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高速公路紧急救援资源调度问题的研究
| 论文题名： | 高速公路紧急救援资源调度问题的研究 |
| 关键词： | 高速公路;紧急救援;资源调度;行程时间预测;蚁群算法;路径选择模型 |
| 摘要： | 本文以未来智能化交通系统技术的应用为目标,立足于河南省高速公路的特点,研究高速公路紧急救援资源调度的问题。研究目的是构建自动化的高速公路紧急救援资源调度系统,提高高速公路紧急救援的效率。研究内容包括:高速公路紧急救援中道路行程时间预测模型和基于预测行程时间的最优路径选择、高速公路紧急救援中动态路径选择的数学模型、资源调度算法在高速公路紧急救援仿真平台中的实现。 针对高速公路网与城市道路网在路网结构等方面存在的差异,本文提出一种新的行程时间预测模型,该模型首先确定交通事故影响范围,由于高速公路自身的特点,非事故影响区域在大部分情况下都是畅通的,救援车辆等资源具有优先通行的优先级,可按各路段最高限速值通行,因此此范围内的道路行程时间容易求取；而在事故影响范围内的路段,该模型将根据交通面控系统检测器的实时检测数据,基于卡尔曼滤波理论,预测这些路段若干个时段后的行程时间。最终可以给出整个路网路段的实时行程时间预测结果。在此基础上优化了蚁群算法,针对基本蚁群算法在高速公路网中应用的不足之处,在信息素的初始化和更新机制、搜索方向引导方面对算法进行了改进,并提出了一种求解基于预测行程时间的实时动态最短路径的方法。 针对已有研究成果中对路网数学表示的不足之处,根据高速公路道路之间的空间连接通道并不是唯一的、两条道路之间可以存在若干个匝道连接的特点,提出了一种用关联矩阵的概念来表示高速公路网的方法。在此基础上,根据高速公路紧急救援中路径选择的多种影响因素,建立基于关联矩阵的动态路径选择的数学模型。最后分析了高速公路紧急救援的路径选择过程,阐述了应用关联矩阵表示路网时能够将对称的图寻优问题转变成非对称的路寻优问题,并利用一个算例来说明。算例结果表明,该模型大大简化了路径选择的过程,能够提高对紧急救援的效率。 本文最后在介绍了高速公路紧急救援仿真平台的总体框架之后,编程实现了资源调度算法在该仿真平台中的集成,运行结果显示出算法的有效性和可行性。 |
| 作者： | 李东晓 |
| 专业： | 控制科学与工程;控制理论与控制工程 |
| 导师： | 蒋珉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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