及信號(hào)燈的“早斷”和“遲起”。采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)優(yōu)化信號(hào)

3、周期時(shí)間，使其跟隨交通流飽和度變化；而綠信比則根據(jù)歷史和實(shí)時(shí)交通流數(shù)據(jù)在線調(diào)整。目標(biāo)是在絕對(duì)保證行人安全通行的前提下，使該交叉口交通暢通，明顯降低停車率和平均車輛延誤時(shí)間。 3)設(shè)計(jì)了一種全新的雙向綠波帶智能控制策略。整個(gè)控制方案分為兩層，協(xié)調(diào)層根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)交通流數(shù)據(jù)優(yōu)化計(jì)算干線上的公共周期時(shí)間和上下行相位差，控制層確定每個(gè)周期內(nèi)各交叉口的綠信比。周期依照關(guān)鍵路口飽和度的大小由一模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，相位差根據(jù)上下行速度進(jìn)行計(jì)

4、算，綠信比基于歷史和實(shí)時(shí)的交通數(shù)據(jù)確定。目標(biāo)是使進(jìn)入干線上行和下行的車輛一路綠燈，明顯降低車輛停車率和平均延誤時(shí)間。 4)建立了面向控制應(yīng)用的路網(wǎng)宏觀動(dòng)態(tài)模型。按照大系統(tǒng)分解一協(xié)調(diào)思想，把整個(gè)城市大交通網(wǎng)絡(luò)分為3個(gè)子系統(tǒng)，并分別建立了它們的模型，即：城市區(qū)域交通流模型、城市快速公路交通流模型和城市區(qū)域一城市快速公路交通流模型，同時(shí)討論了模型參數(shù)的優(yōu)化估計(jì)。 5)利用模糊理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)城市區(qū)域交通進(jìn)行實(shí)時(shí)分散控制。分

5、散在各交叉口的控制器根據(jù)它自己和相鄰交叉口的交通流信息對(duì)相序、相位切換、信號(hào)周期和綠信比進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理?？刂破饔扇齻€(gè)模塊組成：相序優(yōu)化模塊，綠燈判斷模塊和相位切換模塊。目標(biāo)是保持區(qū)域內(nèi)各交叉口前的交通暢通和車輛延誤最小。 6)對(duì)城市快速公路交通流建模和控制方法進(jìn)行了探討。利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立了快速公路模型，并提出了入口匝道放行和路段速度控制相結(jié)合的多變量神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制策略，利用該控制策略建立的自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器，可以使快速公路

6、上的密度維持在理想值附近。該控制器是一個(gè)狀態(tài)和控制作用均可跟蹤的伺服系統(tǒng)。 7)闡述了城市公交優(yōu)先信號(hào)控制系統(tǒng)。通過設(shè)置公交專用車道或鋸齒型公交優(yōu)先進(jìn)口道以及實(shí)時(shí)公交優(yōu)先控制策略來實(shí)現(xiàn)公交車輛在空間和時(shí)間上的優(yōu)先通行權(quán)利。探討了公交優(yōu)先信號(hào)控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和用于公交車輛檢測(cè)和定位的信號(hào)標(biāo)桿技術(shù)，重點(diǎn)研究了不同條件下的公交優(yōu)先實(shí)時(shí)控制算法，并給出了公交車輛通行的最小綠燈持續(xù)時(shí)間估計(jì)算法。 8)詳細(xì)討論了杭州市城區(qū)城市道路擁擠