探索高速公路控制系统仿真研究

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1、分类号：型皇21密级：——，r930379学校代码：19§22学号：—0360—96360西北工业大学硕士学位论文(学位研究生)题目：高速公路控制系统仿真研究作者：仉亚男指导教师：史忠科专业技术职务：教授学科(专业)：交通信息工程及控制申请学位日期：2006年3月型竖鳖i丝耋尘堡墼塞。。，。。塑垂摘要随着社会经济发展，高遮公路的交通流量以几何级的速度递增。由于交通流量的增加日l起交通堵塞及交通事故频发，并由此导致的各种损失难以估计。擞据高速公路的具体特点，本文从如何提高控制器的实时性及控制效果出发，以充分剥用高速公路现有资源、提高交通流量为目的，对高速公路匝道协调控制送行了研究，论文主

2、要工作有：(1)蓠先把高速公路全段作为一个整体考虑，以高速公路各段突通流为研究对象，把各匪遵处流量律为系统的控制变量，设计了入口匪道诉调控是5器，使高速公路主线交通流处于最佳状态并达到最大流量。同时把免疫算法应用于高速公路题道协调控制，提搿了搜索局部可行解的速度，改善了控制器的性能。最后通过某高速公路实测数据对控制器进行了仿真验证，并与遗传算法对比，仿真结果表明免疫算法控制效莱更好。(2)为了提高控制嚣的实时性和有效性，设计了适用予高速公路环境豹BP神经网络对高速公路各段交通流的密度和速度进行短期预测，通过适当地提前改变控告4策略以减小各种延误对控制效果的影晌。掇据历史襄测数据，把相邻

3、前后备段历史交通数据咀及预测段实时交通数据等六组数据作为输入，训练该神经网络。经过训练后，再使用该享申经网络对未来5分钟后韵交通情况进行短期豫测，通过预测数据提前更改控制策略以提高撩锢器的控制效果。(3)研究了高速公路车辆运动模型以及毫选公路道路模型，设计了二维仿真系统，根据预测、控制豹仿真效果，把各种枯燥的交遂漉数据和控制策珞的变化形象地展现给用户，让用户对高速公路匝道协调控制有更深刻地认识。关键词：高速公路，匪遴协调控制，免疫算泫，神经列络预测塑!型!些叁耋堡圭薹堡鎏兰垒!!!璧璧AbstractWiththeprogressforthesocietyandeconomydevel

4、opment,thefreewaymadetremendouscontributionfori媾transportationabilityandspecdcharacteristJc．Thctrafficvolumeofthefreewayisincreasewithveryfastfiercespeedinthelastfewyears，theincrementofthetransportationdischargecausesthetransportationstopdhectlyandtrafficaceidentOccuroften．causebigloss．111ispape

5、rbasedonhowtodesignmoreintelligentcontrolstrategyforvarietyflowtosetouttothetransportalion，withmakeuseofallexistingresourcesoffreewaywell．exaltationtrafficvolumeforpurpose，carryoilthorougllresearchofcoordinatedcontroloframp，thethesismainlyworkstohave：(1)First,designthecoordinatedcontroloframpbyt

6、akingallthesegmentsoffreewayforconsideration，eachsegmentastarget，andtheflowofeveryrampascontrolobjecttomaximizetheflowoffreeway．AttheSallletime，improvethealgorithmvelocitybymakingUSeofimmunity．Atlast，thecomparedmsultsshowimmunityalgorithmhadabetterperformance．(2)Second，designedtheBPneP／enetworkt

7、opredicttheflowineachsegmentoffreeway,toimprovetherealtimeandvalidityofthecontrollerbychangingthecontrolstrafegYinadvancetoreducevariousdelaytotheinfluencethatcontrolseffect．Accordingtheme8$11I砸data。trainthenerveuetwozkbythe