城市路網(wǎng)交通流協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究.pdf

1、城市路網(wǎng)交通流控制技術(shù)是近年來國內(nèi)外控制領(lǐng)域和交通工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。由于城市車輛的增長和路網(wǎng)密度的增加，交叉口之間的相關(guān)性逐漸增強(qiáng)，將城市路網(wǎng)中的多個(gè)交叉口作為一個(gè)整體進(jìn)行有效的信號(hào)協(xié)調(diào)控制，以提高整個(gè)控制區(qū)域內(nèi)的交通通行效率，已成為城市交通控制新的發(fā)展方向。隨著自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和交通工程技術(shù)的迅速發(fā)展，各種交通流模型和協(xié)調(diào)控制算法層出不窮，新的理論和技術(shù)不斷出現(xiàn)，有些已在實(shí)際交通工程中得到了成功的應(yīng)用。

2、　　 本文討論城市路網(wǎng)交通流協(xié)調(diào)控制技術(shù)?？紤]到城市交通系統(tǒng)是一個(gè)具有嚴(yán)重非線性、隨機(jī)性、時(shí)變性和不確定性的復(fù)雜系統(tǒng)，利用一次指數(shù)平滑預(yù)測(cè)方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)方法和模糊邏輯建立了短時(shí)交通流組合預(yù)測(cè)方法，并詳細(xì)闡述了組合預(yù)測(cè)方法的結(jié)構(gòu)和參數(shù)調(diào)整機(jī)制。同時(shí)，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、遺傳算法和大系統(tǒng)理論，設(shè)計(jì)了一些城市路網(wǎng)交通流智能控制算法，仿真分析和實(shí)際應(yīng)用表明，這些算法具有較強(qiáng)的魯棒性、自適應(yīng)性和自學(xué)習(xí)性，與傳統(tǒng)的交通控制方法相比，能更有

3、效的解決城市交通問題。
　　 本文的主要內(nèi)容如下：
　　 1．介紹了城市道路交通控制的起源和發(fā)展歷史，詳細(xì)的分析和闡述了國內(nèi)外當(dāng)前的研究成果，指出了理論研究和實(shí)際應(yīng)用中存在的困難和一些亟需解決的問題，同時(shí)結(jié)合我國城市交通的具體特點(diǎn)和存在的問題提出了我國城市道路交通控制技術(shù)今后的研究方向。
　　 2．提出了一種短時(shí)交通流智能組合預(yù)測(cè)方法。該智能組合預(yù)測(cè)方法包括三個(gè)子模塊：歷史平均模塊、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊和模糊組合模塊。歷

4、史平均模塊具有良好的靜態(tài)穩(wěn)定特性，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊對(duì)動(dòng)態(tài)交通流量的預(yù)測(cè)具有較高的精度。為了充分利用上述兩個(gè)單項(xiàng)模塊對(duì)不同交通狀況的適應(yīng)性，采用模糊邏輯來綜合這兩個(gè)單項(xiàng)模塊的輸出，并把模糊組合模塊的輸出作為整個(gè)智能組合方法的最終交通流量預(yù)測(cè)值。
　　 3．設(shè)計(jì)了一種交通干線動(dòng)態(tài)雙向綠波帶智能控制算法。整個(gè)控制方案分為兩層，協(xié)調(diào)層根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)交通流數(shù)據(jù)計(jì)算公共周期時(shí)間、上下行相位差和綠信比，控制層實(shí)時(shí)調(diào)整各交叉口的綠信比并實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)燈

5、的控制。周期依照關(guān)鍵路口飽和度的大小由模糊控制算法進(jìn)行優(yōu)化，而相位差根據(jù)上下行速度進(jìn)行計(jì)算，綠信比基于歷史和實(shí)時(shí)的交通數(shù)據(jù)確定。目標(biāo)是使干線雙向車流盡可能不停車的通過交叉口，明顯降低車輛停車率和平均延誤時(shí)間。
　　 4．對(duì)城市區(qū)域交通分布式協(xié)調(diào)控制進(jìn)行研究，每個(gè)交叉口設(shè)置一個(gè)模糊信號(hào)控制器?？刂破靼ㄏ辔贿x擇模塊，綠燈觀測(cè)模塊和決策模塊3個(gè)模塊。相鄰交叉口問的控制器相互協(xié)調(diào)，能夠優(yōu)化相位順序和相位長。并用遺傳算法訓(xùn)練模糊邏輯，提

6、高了系統(tǒng)的魯棒性。
　　 5．在分布式交通控制結(jié)構(gòu)以及模糊理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，提出一種具有公交優(yōu)先的城市路網(wǎng)交通流協(xié)調(diào)控制算法。把整個(gè)路網(wǎng)作為一個(gè)大系統(tǒng)，路網(wǎng)中的各個(gè)路口作為子系統(tǒng)，每個(gè)路口設(shè)置一個(gè)智能信號(hào)控制器，核心控制部分由3個(gè)模糊決策模塊組成，并用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)模糊關(guān)系，提高系統(tǒng)的魯棒性。目標(biāo)是通過相鄰路口控制器的信息交換和協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)路網(wǎng)交通流的協(xié)調(diào)和公交優(yōu)先通行。
　　 6．詳細(xì)討論了紹興市城區(qū)具有公交優(yōu)