基于混沌的高速公路匝道控制研究.pdf

1、　　保證交通安全、提高道路通行能力、減少出行廣義費(fèi)用是交通控制與管理的基本目標(biāo)和出發(fā)點(diǎn)。主線控制、通道控制以及入口匝道控制和出口匝道控制是高速公路控制的主要策略，其中入口匝道控制是解決高速公路擁堵現(xiàn)象最廣泛、最有效的控制策略。以往入口匝道控制策略都是基于傳統(tǒng)交通流理論和一般控制原理提出的，未涉及到混沌理論。從非線性科學(xué)、混沌控制的角度出發(fā)，研究高速公路匝道控制是一項非常有意義且前沿的課題。本研究以“僅有一個入口匝道的高速公路區(qū)段”為研究

2、對象，進(jìn)行高速公路入口匝道混沌控制機(jī)理的深入研究，主要工作概括為如下四個方面：
　　1、匝道混沌控制性能指標(biāo)比較分析研究。采用對稱式雙車道元胞自動機(jī)模型仿真“僅有一個入口匝道的高速公路區(qū)段”，通過仿真實(shí)驗(yàn)就高速公路匝道混沌控制各區(qū)段時間指標(biāo)的變化進(jìn)行分析，對中間匝道長度和排隊長度限制對控制效果的影響進(jìn)行分析、討論。結(jié)果表明依據(jù)是否混沌加入和取消混沌控制信號Bang-Bang條件，可以實(shí)現(xiàn)效率最大化目標(biāo)，并為實(shí)現(xiàn)公平性目標(biāo)提供基礎(chǔ)

3、；中間匝道長度直接影響到控制效率性目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)程度，對于較短或者較長長度的高速公路匝道，需要結(jié)合其他措施進(jìn)行協(xié)調(diào)控制才使得控制效果明顯；當(dāng)超過匝道排隊長度限制時，混沌控制必須結(jié)合主線上游、匝道需求采取不同的放行規(guī)則，才能實(shí)現(xiàn)效率和社會公平性目標(biāo)。
　　2、匝道混沌控制信號施加條件研究。針對高速公路的不確定性和非線性，選擇全線總時間為匝道混沌控制效果主要指標(biāo)，以主線總行駛時間和匝道總行駛時間為高速公路匝道混沌控制效果評價輔助指標(biāo)，通

4、過大量的實(shí)驗(yàn)研究分析高速公路匝道混沌控制信號施加的條件。實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)交通流處于非混沌狀態(tài)時，不施加混沌控制信號優(yōu)于施加混沌控制信號；當(dāng)交通流處于混沌狀態(tài)時，施加混沌控制信號優(yōu)于不施加混沌控制信號。
　　3、匝道混沌控制信號施加與撤銷時機(jī)研究。以高速公路匝道混沌控制信號施加條件為基礎(chǔ)，對施加和撤銷混沌控制信號的時機(jī)進(jìn)行深入的研究、分析，以達(dá)到最優(yōu)的混沌控制施加和撤銷的時機(jī)，實(shí)現(xiàn)交通流從無序狀態(tài)變?yōu)橛行驙顟B(tài)，從而達(dá)到抑制交通擁堵、減