基于智能計(jì)算的城市交通信號(hào)的優(yōu)化控制研究.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與城市化進(jìn)程的加快，城市人口和機(jī)動(dòng)車輛日益增加，城市道路交通的擁擠與阻塞已經(jīng)成為世界大中城市普遍存在的現(xiàn)象，由此帶來(lái)的交通擁堵、交通事故、能源浪費(fèi)以及成倍增加的汽車廢氣排放造成的環(huán)境污染等問(wèn)題，不僅嚴(yán)重地制約著城市和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)也嚴(yán)重地影響著城市居民的生活質(zhì)量。 智能交通系統(tǒng)是解決現(xiàn)代社會(huì)交通需求與供給矛盾的重要途徑之一。實(shí)施智能交通系統(tǒng)工程不僅有利于提高交通的安全性、生產(chǎn)效率與效益，而且關(guān)系

2、到土地資源與能源的合理利用、環(huán)境污染與噪聲的改善，乃至國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的全面提高。 智能交通系統(tǒng)是一個(gè)發(fā)展中的交叉學(xué)科，涉及到交通運(yùn)輸系統(tǒng)的各個(gè)層面。城市交通是交通系統(tǒng)最為重要的組成部分，城市交通智能控制是實(shí)施智能交通系統(tǒng)工程的首要任務(wù)，也是目前交通控制工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。城市道路交通控制是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程問(wèn)題，涉及到交通工程、自動(dòng)控制、系統(tǒng)工程、優(yōu)化調(diào)度等自然科學(xué)和工程技術(shù)的眾多學(xué)科。作為多學(xué)科交叉的

3、研究領(lǐng)域，城市交通智能控制技術(shù)的發(fā)展依賴于自然科學(xué)和工程技術(shù)的最新研究成果。把自然科學(xué)的最新研究成果和工程技術(shù)的最新方法引入城市交通智能控制，可以進(jìn)一步完善城市交通控制的理論體系及應(yīng)用，解決日益嚴(yán)重的城市交通難題。這對(duì)滿足社會(huì)需求、推動(dòng)國(guó)家和社會(huì)的進(jìn)步以及學(xué)科的發(fā)展，無(wú)疑都具有十分重要的意義。 城市道路交通是一個(gè)有人參與的時(shí)變復(fù)雜大系統(tǒng)，集成了人、車、路和環(huán)境等各種復(fù)雜因素，存在高度的復(fù)雜性、時(shí)變性和不確定性。基于精確數(shù)學(xué)模型的

4、傳統(tǒng)控制方法難以有效解決復(fù)雜的現(xiàn)代城市交通問(wèn)題，基于智能計(jì)算的智能控制技術(shù)是解決城市交通問(wèn)題的有效途徑。 本文結(jié)合城市道路交通智能控制研究課題的實(shí)際需要，對(duì)城市道路交通的智能控制問(wèn)題進(jìn)行了較為全面深入的研究，在總結(jié)該領(lǐng)域現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上，提出了一些新的控制理念、建立了一些新的控制算法和控制模型，試圖解決目前城市道路交通控制領(lǐng)域存在的一些疑難問(wèn)題。論文的主要工作如下： (1)首先對(duì)城市道路交通控制技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了較為詳

5、細(xì)的綜述，在分析該領(lǐng)域存在的主要問(wèn)題基礎(chǔ)上，闡述了論文的立題依據(jù)，提出了論文的主要研究?jī)?nèi)容。 (2)提出一種基于預(yù)測(cè)的主干道相交路口優(yōu)化控制方法，將交通流預(yù)測(cè)與交通信號(hào)控制相結(jié)合，用于解決交通流量較大的城市主干道相交路口的信號(hào)控制問(wèn)題。建立預(yù)測(cè)模型進(jìn)行交通流預(yù)測(cè)，將預(yù)測(cè)的下兩個(gè)相位隊(duì)長(zhǎng)作為模糊控制的輸入以確定下一綠相位時(shí)間，在后一綠相位持續(xù)時(shí)間內(nèi)放行該相位的預(yù)測(cè)的尚未全部排隊(duì)的車流量。仿真實(shí)驗(yàn)表明該方法有效減小了平均車輛延誤時(shí)間

6、，達(dá)到了保持干道交通通暢的目的。 (3)研究了城市干線交通信號(hào)的控制方法?；诔鞘懈删€交通中某些自然交叉口相距較近的實(shí)際情況，本章結(jié)合設(shè)計(jì)了一種基于交通預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的干線協(xié)調(diào)控制方法。本方法以交通流預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)各個(gè)路口當(dāng)前采集的車流信息預(yù)測(cè)下一個(gè)時(shí)間的各個(gè)干線路口的車流量，以預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)解法配時(shí)確定干線控制中的公共周期和綠信比，用遺傳算法優(yōu)化相位差。當(dāng)預(yù)測(cè)的車流到達(dá)路口時(shí)，以實(shí)際路況數(shù)據(jù)為輸入，根據(jù)車輛飽和度適當(dāng)?shù)恼{(diào)整綠信