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东北师范大学硕士学位论文基于时序规划的交通信号区域协调控制方法研究姓名：于晨牧申请学位级别：硕士专业：计算机软件与理论指导教师：刘淑华20090501基于时序规划的交通信号区域协调控制方法研究作者：于晨牧学位授予单位：东北师范大学相似文献(10条)1.学位论文孙建平基于Agent的城市交通区域协调控制及优化研究2004本文对基于Agent的城市交通区域协调控制及优化进行了研究。文章根据多智能体分层分布式协调的特性，设计了基于Agent的城市交叉口信号控制系统、城市快速路控制系统和城市交通流诱导系统的框架结构，采用知识模型作为智能体内部的基本构架，提出了广义知识模型的概念，研究了系统级的协调机制，提出了基于黑板结构的信息共享机制和基于Agent的信息融合模型，对数据格式标准化、通信协议标准化和软硬件接口标准化进行了介绍。2.学位论文吴光亮基于多智能体的城市交通控制系统2005随着信息技术、网络技术、通讯技术等科学技术的飞速发展，使得智能交通系统的研究和应用成为可能。实施智能交通系统工程不仅有利于提高交通的安全性、生产效率与效益，而且关系到土地资源和能源的合理利用、环境污染和噪声的改善乃至国民经济的持续发展和社会经济效益的全面提高，因而得到世界各国的普遍关注和高度重视。城市交通控制系统(UrbanTrafficControlSystem，UTCS)作为智能交通系统中的一个重要子系统，也成为当前研究的热点课题之一。近年来，无论是在国际上还是在国内，UTCS的研究已经取得了飞速的发展，随着研究的逐步深入，对于UTCS的研究不仅仅是对于信号控制器等硬件设备的更新和改进，而且也逐渐重视控制协作与控制方式、系统体系结构以及系统控制的优化模型等方面的研究，这也正是本文研究的重点。本论文主要做了以下几方面的研究工作：●提出了基于多智能体系统(MAS)的城市交通系统交叉口信号控制被建模为自主的Agent，利用Agent之问的协作、协调实现区域交通系统的协调。●提出了一种STREAM-FLOW交通流模型本文介绍了一种交通流模型，交叉口的车流由两部分组成：一部分为STREAM车流，这些车辆在通过交叉口之前，处于停留状态。另一部分为FLOW车流，它由无需停留而直接通过交叉口的车辆组成。为了减少车辆等待时间，需要调节交叉口车流的STREAM和FLOW两部分的比重，本论文提出的控制策略，都是基于这样一个交通流模型。●提出了一种分层递阶的交叉口控制策略。在所述交通流模型的基础上，本文提出了交叉口的单点控制策略和协调控制策略。单点控制策略针对于交叉口的本地目标，而协调控制则针对于区域的目标，两类控制器构成递阶控制，共同完成区域交通系统的控制。3.期刊论文范立权.陈阳舟.李振龙.FANLiquan.CHENYangzhou.LIZhenlong基于混杂模糊切换的快速路区域协调控制研究-交通信息与安全2009,27(z1)基于对城市快速路出入口匝道及辅路交叉口的交通流特性分析,利用混杂自动机原理建立了交叉口混杂切换系统模型,并结合出入口匝道的交通流密度来协调交叉口的信号控制.提出了应用模糊逻辑的方法来优化交叉口的相位切换顺序,并用Paramics微观交通仿真软件进行了仿真.结果表明该算法能一定程度上提高车辆的平均速度,是解决城市交通区域拥挤的一种有效方法.4.学位论文范立权城市快速路匝道区域协调控制研究2009城市交通问题一直以来都是世界各国城市发展所共同关注研究的问题。随着城市的发展，城市快速路面临的问题在整个城市交通问题中显得越来越突出，交通拥挤是快速路运行中的主要问题，其最有效的解决方法是对快速路交通区域进行控制和管理。不论是城市交叉口信号控制还是快速路匝道控制，目前主要还是独立研究为主，即只考虑普通道路交叉口之间的协调控制或快速路匝道之间的协调控制，而很少把快速路及其周边区域作为一个整体进行研究。本文对北京市一些快速路及其周边交通区域的路网结构不合理的情况，进行分析和探讨，并利用计算机仿真技术和智能控制技术，对城市快速路区域控制系统的建模和协调控制问题展开研究。首先，通过对城市快速路的交通特性和控制方式的分析，对城市快速路控制中最有效的方法一匝道控制进行分类总结，并对目前应用效果较好的三种局部感应控制算法进行仿真对比研究，结果表明匝道控制是以增加匝道上车辆的平均排队长度为代价来提高快速路的交通状况。指出快速路匝道控制的目标为：最小化快速路瓶颈处的拥挤发生率，同时又要使匝道上车辆的平均排队长度尽量小。然后，针对北京市大望桥路段快速路的出入口匝道距离辅路交叉口比较近的情况，利用混杂自动机原理建立了交叉口混杂切换系统模型，并结合出入口匝道的交通流密度来协调交叉口的信号控制。提出了应用模糊方法来优化交叉口的相位切换，仿真结果表明通过快速路出入口匝道的交通信息来协调辅路交叉口的信号控制是可行的。在上述研究的基础上，探讨了多Agent技术的特点及其应用，设计了基于多Agent的城市快速路控制系统，包括区域协调Agent和控制Agent。提出一种基于Q-学习的多入口匝道汇聚的协调控制策略，实现Agent的学习功能。最后，通过微观交通仿真软件PARAMCIS对大望桥一四惠桥快速路交通区域建模，仿真结果表明结合Q-学习、模糊控制、仿真技术和信息诱导等方法的协调控制策略，可以一定程度上改善整个快速路区域控制系统的交通状况。最后对研究工作进行总结与展望，并指出进一步需要深入研究的问题。5.学位论文翟前启基于电子地图的城市交通网络信号控制研究2009近年来，交通拥挤以及由此带来的经济损失和环境污染等问题使得各国政府面临严峻考验。如何对城市交通流进行合理科学的调控与管理是全球交通工程和理论界的焦点所在，而城市交通网络信号优化又是其中一个重要的发展方向。因此，本文以南京市某交通区域中的若干个交叉口为研究对象，研究该区域的交通信号网络的控制与仿真。主要通过提取区域道路路网的拓扑结构信息，设计合适的区域协调控制方案来优化区域中交叉口的交通控制信号；来调整信号控制参数以及协调控制道路交通流量，使路口排队长度和车辆平均延误时间减至最小，充分提高路网的交通效益。针对控制方案设计所需的道路和交叉口信息以及对城市区域道路交通仿真的任意性要求，设计并实现了电子地图拓扑结构的生成。在电子地图中选择预研究区域，用合适的数据结构来描述路网中各条道路的连接关系是获取道路拓扑结构的关键。拓扑结构的实现是基于VisualC++和MapX的开发平台，运用MapX开发方法建立道路信息数据库，拓扑结构信息包括交叉口的地理位置、区域内交叉口之间的连接关系、交叉口之间的距离等信息。针对区域交通路网中各道路的通行能力和功能的不同，将路网分为主干线和支线，设计了基于控制大系统思想分解的两级协调控制器，即路口控制级和路口协调级控制器。区域中的每个交叉口都设计了控制级模糊控制器，主干线中两两相邻的交叉口之间或是支线与主干线相交的两两交叉口之间设计协调模糊控制器，它能够协调两相邻交叉口的控制信号，减少车辆延误。这种控制结构简化了模糊控制规则，提高控制器运算速度，实时性好。本文对设计的控制方案进行仿真验证，建立车辆生成模型，车辆延误模型等，根据仿真实验数据客观地反映信号控制的好坏。通过与定时控制的仿真结果进行比较，得出了本文所建立的区域协调控制能够对区域内的交叉路口的交通进行有效地控制。6.学位论文肖少白中观仿真及其在城市交通区域控制中的研究和应用2007中国经济发展已进入了一个高速增长期，汽车数量急剧增加，导致城市已有的道路远不能满足经济发展的需要，交通状况日益恶化。城市交通拥堵已成为制约城市经济发展的重要因素之一。因此，采用现代科学手段，研究一些智能化的方法来解决城市交通管理问题，就成为当务之急。本文概括性地介绍了城市交通控制系统的发展，城市交通网络区域控制已成为缓解交通拥堵的必然发展方向和研究重点，但是如何实施合理的交通网络区域控制，没有科学的依据和分析。针对大城市复杂的交通情况，结合北京的实测数据，利用一种改进的Greensheilds交通流模型，能够模拟早高峰时的饱和交通流。通过对城市宏观、中观和微观模型的详细介绍，综合考虑其特点，建立了由宏观到中观再到微观的综合交通建模系统，提出了从静态交通模型到动态交通分配再到区域交通诱导和信号控制的交通网络区域控制模式。本文提出的中观模型适合于分析和评估大区域网络的交通措施产生的影响，它考虑了在比较长时期内交通需求的发展，可以实时反映出整个路段的动态状况，可模拟拥挤与非拥挤时的基本交通流的变化。交通动态建模技术和实时交通管理技术为城市开发了辅助决策系统。它能产生交通控制计划，利用仿真模型评估并依据当前的交通情况和实际特性推荐最有效的计划。它集成了中观仿真和其它ITS建模软件的能力，使交通控制中心操作员能够评估备选的交通预案并选出最佳预案，是很有价值的工具。利用它能评估可能的交通管理措施并定义预案，预案含有改善特定情况如事件、事故和恶劣天气下交通流畅性的交通计划。这些预案被储存到中心数据库中供日常操作使用。在对路网交通状况有了科学的分析和评估之后，可以从城市动态交通管理的角度出发，在相关区域给出行者提供诱导和对交叉口信号控制。所以接着探讨了诱导条件下交通控制子区的动态划分，控制与诱导系统的协调模型，为交通网络区域控制提供了新的方法。在论文最后，利用DHV和Delcan公司开发的综合交通建模系统对北京市的某一区域的交通进行建模仿真，在考察了事件以及不同措施对网络区域的影响后，给出了路网标准时和采取措施后的效果评估，进而采取相应的诱导和区域协调控制的策略，结果证明该技术能十分有效地缓解发生事件时的交通拥堵。7.学位论文朱胜华城市交通信号控制系统的研究2003随着城市化进程加快，城市规模急剧膨胀，城市交通问题变得更加尖锐，已经成为一种城市病。原来单纯的开环定时控制和单点控制已经不能解决城市交通网络的阻塞问题；同时随着人们生活的质量改善，以及超大型国际会议的承办，现代交通需求提出了更高的质量和效率要求，这就对城市交通控制和管理提出更高更紧迫的要求。在这个背景下，本文提出：单个交叉路口应采用闭环的自适应信号控制策略，同时作为道路网络的一个节点，单个路口必须肩负起交通网络信息收集的任务，构建“一体化”系统的区域社会与交通信息数据库，并提供实时更新信息，为道路网络规划、建设和管理提供科学决策的信息基础，同时为交通信号区域协调控制打下坚实的基础。本文首先分析路口采用信号控制原因和条件，各种信号控制方式的原理和优缺点，为路口采用何种管理策略提供实用有价值的参考。文章还分析信号控制系统的基本结构，为实现区域协调控制和城市道路网的交通状态信息集中方法提供了框架思路。其次对单点的自适应信号控制作了深入的分析，将信号控制系统分成了四个子系统：交通信息采集子系统、参数预测子系统、配时生成子系统和配时运行子系统。分析了交通信息数据采集子系统的软硬件结构层次，参数预测中的车道车流量预测和排队长度估算。在配时运行子系统中，提出了一种配时改变投票决策算法流程，它能够较好地保证系统的鲁棒性和适应性，不会出现系统配时频繁震荡。接着对信号控制自动配时作了非常细致的研究。为了实现在计算机中描述各式各样的实际路口的目的，提出了一个通用的路口模型和映射矩阵的概念；为了论述车流向的冲突问题，提出冲突矩阵概念。该算法巧妙运用了近世代数中加法群的理论思想，并作了一些改进。本文还分析了配时生成过程和最优配时搜索问题。配时问题首先是相位的车流向组合问题，对一个米字形路口来说，组合数是48！种可能，使穷举法不能使用。首先要降低组合数，冲突矩阵是降低组合数的一个重要依据，同时还有其它依据，从而使穷举法可以使用，但是搜索速度慢，不能满足系统实时性要求。本文从确定绿灯时间长短的车道短时车流量出发，提出了相位的车流向组合效率的概念，以此为理论根据，提出了基于车道短时车流量需求预测值生成最优配时的快速算法。该算法能够满足系统的实时性要求。还提出了在生成配时根据路口各车流向车流量分布状况的改变，合理改变相位的车流向组成的观点，解决了信号控