探索高速公路限速控制与入口匝道控制研究

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1、五邑大学硕士学位论文高速公路限速控制与入口匝道控制研究姓名：李政申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：梁新荣20080425摘要随着社会经济的快速发展和汽车的普及，高速公路交通拥挤已经成为困扰世界各国政府的严重社会问题。为了有效地解决高速公路交通问题，一方面必须修建更多的高速公路；另一方面必须对交通量进行合理地调节与控制，使交通流做到有序流动。限速控制和入口匝道控制是高速公路交通控制的两个重要内容，针对传统的交通控制技术的缺陷，本文把智能控制应用到高速公路交通控制中，详细探讨了限速控制和入口匝道控制的几种智能方法，论文的主要工作如下：1．

2、建立高速公路交通流速度限制的神经网络模型。限速控制是高速公路交通控制的重要措施和手段，为了提高限速控制精度，提出Elman神经网络建模方法。阐述了Elman神经网络的原理，根据高速公路主线上车辆群状态、路面状况、气象条件等信息，建立交通流速度限制Elman神经网络模型，Elman神经网络的输入层、上下文层、隐含层和输出层的节点数目分别选为2、12、12和1，采用Levenberg．Marquardt算法对Elman神经网络进行训练，并与RBF神经网络进行仿真对比。结果表明，Elman神经网络和RBF神经网络的训练误差分别为9．99769×10．9和2．

3、38112X10．4，与RBF神经网络相比较，Elman神经网络自适应能力强、泛化能力好，能准确地建立交通流速度限制模型，具有良好的应用前景。2．采用遗传算法优化高速公路入口匝道PI控制器。首先给出了遗传算法优化的步骤，阐述了匝道控制目标，然后建立了高速公路交通流模型，并用遗传算法对入口匝道PI控制器的参数进行了优化。仿真结果表明，该方法性能优越，用于高速公路入口匝道控制中效果较好。3．结合模糊逻辑在处理语言信息上的优势和PI控制在处理误差上的优势，设计了高速公路入口匝道Fuzzy．PI混合控制器，并用遗传算法对PI参数进行了优化。模糊控制器的输入变量

4、选为密度误差和误差变化，采用三角形隶属度函数，并制定了9条模糊控制规则。仿真结果表明，混合控制器比单纯的PI控制器具有更优越的动态和稳态性能，它能使高速公路主线交通流密度保持为设定的期望密度。关键词：高速公路；限速；匝道控制；Elman神经网络；遗传算法五邑大学硕士学位论文Abstract，Withtherapiddevelopmentofsocialeconomyandtheprevalenceofcars，freewaytrafficcongestionhasbecomeserioussocialproblemsthatpuzzlethegover

5、nmentsaroundtheworld．Inordertoeffectivelysolvetheproblemsoffreewaytraffic，itisnecessarytobuildmoreroads．Ontheotherhand，itisneededtoregulateandcontroltrafficvolumeproperly,andtomaketrafficflowmoveinorder．Speedlimitcontrolandon．．rampcontrolareconsideredastwoimportantcomponentsoffr

6、eewaytrafficcontr01．Forthedrawbacksoftraditionaltrafficcontroltechniques，intelligentcontrolisappliedtofreewaytrafficinthispaper．Severalintelligentmethodsofspeedlimitcontrolandon．rampcontrolhavebeenstudiedindetail．Themaincontributioncanbestatedasfollows：1．Theneuralnetworkmodelfor

7、speedlimitoftrafficflowisbuilt．Thecontrolforspeedlimitisofgreatimportanceinthefreewaytrafficcontr01．Inordertoimprovethecontrolaccuracyofspeedlimit，amodelingmethodofElmanneuralnetworkisputforward．TheprincipleofElmannetworkisformulatedandtheElmannetworkmodelforspeedlimitoftrafficf

8、lowisbuiltbasedonsuchinformationasthenumberofve