區(qū)域交通擁擠動(dòng)態(tài)預(yù)警與主動(dòng)式控制決策.pdf

1、隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展以及城鎮(zhèn)化水平的不斷提高，城市擁擠問題愈發(fā)突出，交通擁堵已成為制約城市發(fā)展，妨礙人們出行的重要因素。一方面，快速有效的識(shí)別和預(yù)測(cè)交通狀態(tài)，對(duì)交通擁擠進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)警是進(jìn)行交通擁擠管理的基礎(chǔ)工作。交通擁擠動(dòng)態(tài)預(yù)警實(shí)際上包含了對(duì)交通擁擠的快速識(shí)別和對(duì)交通擁擠發(fā)展趨勢(shì)的準(zhǔn)確估計(jì)兩方面內(nèi)容，擁擠預(yù)警應(yīng)為交通擁擠控制提供有效的決策支持，能夠動(dòng)態(tài)描述擁擠的發(fā)展態(tài)勢(shì)，而不能局限于擁擠產(chǎn)生后的表象描述。另一方面，在形成之初快速疏導(dǎo)交通

2、流，避免擁堵進(jìn)一步惡化是交通擁擠管理與控制的主要目的，由于交通系統(tǒng)具有隨機(jī)性、時(shí)變性和非線性的特點(diǎn)，有效的擁擠控制策略必須實(shí)時(shí)地切合交通擁擠態(tài)勢(shì)的發(fā)展及消散過程，而不是被動(dòng)適應(yīng)交通流的變化過程，這就要求交通擁擠控制模型具備動(dòng)態(tài)適應(yīng)和主動(dòng)控制的能力。由此，本文研究區(qū)域交通擁擠動(dòng)態(tài)預(yù)警與主動(dòng)式控制決策。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　首先，對(duì)交通狀態(tài)進(jìn)行快速判別。由于信息采集手段和方式的多樣性，基礎(chǔ)交通信息呈現(xiàn)出多源、異質(zhì)的

3、特點(diǎn)。為克服單一信息源有可能導(dǎo)致的信息缺失、數(shù)據(jù)失真等問題，本文融合多源異質(zhì)信息對(duì)交通狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)判別。針對(duì)多源交通基礎(chǔ)信息具有模糊性和時(shí)變性的特點(diǎn)，引入直覺模糊集理論，建立直覺模糊信息一致性融合算法，建立交通狀態(tài)決策信息融合模型對(duì)交通狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)判別。創(chuàng)造性地提出利用雙隸屬度函數(shù)構(gòu)造直覺模糊數(shù)，以直覺模糊數(shù)中的隸屬度、非隸屬度構(gòu)造支持度函數(shù)，得出決策信息的一致性度量，決策信息的集成權(quán)重只依賴于決策信息之間的支持程度，權(quán)值隨決策信息的變

4、化而動(dòng)態(tài)更新。
　　第二，對(duì)交通流參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。本文研究的是多源信息環(huán)境下交通流參數(shù)預(yù)測(cè)方法，具體包括交叉口排隊(duì)長度預(yù)測(cè)和短時(shí)交通流量預(yù)測(cè)。排隊(duì)長度是交通信號(hào)控制的重要決策變量，本文利用交通波理論，以浮動(dòng)車實(shí)時(shí)回傳數(shù)據(jù)確定初始排隊(duì)長度，通過循環(huán)得出較準(zhǔn)確的排隊(duì)長度預(yù)測(cè)結(jié)果，克服了初始排隊(duì)長度難以確定的問題。該方對(duì)固定配時(shí)控制，感應(yīng)控制，智能控制等均有良好的適應(yīng)性;短時(shí)交通流預(yù)測(cè)是根據(jù)實(shí)時(shí)的交通流運(yùn)行數(shù)據(jù)和交通流向的空間關(guān)聯(lián)，對(duì)未來

5、交通流的發(fā)展進(jìn)行研判。本文為了實(shí)現(xiàn)對(duì)交通流量的過程化預(yù)測(cè)，充分提煉和挖掘路網(wǎng)中交通流時(shí)空數(shù)據(jù)所蘊(yùn)含的有效信息，真實(shí)反映交通流的時(shí)空運(yùn)動(dòng)特性，建立交通流運(yùn)行時(shí)空模型，該模型包括道路網(wǎng)絡(luò)描述模型、流量分布描述模型、信號(hào)控制描述模型和駛?cè)腭偝隽饔?jì)算方法等子模型，直觀的描述了交通流運(yùn)行機(jī)理和演化規(guī)律。
　　第三，對(duì)區(qū)域交通擁擠進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)警。為了適應(yīng)主動(dòng)式管理需求，交通擁擠動(dòng)態(tài)預(yù)警需要突破對(duì)交通狀態(tài)的靜態(tài)描述，能夠反映擁擠的動(dòng)態(tài)發(fā)展態(tài)勢(shì)，本

6、文提出一種新的交通擁擠動(dòng)態(tài)測(cè)度方法，交通運(yùn)行可靠度對(duì)網(wǎng)絡(luò)交通狀態(tài)進(jìn)行細(xì)致分析，以不同交通狀態(tài)下車輛車頭間距服從不同的概率分布為研究基礎(chǔ)，確定路段的運(yùn)行可靠度建立區(qū)域交通擁擠概率評(píng)價(jià)模型，對(duì)擁擠區(qū)域、區(qū)域擁擠邊界、持續(xù)擁擠路段作快速識(shí)別，并制定相應(yīng)的預(yù)警策略。
　　第四，對(duì)交通擁擠進(jìn)行主動(dòng)式信號(hào)控制決策。本文運(yùn)用知識(shí)表示與推理方法建立一種包含多種決策變量，多樣控制規(guī)則的開放式、自適應(yīng)擁擠控制模型。通過改進(jìn)加權(quán)模糊petri網(wǎng)，提出自