关于城市交通与诱导控制的理论与算法比较

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1、课程论文用于交通控制与诱导系统的理论与算法比较作者姓名黄晨学科专业土木工程指导教师李多奇所在学院土木与交通学院论文提交日期2013.01摘要交通是国民经济的基础产业，也是社会发展和人民生活水品提高的基本保障。随着城市化的进展和汽车的普及，交通拥挤加剧，交通事故频发，交通环境恶化，交通问题不仅在发展中国家，就是在发达国家也是令人困扰的严重问题。在此背景下，利用各种高新技术把车俩和到道路综合起来系统解决交通问题的思想就油然而生了，这就是智能交通系统。智能交通系统中交通流的在线管理主要是由实时的交通信号控制系统和车辆行驶路径诱导系统来完成的。从系统整体的观点分析，二者是相互

2、联系的，无论是理论研究还是实际运行，都应当将他们综合起来加以考虑。因此，交通控制与诱导的结合研究是交通管理发展的方向。交通控制和诱导系统协调的基本特征：①全方位性：功能协调、结构协调、目标协调、组织管理协调、内部外部协调的有机统一。②动态性：在进行调控过程中，根据交通状态的变化，实时调整控制参数，使交通系统处于全方位协调基础上的一种良性循环状态。③层次性：表现为外部环境与交通控制和诱导系统间协调、两个系统间协调、两个子系统内部各参数间的协调。④整体性：交通控制和诱导系统协调是每个子系统功能得以实现的前提，而各子系统有序运行是交通控制和诱导系统作为整体协调运行的基础，两

3、个子系统协调的相互统一构成了交通控制和诱导系统协调的整体结构。未来城市智能交通系统的目标是要实现各个智能交通子系统的一体化，对交通信号控制和动态交通诱导的系统集成化程度要求将会更高，期望可以实现一体化的优化管理。本文主要以城市交通控制与诱导系统为主题，围绕着相关的基本研究理论与算法展开讨论。以多智体算法为主，本文分析和对比了蚁群算法、遗传算法、粒子群算法、Q-学习算法和信息物理融合系统理论，对以上算法和理论的优缺点进行分析和讨论。关键词：交通控制；诱导系统；算法第一章绪论1.1引言随着全球经济的发展，人们对交通运输行业的要求越来越高，现有的交通体系已经不能适应现代社会

4、改变，我们迫切需要对现有交通体系做出调整与改变。2011年，我国交通运输部正式印发《交通运输“十二五”发展规划》，文中提到“要以科技进步为引领，强化科技创新，加强科技成果推广和应用，推进交通信息化建设，大力发展智能交通，提升交通运输的现代化水平。”智能交通系统(IntelligentTransportSystem)是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。当前ITS的服务领域有：先进的交通管理系统、先进的出行者信息系统、

5、先进的公共交通系统、先进的车辆控制系统、营运车辆调度管理系统、电子收费系统、应急管理系统等。在智能交通系统中，交通管理系统和出行者信息系统是智能交通系统的基础,而道路交通控制和线路诱导是现今城市交通在线管理的两大重要手段，同时是ITS的两大子系统一一交通管理系统和岀行者信息系统功能的实现，ITS中城市交通的在线管理主要由道路交通控制系统和车辆诱导系统完成。早在《“十二五”规划》提出之前，国内外己有众多学者对智能化交通系统进行了研究，他们发现智能化交通系统是由多个子系统组成的，而各个子系统之间随着城市规模的不断扩大相互关联性、相互依赖性也在不停的加强，作为智能化交通系统

6、的重要组成部分的交通控制系统和诱导系统关系亦愈发紧密。因此，在进行理论和实践研究的吋候应该在两者之间建立一个协同系统，使两者能合作、协调与同步，让整体获得1+1>2的系统优化效果。1.2交通控制与诱导系统概述交通控制一开始是通过安装在路口的信号灯来控制通过路口的车辆，避免各个冲突方向的车辆的碰撞，后来发展到以减小车辆通过路口的延误时间为目的。在交通控制系统中，控制的对象是交通流，控制设备包括交通信号灯，可变限速标志等。城市交通控制系统中，主要将信号灯作为执行设备,通过安装在路口的信号灯色的改变控制交通流的运动，以提高通行能力。所以城市交通控制又称作信号控制。信号控制作

7、为交通管理的重要手段已得到深入的研究和应用，控制规模由原先的单个路口的点控、单条干道的线控发展到整个道路交通网络的面控；控制方式由离线的定周期控制、多套配吋方案在线选择式控制、配时方案的在线牛成式控制发展到各种智能化的控制方法。⑴交通流诱导以交通流预测和实时动态交通分配为基础，应用现代通信技术、电子技术、计算机技术等为路网上的出行者提供必要的交通信息，为其指出当前的最佳出行路线，从而避免盲目出行造成的交通阻塞，达到路网畅通、高效运行的目的。简单地可以说诱导就是引导城市路网中的交通流在不拥挤的路段和交叉口中运行，使网络流量趋于平衡，实时、动态、合理的诱