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基于饱和度的城市交通模糊控制算法研究
| 论文题名： | 基于饱和度的城市交通模糊控制算法研究 |
| 关键词： | 饱和度;城市交通控制;模糊控制理论;单交叉口;信号控制;数学模型;交通拥堵;平滑算法;智能控制技术;平滑系数;控制模型;控制方法;交通信号;交通干线;服务水平;被控对象;预测;协调控制算法;人民生活水平;确定性 |
| 摘要： | 交通与人类生活息息相关。随着经济增长和人民生活水平的提高，机动车保有量和道路交通流量急剧增加，城市交通需求的增长远高于交通供给基础建设的增长，交通拥堵已成为制约社会发展的重要因素。人们经过多年的实践经验发现，运用智能技术建立交通信号算法是解决交通拥堵行之有效的手段。城市交通系统具有随机性、复杂性和不确定性，不可能建立精确的数学模型，必须借助于智能化的方法，才能解决城市交通拥堵问题。因此，建立有效的城市交通智能控制方法是城市交通控制研究的重点。 模糊控制是智能控制技术的一种，它无需建立被控对象的精确数学模型，主要借助人的思维和经验，控制具有非线性和不确定性特点的对象，对被控对象特性参数的变化具有较强的的鲁棒性。因此，模糊控制特别适合用于城市交通控制。本文运用模糊控制理论对城市单交叉口和干线控制进行了优化。 本文研究了城市交通信号控制理论，主要研究内容和创新点有： (1)提出了基于饱和度的交叉口拥挤评价模型。影响交叉口服务水平的因素较多，目前我国还没有统一的城市交叉口服务水平的评价标准。本文研究了基于饱和度的拥挤评价方法，利用安装在停车线下游的单个检测器获取车辆占用检测器时间，计算饱和度，降低收集数据的成本，具有实际应用价值。 (2)提出了自适应单指数平滑算法，建立了饱和度预测模型。本文引入误差平滑系数改进了单指数平滑算法，使平滑系数动态调整以适应非平稳时间序列的变化，提高了饱和度预测的准确性，对交通饱和度的预测具有实际应用意义。 (3)针对交通流的实际特点，建立了单交叉口信号控制模型。本文建立的单交叉口信号控制模型与传统模型的区别为：将饱和度及饱和度变化率作为模糊控制器的输入，输出绿灯延长时间。然后，综合考虑交叉口车流量均衡情况，保证主队列车流通过路口，同时优化相位次队列车流的通行权。该算法模拟交警的指挥决策，有效提高了绿灯利用率，减少了车辆的平均延误。 (4)分析了城市交通干线信号控制，研究了干线分层递阶协调控制方法。结合分层递阶结构、模糊控制技术，建立了交通干线实时协调控制算法。 论文最后对全文进行了总结，并对下一步的研究工作进行了展望。 |
| 作者： | 王光燕 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 朱文兴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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