蚁群优化算法在智能交通控制中的应用研究

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1、论文题目蚁群优化算法在智能交通控制中的应用研究学科专业，信息与通信工程学号201113010104作者姓名JerryJohnKponyo指导教师邝育军教授博导独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名:日期年《月丨容日论文使用授权本学位论文作者完全

2、了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：分类号密级注1UDC学位论文蚁群优化算法在智能交通控制中的应用研究（题名和副题名）JerryJohnKponyo（作者姓名）指导教师邝育军教授博导电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别博士学科专业信息与通信工程提交

3、论文日期2014-12-22论文答辩日期2014-12-26学位授予单位和日期电子科技大学2015年06月日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。APPLYINGANTCOLONYOPTIMIZATIONTOINTELLIGENTTRAFFICCONTROLINVEHICULARADHOCNETWORKS(VANETS)ADoctorDissertationSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:Informatio

4、nandCommunicationEngineeringAuthor:JerryJohnKponyoAdvisor:YujunKuangSchool:SchoolofCommunication&InformationEngineering摘要摘要日益增长的车辆数量不仅使得道路更加拥堵，也极大地降低了驾驶员的驾驶乐趣，其根本原因是车辆数量使得路网和交通管理系统不堪重负，这种现象在中国等发展中国家尤其严重。而这最终导致道路特别是高峰时间的拥塞使得人们遭受令人厌烦的等待甚至是交通事故，而不是购车所期望的便利。当前的交通控制系统仅仅是由交

5、通信号灯来控制交通流，而这些交通信号灯的设置依据是摄像头或者是地埋磁感应线圈获得的历史数据。这样的交通控制系统使得驾驶员除了服从信号灯并根据周围的交通状况来做决定以外，没有其它选择。因此，由TomTom，GoogleMaps和BingMaps等等所提供的交通流预测，以及基于预设目的地的选路服务大受欢迎。然而，其预测的精度即使在非高峰时间也是很低的，因为交通数据并不是实时更新的，而道路交通状况则因人们出行的随机性、驾驶行为、道路状况和天气条件的影响，是极度随机和高度动态的。群智能，如蚁群算法(AntColonyOptimizatio

6、n，ACO)，利用信息素局部或全局交互，协调具有简单行为规则的个体，形成集体智能行为模式。在这种机制的启发下，人们运用多智能体策略来优化系统性能，具体的例子有：作业车间调度问题(JSP)，多车场车辆路径问题(MDVRP)，物流选路问题等。尽管这些策略很成功，它们主要针对一些静态配置进行优化，比如ACO算法中，至少在优化阶段食物的位置是不变的。然而，城市交通控制目标在于最大化路网的吞吐量，同时最小化平均等待时间和行程时间。显然，这类方法在实践中必须采用分布式的，且需要支持动态优化。因此，群智能方法如ACO，比较适合交通控制，但需要在

7、现有群智方法基础上进行较大改进。本文对交通控制问题进行了系统建模和方法探索。与传统的交通控制系统中将传感器数据发送给处理中心并分析处理后发给信号灯网络的方式不同，本文以运行中的车辆为核心，它们参与交通流数据的分布式采集和处理，在遵循交通信号灯控制的同时根据所得交通流数据进行主动拥塞避免和路线优化——即将交通控制系统建模成一个多主体-多目的系统(multi-agent-multi-purposesystem,MAMP)。该系统不仅集成现有传感器与信号灯网络，同时还考虑车流的主动性，以便交通规划和控制可由各个车辆分布式地执行和完成，该

8、系统称为分布式智能交通系统(DistributedIntelligentTrafficSystem,DITS)。在DITS中，车辆感知本地交通状态，并将这些状态作为信息素传递至其他区域。在路口处，车辆根据本地状态和接收到的信息素(特别是接收到的预定