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V2X环境下基于协同信息传输延迟的交通系统优化建模与能耗控制
| 论文题名： | V2X环境下基于协同信息传输延迟的交通系统优化建模与能耗控制 |
| 关键词： | 交通流;智能交通;跟驰模型;格子流体力学模型;mKdV方程;交通能耗;交通污染排放;交通油耗 |
| 摘要： | 随着道路交通拥堵问题日益严重，给城市运转效率带来了很大的影响，交通流理论的研究也受到越来越多学者的重视。近年来，随着V2X等通讯技术的进步，给交通流理论的研究带来了新的启发，智能交通系统也借此获得了更大的发展平台。因此，基于交通流理论框架并借助通讯技术作为技术支撑去改善目前日益突出的交通拥堵问题，成为了目前交通流领域研究的热门。当前，延迟反馈控制方法在交通流的应用愈发引起学者的关注，本文考虑多种延迟信息协同传输效应建立了相应的交通模型，并通过对模型进行数学分析和仿真实验得出相关结论。 本论文主要工作有： 一、建立了一种考虑密度和流量延时信息协同传输的格子模型，通过理论分析画出中性稳定曲线和共存曲线，发现该模型具有较好的稳定性。仿真结果显示，当格子模型考虑密度和流量延迟信息协同作用时，能明显减弱密度和流量曲线的波动性，此外还具有降低交通能耗的特点。 二、本文将协同信息传输延迟(CooperativeInformationTransmissionDelayed,CITD)效应应用于跟驰模型。通过线性分析并推导其mKdV方程，其结果显示考虑车头距和车速CITD效应的跟驰模型具有更强的稳定性。并在数值仿真中发现：CITD效应具有稳定车头距、减轻交通滞后性、降低额外交通能耗等优点。 三、本文基于演化信息连续记忆(EvolutionaryInformationContinuousMemory,EICM)效应，构建了一种扩展的跟驰模型。通过线性和非线性分析，发现该模型具有更大的稳定区域。数值模拟结果显示：跟驰模型考虑EICM效应时，可以实现稳定车头距、减少交通滞后性，并减少交通污染排放等目的。 四、最后，本文将EICM效应应用于格子流体力学模型，结果表明考虑EICM效应的格子模型可以提高交通流的稳定性、减弱密度和流量曲线的波动性。此外，通过油耗仿真实验发现EICM效应还具有降低交通油耗、提高燃油利用率等优势。 总之，在V2X环境下，考虑多种延迟信息协同传输效应的跟驰模型和格子控制模型可以提高交通流稳定性、缓解交通拥堵，同时具有减少交通能耗、污染排放、油耗等优点。该研究为交通优化、控制，以及智能交通的研发提供了一定的理论依据和发展思路。 |
| 作者： | 贾特提 |
| 专业： | 物理学 |
| 导师： | 彭光含 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广西师范大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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