基于CPS的交通流特征分析及其反饋控制研究.pdf

1、隨著交通系統(tǒng)內(nèi)車輛密度的增加，交通擁堵以及交通事故特別是高速路上的車輛追尾事故的發(fā)生愈發(fā)頻繁，導(dǎo)致這種狀況的原因通常是駕駛系統(tǒng)不能及時應(yīng)對外部條件的變化，而信息物理融合系統(tǒng)(CPS，Cyber Physical Systems)的提出為我們研究交通問題提供了途徑。信息物理融合系統(tǒng)是將物理世界與網(wǎng)絡(luò)世界耦合起來的多維綜合型系統(tǒng)，能夠?qū)ξ锢硎澜邕M(jìn)行實時的控制。本文利用CPS將交通物理與交通信息耦合，利用嵌入計算功能的網(wǎng)絡(luò)端快速處理信息并提供

2、操作指令給物理端的功能，間接降低跟馳過程中響應(yīng)延遲時間，使得駕駛系統(tǒng)能夠更快的做出應(yīng)變，抑制甚至抵消交通擁堵，保證交通流的平滑。本文的主要工作如下:
　　(1)針對現(xiàn)有耦合映射車輛跟馳模型(CM，Coupled Map Car-FollowingModel)的固有特征及其不足。利用車輛跟馳模型中信息響應(yīng)延遲時間，提出了均衡車頭距的概念，并在均衡車頭距的前提下，經(jīng)多組實驗量化設(shè)計了跟馳過程中的平均響應(yīng)延遲時間。同時在CPS下對CM進(jìn)

3、行了新的定義。嵌入計算功能的網(wǎng)絡(luò)端提供操作指令給駕駛系統(tǒng)，同時駕駛系統(tǒng)的狀態(tài)變化信息反饋給網(wǎng)絡(luò)端，形成典型的CPS理論分析。與傳統(tǒng)的CM對比來驗證所建立模型的正確性。表明交通信息與交通物理的融合起到明顯的抑制交通擁堵的效果。
　　(2)考慮CPS下整個交通流中多車跟馳反饋的影響。嵌入計算功能的網(wǎng)絡(luò)端能夠宏觀的對多車控制過程進(jìn)行跟蹤與提供操作指令，并實時的進(jìn)行狀態(tài)更新與監(jiān)測多車跟馳模型的物理過程。為此對CPS-CM下增加了反饋控制項