基于智能計算的城市交通信號的優(yōu)化控制研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展與城市化進程的加快，城市人口和機動車輛日益增加，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，由此帶來的交通擁堵、交通事故、能源浪費以及成倍增加的汽車廢氣排放造成的環(huán)境污染等問題，不僅嚴重地制約著城市和社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，同時也嚴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)代社會交通需求與供給矛盾的重要途徑之一。實施智能交通系統(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，乃至國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和社會經(jīng)濟效益的全面提高。 智能交通系統(tǒng)是一個發(fā)展中的交叉學(xué)科，涉及到交通運輸系統(tǒng)的各個層面。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)域研究的熱點問題之一。城市道路交通控制是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程問題，涉及到交通工程、自動控制、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，可以進一步完善城市交通控制的理論體系及應(yīng)用，解決日益嚴重的城市交通難題。這對滿足社會需求、推動國家和社會的進步以及學(xué)科的發(fā)展，無疑都具有十分重要的意義。 城市道路交通是一個有人參與的時變復(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)代城市交通問題，基于智能計算的智能控制技術(shù)是解決城市交通問題的有效途徑。 本文結(jié)合城市道路交通智能控制研究課題的實際需要，對城市道路交通的智能控制問題進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題。論文的主要工作如下： (1)首先對城市道路交通控制技術(shù)的發(fā)展進行了較為詳

5、細的綜述，在分析該領(lǐng)域存在的主要問題基礎(chǔ)上，闡述了論文的立題依據(jù)，提出了論文的主要研究內(nèi)容。 (2)提出一種基于預(yù)測的主干道相交路口優(yōu)化控制方法，將交通流預(yù)測與交通信號控制相結(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控制問題。建立預(yù)測模型進行交通流預(yù)測，將預(yù)測的下兩個相位隊長作為模糊控制的輸入以確定下一綠相位時間，在后一綠相位持續(xù)時間內(nèi)放行該相位的預(yù)測的尚未全部排隊的車流量。仿真實驗表明該方法有效減小了平均車輛延誤時間

6、，達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際情況，本章結(jié)合設(shè)計了一種基于交通預(yù)測數(shù)據(jù)的干線協(xié)調(diào)控制方法。本方法以交通流預(yù)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過各個路口當前采集的車流信息預(yù)測下一個時間的各個干線路口的車流量，以預(yù)測數(shù)據(jù)通過數(shù)解法配時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。當預(yù)測的車流到達路口時，以實際路況數(shù)據(jù)為輸入，根據(jù)車輛飽和度適當?shù)恼{(diào)整綠信