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《华南理工大学》 2005年
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高速公路智能控制方法研究

梁新荣  
【摘要】:高速公路交通控制是智能运输系统的重要组成部分,针对传统交通控制技术的缺陷,近年来人们开始把先进的理论和技术应用到高速公路交通控制中。本文详细探讨了高速公路交通控制的多种智能方法,把智能控制理论与其它先进技术相结合,对高速公路交通控制中的几个重要问题进行认真研究。 论文的主要工作和研究成果如下: 1.提出用动态回归神经网络建立高速公路宏观交通流模型。分析了离散的高速公路交通流数学模型,建立了Elman回归神经网络模型,采用一种改进的算法得到神经网络的权值,并将此回归神经网络应用到一条5路段的高速公路中。仿真实例表明,Elman回归神经网络对交通流数学模型能很好地逼近,与反向传播神经网络和径向基函数神经网络模型相比较,Elman回归神经网络具有训练步数最少、训练误差很小、泛化能力好等优点,Elman回归神经网络模型能快速地、准确地描述交通流的真实行为。 2.提出一种模糊逻辑方法控制高峰期间进入高速公路的车辆数目。分析了模糊逻辑控制器的基本结构,阐述了模糊控制算法,给出了具体的隶属度函数,根据高速公路上游、下游及入口匝道上安装的传感器检测到的流量、速度、占有率、匝道排队长度等信息,设计了入口匝道模糊逻辑控制器。仿真结果表明该方法切实可行,它能避免高速公路主线交通拥挤和堵塞,提高主线的通行能力,实现车辆在高速公路上高效、安全地运行。 3.提出一种非线性反馈方法用模糊逻辑进行入口匝道控制。建立了高速公路交通流动态模型,在此基础上,结合模糊逻辑理论设计了非线性反馈模糊逻辑匝道控制器,根据密度误差和误差变化用模糊控制决定匝道调节率,模糊变量选用三角形隶属度函数,并制定了包含56条模糊规则的规则库,最后用Matlab软件进行仿真研究。为了比较,还设计了非线性反馈比例积分匝道控制器,仿真结果表明,两种非线性反馈控制器都能使高速公路主线交通密度保持为设定的期望密度,但非线性反馈模糊逻辑控制器的性能比非线性反馈比例积分控制器的性能更为优越。 4.采用递阶结构解决高速公路多路段的协调控制问题。建立了宏观交通流有限差分模型,然后结合交通系统的特点提出一种多层控制结构,把高速公路的控制问题分为适应层、协调层和直接控制层。直接控制层采用模糊控制或比例积分控制决定各匝道的调节率;协调层为直接控制层确定期望密度;适应层根据实时检测到的交通状况选择模型和调整模型参数。仿真结果表明,协调控制具有良好
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP273.5

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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中国博士学位论文全文数据库 前6条
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中国硕士学位论文全文数据库 前8条
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7 王彦虎;基于混沌的高速公路匝道控制研究[D];河北工业大学;2012年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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7 吕蓬;柳亦兵;马强;魏于凡;;支持向量机在齿轮智能故障诊断中的应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵莹;半监督支持向量机学习算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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7 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
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9 柏坚;非线性数学地质模型研究及在滇东南金矿成矿预测中的应用[D];中国地质大学(北京);2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯小冬;基于模糊PID控制的呼吸机压力控制研究[D];南京医科大学;2010年
2 朱杰;一种基于聚类的支持向量机反问题求解算法[D];河北大学;2007年
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4 张蛟龙;平面二级倒立摆的控制策略研究[D];河南理工大学;2010年
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6 王浩锋;基于BP神经网络的航段安全评估研究[D];中国工程物理研究院;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 张杰;刘小明;贺玉龙;陈永胜;;ARIMA模型在交通事故预测中的应用[J];北京工业大学学报;2007年12期
9 杨兆升;龚勃文;林赐云;张欣伟;;分对数模型在城市快速路交通状态预测中的应用[J];北京工业大学学报;2009年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 刘思峰;季平;陈可嘉;;经济波动监测预警指标体系与指标时差关系研究[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 本报记者 徐钟;[N];南方周末;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张勇;交通流的非线性分析、预测和控制[D];北京交通大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄阿琼;城市快速路主辅路交通流分析与控制方法研究[D];北京交通大学;2011年
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10 廖旭晖;四轮驱动汽车的ASR技术研究[D];武汉理工大学;2005年
【二级引证文献】
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6 陈学文;杨威勇;王娜;;基于模糊逻辑的城市快速路入口匝道控制[J];辽宁工业大学学报(自然科学版);2012年06期
7 李红娟;王建军;王华;孟华;;基于HP(2)-Elman模型的钢铁企业富余煤气预测及优化调度[J];钢铁研究学报;2013年07期
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9 吴彪;宋成举;徐慧智;王君祥;;基于车辆运行特性的高速公路养护施工区行车风险分析[J];黑龙江工程学院学报;2014年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 李健;结合部路网匝道系统结构分解与协同控制方法研究[D];北京交通大学;2012年
2 席申娥;基于物联网需求的区域交通信息网络布局与管理研究[D];武汉理工大学;2013年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姜涛;高速公路入口匝道控制研究[D];五邑大学;2010年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 曹建兵 李祖兵 特约记者 何天进 本报记者 于莘明;给导弹植入“神经网络”[N];科技日报;2005年
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4 姜宇;发动机裂解设备故障诊断技术的研究[D];吉林大学;2012年
5 邢远凯;基于决策树和遗传算法的神经网络研究及应用[D];浙江大学;2010年
6 高宝建;基于神经网络的月降水预报模型在洪泽湖的应用研究[D];南京信息工程大学;2012年
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10 段成均;时滞神经网络稳定性分析[D];重庆交通大学;2011年
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