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城市道路交通信号控制与优化算法的研究

作　者: 王红
导　师: 杨立才
学　校: 山东大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 智能交通系统 模糊控制 交通信号控制 混沌优化算法 免疫遗传算法
分类号: U491
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 728次
引　用: 7次
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内容摘要


交通是人类生存和发展所必须进行的活动。随着城市化进程的加快和汽车的普及,城市交通拥挤、阻塞现象日趋恶化,由此引发的事故、噪声和环境污染已成为日益严重的社会问题,交通问题已成为困扰世界各国的普遍性难题。交通工程实践表明,在进行适当规模的道路基础设施建设的同时,从软件设施入手对城市交通流进行合理科学的调控与管理,充分发挥现有交通网络的通行潜力,最大程度上使交通流做到有序流动,发展智能交通是解决城市交通问题的根本出路。城市交通是交通系统的重要组成部分,交通控制,特别是交通信号灯的控制是城市交通研究的主要内容。 自20世纪初期交通信号灯投入使用以来,交通信号控制及其优化技术就成为城市交通控制研究的重要内容,目前仍然是城市交通控制研究的热点问题之一。对路口实行交通信号控制可以在时间和空间上把相互冲突的交通流适当分离,使路口的交通安全得到保障,并充分提高城市交通路网的通行能力。 基于交通模型的控制策略研究,可以为交通控制实践提供许多有益的新思路和新方法。本文分别建立了干道交通和区域交通控制的宏观交通流模型,给出了相应的性能指标体系,基于数学模型进行交通流的预测,结合模糊控制方法实现交通控制。另外,本文对交通控制的优化方法进行了研究,应用改进的免疫遗传算法实现城市交通控制策略的优化,取得了较为理想的效果。 论文主要创新点如下: 1、整合传统绿波控制和感应式控制理念,提出了一种双交叉口的两级模糊控制算法。一级模糊控制器中,以各相位的车辆排队长度作为基本输入,临时绿灯延长时间作为输出。以临时绿灯延长时间和本周期剩余时间作为二级模糊输入,推理出各相位的实际绿灯时间。

全文目录


摘要  6-8
ABSTRACT  8-11
第一章 绪论  11-26
  1．1 城市道路交通信号控制的目的和意义  11-12
  1．2 城市道路交通控制技术的发展现状  12-18
    1．2．1 交通信号灯的起源和发展  12-14
    1．2．2 城市道路交通控制理论的研究发展  14-16
    1．2．3 几种典型的城市交通控制系统  16-18
  1．3 交通信号控制系统的主要术语和参数  18-19
  1．4 城市交通控制系统的基本类型  19-23
    1．4．1 按控制区域几何特性划分  19-21
    1．4．2 按控制原理划分  21-23
  1．5 论文立题的依据  23
  1．6 论文的主要工作以及创新点  23-24
  1．7 论文的结构安排  24-26
第二章 模糊控制和智能优化方法基础  26-36
  2．1 模糊控制基础  26-29
    2．1．1 模糊控制器的组成  26-29
    2．1．2 模糊控制器参数对性能的影响  29
  2．2 智能优化方法基础  29-35
    2．2．1 遗传优化算法  30-32
    2．2．2 免疫遗传优化算法  32-33
    2．2．3 混沌优化  33-35
  2．3 小结  35-36
第三章 双交叉口两级模糊协调控制算法的研究  36-48
  3．1 两级模糊协调控制算法的提出  36-37
  3．2 交通模型描述  37-38
  3．3 双交叉口的两级模糊协调控制算法  38-40
  3．4 评价指标  40-41
  3．5 模糊控制器的设计  41-45
    3．5．1 变量的模糊化处理  41-43
    3．5．2 模糊控制规则的语言表述  43-44
    3．5．3 隶属度函数的混沌优化  44
    3．5．4 模糊推理及反模糊化  44-45
  3．6 实例仿真  45-47
  3．7 小结  47-48
第四章 基于免疫遗传算法的干道交通控制策略与优化方法  48-61
  4．1 交通模型的描述  48-53
    4．1．1 车辆放行状态的表示  49-50
    4．1．2 主干道统一周期和各交叉口间相位差的确定  50-52
    4．1．3 性能指标的计算  52-53
  4．2 预测交通流量  53-56
  4．3 改进的免疫遗传算法描述  56-59
  4．4 目标优化及其实例仿真  59-60
  4．5 小结  60-61
第五章 城市道路交通的区域控制研究  61-78
  5．1 交通模型的建立  61-63
  5．2 统一周期、各交叉口间相位差和性能指标的确定  63-70
    5．2．1 统一周期的确定  63-67
    5．2．2 相位差的确定  67-68
    5．2．3 评价指标的计算  68-70
  5．3 预测交通流量  70-73
  5．4 改进的免疫遗传算法描述  73-75
  5．5 实例仿真  75-77
  5．6 小结  77-78
第六章 结束语  78-81
  6．1 工作总结  78-79
  6．2 本文的主要创新  79-80
  6．3 今后的工作方向  80-81
参考文献  81-87
致谢  87-88
作者攻读硕士学位期间发表的论文  88-89
学位论文评阅及答辩情况表  89

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 交通工程与公路运输技术管理 > 交通工程与交通管理
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