高速公路入口匝道单点控制方法的研究.pdf

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1、分类号UDC密级——单位代码!Q15羔高速公路入口匝道单点控制方法的研究王昊指导教师徐进学职称学位授予单位教授大连海事大学申请学位级别工学硕士学科(专业)控制理论与控制工程论文完成日期2011年5月答辩日期2011年6月答辩委员会主席FreewayOn-rampcontrolstrategyofsinglepointAthesisSubmittedtoDalianMaritimeUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringWangHao(ControlTheoryandContr

2、olEngineering)ThesisSupervisor：ProfessorXuJinxueMay2011咖7删0⋯8Ⅲ5㈣9删8Ⅲ⋯⋯●lⅢY大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成硕士学位论文==直逵坌整△旦叵道皇壶控剑友洼的硒究：。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。、p学位论文作者签名：壶去学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教

3、师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事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，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》(中国学术期刊(光盘版)电子杂志社)、《中国学位论文全文数据库》(中国科学技术信息研究所)等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密口在——年解密后适用本授权书。不保密彤(请在以上方框内打“4"

4、)论文作者签名：埃导师签名．彳鬈过分日期：)·f／年莎月≥参El中文摘要摘要随着交通量的日益增长，在高速公路上发生交通拥挤和阻塞的现象层出不穷，大大的降低了高速公路运行的效率和安全性，使得能源消耗和环境污染问题更加恶化，因此研究一种合理可行的控制方法成为迫切的需要。入口匝道控制方法是解决这一问题的有效手段，通过在匝道处控制进入高速公路的流量使高速公路主线上交通流运行在理想的状态，可以有效的避免拥挤问题的发生。本文通过分析高速公路交通系统的特点，对入口匝道的控制问题进行研究，所研究的内容以及结论如下：经过分析高速公路上交通流的特点以及各个参量之间的关系得知高速公路系统是一个强非线性系统，鉴于神经

5、网络具有很好的非线性逼近特性和抗干扰能力，本文将BP神经网络算法结合PID控制引入到高速公路入口匝道控制中，通过入口匝道调节率控制进入的交通流量来维持主线上理想的交通密度。理论上严格的分析证明了这种控制算法的收敛性，仿真结果表明了实效性。这种控制器的结构算法简单，易于实现，对这种高度非线性的交通系统具有较好的控制效果。在理论上分析BP算法特点以及仿真结果实际意义的基础上，提出了用RBF神经网络整定PID控制器参数的方法来对入口匝道实行控制，并将神经网络方法与经典ALINEA控制相比较。因为RBF算法克服了BP算法与ALINEA控制的不足，在相同的情况下，系统的稳定性更好，抗干扰能力更强。理论上

6、严格的分析证明了此方法的收敛性，仿真结果表明了优越性。神经网络的非线性近似能力以及自学习能力使此方法对外界的交通量变化具有良好的自适应性。该控制算法能够将上游突发流量考虑在内的同时，保证高速公路主线交通流密度维持在理想密度的周围。研究表明，将神经网络结合PID的控制技术引入到高速公路入口匝道单点控制中，对于缓解高速公路拥挤、控制主线密度波动等具有很好的效果。关键词：高速公路；入口匝道控制；交通流；神经网络英文摘要ABSTRACTAstrafficflowincreasing，congestiononthehighwayandblockingphenomenonOCOII'Safteranoth

7、er,greatlyreducingtheoperatingefficiencyandhighwaysafety,energyconsumptionandenvironmentalpollutionmaketheproblemworse，thestudyofareasonableandfeasiblecontrolmethodsisallurgentneed．On—rampcontrolappro