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，也是目前交通控制工程領域研究的熱點問題之一。城市道路交通控制是一個復雜的系統(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)度等自然科學和工程技術的眾多學科。作為多學科交叉的

3、研究領域，城市交通智能控制技術的發(fā)展依賴于自然科學和工程技術的最新研究成果。把自然科學的最新研究成果和工程技術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雜大系統(tǒng)，集成了人、車、路和環(huán)境等各種復雜因素，存在高度的復雜性、時變性和不確定性?；诰_數(shù)學模型的

4、傳統(tǒng)控制方法難以有效解決復雜的現(xiàn)代城市交通問題，基于智能計算的智能控制技術是解決城市交通問題的有效途徑。 本文結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，在總結該領域現(xiàn)有研究成果的基礎上，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的發(fā)展進行了較為詳

5、細的綜述，在分析該領域存在的主要問題基礎上，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)提出一種基于預測的主干道相交路口優(yōu)化控制方法，將交通流預測與交通信號控制相結合，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。建立預測模型進行交通流預測，將預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，本章結合設計了一種基于交通預測數(shù)據(jù)的干線協(xié)調(diào)控制方法。本方法以交通流預測數(shù)據(jù)為基礎，通過各個路口當前采集的車流信息預測下一個時間的各個干線路口的車流量，以預測數(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