【硕士论文】高速公路交通流模型与控制方法研究.pdf

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1、华南理工大学博士学位论文高速公路交通流模型与控制方法研究姓名：撒元功申请学位级别：博士专业：控制理论与控制工程指导教师：徐建闽2002.4.28摘要f随着智能运输系统的提出，以及计算机、通信和自动化技术在交通中的运用，近年采人们开始借鉴新的理论和技术研究高速公路的交通控制。本文的研究工作主要是把智能控制理论以及ITS的先进技术应用于高速公路的交通控制，并对高速公路联网收费系统进行了探讨。一l』。本文的主要工作和研究成果由六部分组成：一、对高速公路的交通流模型进行了综述，对在交通控制与仿真中常用的宏观动态交通流模型进行了分析，并提出了一种改进模

2、型，该模型更能准确描述交通流的真实行为。二、从微观方面，对高速公路的入口匝道汇合控制进行了分析，研究了汇合控制下的道路通行能力。三、针对高速公路交通流的非线性、不确定性，提出用神经网络对交通流状态进行预测，在此基础上构造了模糊控制器，并取得了满意的控制效果。四、针对高速公路是一个复杂的大系统，把递阶控制应用于高速公路的入口匝道控制。五、探讨了ITS的信息化模型，对ATIS影响下出行者的路径选择行为进行了分析，在此基础上，给出了高速公路通道控制的控制策略。六、本文最后介绍了广东省的联网收费系统，并对联网收费的收费制式、收费方式、收费介质、管理模

3、式进行了规划，对联网收费的前台运作、后台运作流程进行了设计。厂(作者在研究中始终强调研究结果的实用性与先进性，在高速公路的控制方面，强调应用先进的控制思想和预测算法。积极探讨把ITS的相关技术应用于高速公路的交通控制，研究了ATIS影响下的高速公路的通道控制。引入先进收费技术实现高速公路联网收费，可以降低成本，提高道路通行能力，全面提高高速公路系统的整体经济效益和社会效益。本文的研究成果对于提高高速公路系统的整体经济效益和社会效益具有重要的现实意义。j}关键词高速公路；神经网络；模糊控制；先进旅行者信息系统；联网收费．、／＼AbstractW

4、iththeraisingofITS(IntelligentTransportationSystem)andthegrowingapplicationofcomputer,communicationandautomationtechnologyintransportation，peoplerecentlybegantousenewtheoriesandtechnologytostudyfreeways’transportationcontroltechnology．Thispaperfocusesonthestudyofapplyingint

5、elligentcontroltheoriesandITS’advancedtechnologytotransportationcontr01．ItalSOexploresfreeways’On-LineTollCollection．Thepapermainlyconsistsofsixparts．Thefirstpartfirstlymakesacomprehensivesurveyoffreeways’trafficflowmodels．Basedontheanalysisofsomemacroscopicdynamictrafficfl

6、owmodelsfrequentlyusedintrafficcontrolandsimulation，thenitputforwardsanimprovedtrafficflowmodel，whichCandescribetrafficflow’Srealbehaviormoreaccurately．Thesecondpart，intherespectofmicroscope，analyzesfreeways’on—rampconvergentcontrolandresearchesintothetrafficcapacityunderco

7、nvergentcontr01．Aimingattrafficflow’Snon．1inearandindeterminablecharacteristics，thethirdpartraisestheideaofapplyingneuralnetworktopredictthestateoftrafficflow．Inthispartafuzzycontrollerisalsoconstructed，whichCanproducesatisfyingcontroleffect．Thefourthparttreatsthefreewayasa

8、complicatelarge—scalesystem．Itappliesthehierarchicalcontroltheorytofreeways’on-ram