短时交通状态预测下的动态交通信号控制方法研究

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1、浙江工业大学硕士学位论文短时交通状态预测下的动态交通信号控制方法研究作者姓名：方良君指导教师：俞立教授郭海锋副教授浙江工业大学信息工程学院2013年3月DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterDynamicTrafficSignalControlMethodsBasedonShort—termTraf酊CStatesPredictionCandidate：FANGLiangjanAdvisor：Prof．YULiAssociateProf．GUOHaifengCol

2、legeofInformationEngineeringZhejiangUniversityofTechnologyMar．2013浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中己经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：h霞应日期：扩l肄r月31日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有

3、关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本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和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密文(请在以上相应方框内打“寸’)作者签名：导师签名：日期：加侈年f月了J日日期：2af；年r月?)日浙江工业大学硕士学位论文短时交通状态预测下的动态交通信号控制方法研究摘要受成本制约，目前城市路网中通常只有主城区部分交叉口采用大型交通信号控制系统进行集中控制，其余的大部分交

4、叉口仍然采用独立控制方式。如何研究并设计高效的控制方法对这些孤立的交叉口进行优化控制，对于提高路网整体运输效率、节约能源消耗仍然具有十分重要的意义。本文将路网中的孤立交叉口作为研究对象，分别对短时交通流量预测方法、单交叉口自适应控制方法和干线动态协调控制方法进行了研究，主要的工作和研究成果如下：l、针对动态交通信号控制对短时交通流量的预测需求，结合城市道路交通流的日相似性特点，对已有卡尔曼滤波预测模型进行了改进，并通过模糊逻辑对改进模型中的参数进行确定，设计了一种基于模糊卡尔曼滤波的短时交通流量预测方法，解决了传统卡尔曼滤波预测方法所存在的预测滞后性缺陷，提高了交通流量

5、预测的实时性和准确性。2、针对单点交叉口的自适应控制问题，结合图论和交通流冲突关系建立相位图模型，采用分支限界法对模型求解，确定交叉口的最佳相位；然后依据流量数据构建交叉口状态模型，根据动态预测的交通流量实时估计交叉口的未来状态；最后依据估计的交叉口状态走势，对控制参数进行优化调整，设计了一种无模型状态选择自适应控制方法。实验结果表明，该方法有效降低了车均延误，提高了交叉口的通行效率。3、针对干线动态协调控制问题，首先对数解法进行了改进，然后考虑动态协调过程中由于信号控制方案切换导致干线系统经常出现扰动的现象，提出了一种信号控制方案平滑过渡方法。实验表明，设计的干线动态

6、协调控制方法对交通状况有明显改善。4、以Vissim为控制服务器端，通过COM类型库，采用VisualStudio2008开发了一个基于仿真的动态交通控制系统。该系统平台能够对单点交叉口和干线交叉口进行动态控制，验证控制算法的合理性和有效性，可为进一步开发实际交通信号控制系统提供原型参考和技术支持。关键词：模糊卡尔曼滤波，交通状态，动态控制，干线协调i浙江工业大学硕士学位论文DYNAMICTRAFFICSIGNALCoNTRoLMETHoDSBASEDONSHoRT-TERMTRAFFICSTATESPREDICTIoNABSTRACTAtpresent，thecent

7、ralintersectionsofacityareoftencontrolledbyalargeurbantrafficsignalcontrolsystem，theremainintersectionsalestillcontrolledindependently．Anefficientadaptivecontrolmethodforallisolatedintersectionstillhasimportantsignificance．Itcanimprovetransportefficiencyoftheroadnetworkan