收藏本站
《重庆大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

计算智能及其在城市交通诱导系统中的应用研究

杜长海  
【摘要】: 随着社会经济的高速发展与城市化进程的不断加快,城市人口和机动车辆日益增加,城市道路交通拥堵已经成为世界大中城市普遍存在的现象,由此带来的交通事故、能源浪费以及环境污染等问题,不仅严重地制约着城市和社会经济的可持续发展,同时也严重地影响着城市居民的生活质量。因此,运用智能交通系统来解决日益严重的城市交通问题,已经成为了交通工程未来发展的重要方向。 本学位论文研究的交通诱导系统是智能交通系统中的重要子系统之一,它能够有效地引导车辆在路网中运行,减少车辆在道路上的行驶时间,并最终实现交通量在整个路网中均匀分配。将自然科学的最新研究成果和工程技术的最新方法引入城市交通诱导系统,不仅有利于提高交通系统的运行效率,而且关系到土地资源与能源的合理利用、环境污染与噪声的改善,这对满足社会需求、推动国家和社会的进步以及学科的发展,无疑都具有十分重要的意义。 城市交通系统集成了人、车、路和环境等各种因素,具有高度的复杂性、时变性和不确定性。精确的数学模型和方法难以有效解决复杂的现代城市交通问题,而计算智能是一种仿生计算方法,它从生物底层对智能行为进行模拟和研究,拓展了传统的计算模式,不需要建立问题本身的精确模型,具有智能性、并行性、自适应性等优点,为复杂问题的求解提供了卓有成效的解决途径。 因此,本学位论文依托重庆市科学技术委员会自然科学基金计划项目——智能交通系统重点项目“城市交通路网拥堵动态预警与疏导决策技术研究”(项目编号:CSTC,2006BA6016),在总结该领域现有研究成果的基础上,引入新兴起的计算智能理论,对交通诱导系统研究中应解决的若干关键理论问题进行了较为全面深入的研究,试图解决目前城市交通诱导领域存在的一些疑难问题。 本文主要的创新性工作如下: ①针对支持向量回归机(SVR)的拟合精度和泛化能力取决于相关参数的选取问题,提出了基于灾变FS算法的SVR参数选择方法,并应用于交通流预测的研究。通过提出基于尖点模型的灾变策略来改进FS算法的个体迭代位置选择机制,以降低设置搜索半径的依赖性,从而扩大搜索空间,提高全局搜索能力。对实测交通流量进行滚动预测实验,结果表明该方法优化SVR参数是有效、可行的,与经验估计法相比,得到的SVR模型具有更好的泛化性能和预测精度。 ②针对基本蚁群算法存在容易陷入局部最优解出现早熟停滞的缺点,提出了基于混沌选择策略的蚁群算法,并应用于城市交通路径寻优的研究。在基本蚁群算法的概率转移中引入混沌扰动的策略,以使解易于跳出局部极值区间,加快收敛速度。以重庆市渝中半岛的路网为实例计算以行程时间为目标的最优路径,结果表明该算法获得了较好的效果,与基本蚁群算法相比,提高了全局搜索能力。 ③针对牛顿法初始值要求严格、易产生局部收敛并含有矩阵求逆的不足和粒子群算法存在收敛速度慢和局部最优的问题,引入粒子间相对位置改进基于抗体浓度的概率选择公式,提出了一种带免疫机理的粒子群算法,并将其用于由路段流量反推OD矩阵的极大熵模型求解研究。粒子不仅根据个体极值和全局极值更新速度和位置,而且按一定概率以轮盘赌法选择某个粒子进行学习,以保持种群多样性,降低了算法过早收敛于局部最优解的几率。以重庆市某交叉路口为实例进行实验,粒子群算法求解成功率高于牛顿法,表明粒子群算法推算OD矩阵是一种行之有效的方法;而且,改进的粒子群算法比基本粒子群算法和基本遗传算法具有更好的全局寻优能力。 ④针对城市交通状态的不确定性和模糊C均值聚类(FCM)算法存在的初值敏感性和局部搜索性问题,提出了基于混合蛙跳算法(SFLA)的模糊C均值聚类算法(SFLA-FCM),并应用于城市交通状态识别研究。SFLA-FCM使用SFLA的优化过程代替FCM的基于梯度下降的迭代过程,有效地避免了FCM对初值敏感及容易陷入局部极小的缺陷。实验结果表明,与FCM相比,SFLA-FCM在收敛速度和精度上均有所提高,结果更为合理、稳定;而且,能够有效地对交通状态进行识别,为交通状态实时识别提供了一个新的研究思路。 总之,本文对计算智能的理论和方法在城市交通诱导系统领域的应用进行了较为全面深入的分析研究,对进一步解决城市交通问题具有重要的意义和广阔的应用前景。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 白子建,于立军;交通诱导系统构成及发展动态[J];世界汽车;2003年07期
2 袁万里;浅谈交通诱导系统[J];交通与运输;1996年01期
3 ;潍坊市区将启用智能交通诱导系统[J];中国交通信息产业;2009年12期
4 贺国光,马寿峰;交通诱导系统智能化方案及其仿真研究[J];系统工程学报;2002年04期
5 邹亮,徐建闽;空间数据挖掘在基于GIS的交通诱导系统中的应用[J];华南理工大学学报(自然科学版);2004年S1期
6 徐剑锋;;基于Multi-Agent技术的交通诱导系统实现技术[J];中国高新技术企业;2007年10期
7 Ilse Mann;;全新技术提高公路隧道安全——Swaroline-当代LED交通诱导的急先锋[J];中国交通信息产业;2006年10期
8 张平均;黄家善;蒋新华;;基于PCNN的交通系统路径优化算法研究[J];福建工程学院学报;2007年04期
9 马晓凤;严新平;;基于DNA算法的交通诱导系统[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2008年05期
10 石建军;刘金广;于泉;;城市交通诱导系统人性化设计[J];道路交通与安全;2005年06期
11 周德强;徐建闽;邵源;;诱导与单行交通组织结合应用模式[J];城市交通;2007年06期
12 李野;王晶波;董利波;周国志;宋俊德;;物联网在智能交通中的应用研究[J];移动通信;2010年15期
13 哈元元;安登坤;;视频监控与交通诱导系统在监控联网中的应用与探讨[J];中国交通信息产业;2007年12期
14 王金钢;交通诱导在北京市交通管理中的作用[J];道路交通与安全;2002年04期
15 白旭;杜豫川;孙立军;;基于GIS的城市快速路交通诱导系统研究[J];山东交通学院学报;2006年04期
16 张珏;郭明飞;陈宁;;杭州城市诱导体系建设理论探索与实践[J];交通标准化;2009年21期
17 苏永云;莫一魁;;城市交通诱导系统影响评价方法研究[J];山东交通科技;2010年06期
18 刘婷;王秋平;徐卫博;;城市干线交通协调控制仿真优化[J];交通科技与经济;2009年03期
19 ;广州部分主干道安装交通诱导屏直播路况[J];驾驶园;2010年03期
20 王秋平;谭学龙;;城市道路交通控制与交通诱导一体化系统方案研究[J];城市公共交通;2007年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐家栋;王大鹏;;LED显示屏在城市交通诱导系统中的应用[A];2006年全国LED显示技术应用及产业发展研讨会论文集[C];2006年
2 徐建闽;周德强;曾华燕;邵源;;诱导与单行交通组织结合应用模式分析[A];第二届中国智能交通年会论文集[C];2006年
3 柳荫;陆建;;城市智能交通诱导系统关键技术[A];第一届中国智能交通年会论文集[C];2005年
4 宁博;余春暄;;智能交通诱导信息系统的研究[A];2003年中国智能自动化会议论文集(下册)[C];2003年
5 邹亮;徐建闽;朱玲湘;;A~*算法在公共交通诱导系统中的应用研究[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛(交通运输工程学科)论文集(上册)[C];2005年
6 杨立才;贾磊;孔庆杰;;基于人工免疫系统的动态路径诱导算法研究[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛(交通运输工程学科)论文集(下册)[C];2005年
7 张纪升;梁乙朝;梁玉庆;张新城;;智能化交通控制系统技术原理及其复杂性研究[A];2008第四届中国智能交通年会论文集[C];2008年
8 葛剑;;快速路智能控制系统框架结构研究[A];第二十届中国(天津)’2006IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2006年
9 张申伟;陈洲;;基于DAB技术的交通信息处理播发系统[A];中国新闻技术工作者联合会2008年学术年会论文集(中)[C];2008年
10 郭彩香;邓卫;宋涛;;对我国智能交通系统ITS应用领域的探讨[A];2007第三届中国智能交通年会论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 陆文军;上海:快速路交通诱导系统将为外地车引路[N];新华每日电讯;2006年
2 记者 陈思通讯员 邢红军;市区道路逐步安装“千里眼”[N];郑州日报;2008年
3 魏鸿;交通诱导系统“点睛”大理交通[N];云南政协报;2008年
4 记者 张奕;高架路装上“智能芯” 驾驶员用上“千里眼”[N];解放日报;2005年
5 通讯员 胡青云 早报记者 李继成;地面道路尝试安装高架交通情报板[N];东方早报;2005年
6 ;“城际通”破解交通难题[N];江苏经济报;2007年
7 李晋闽;道路交通诱导系统方兴未艾LED将成为主要信息显示手段[N];中国电子报;2008年
8 记者 何雪华 张英姿 通讯员 赖国辉 杨庆强;广州3年内停车位达56万[N];信息时报;2003年
9 鲍未波潘琳士 记者 徐冰;我国首个动态车辆诱导系统在无锡建成[N];人民邮电;2007年
10 记者 景秋实习生 崔苏苏;有车族年内可享动态导航服务[N];无锡日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 杜长海;计算智能及其在城市交通诱导系统中的应用研究[D];重庆大学;2009年
2 管青;区域交通信号控制与交通诱导协同理论与关键技术研究[D];吉林大学;2009年
3 何增镇;基于Multi-Agent与博弈论的城市交通控制诱导系统及其关键技术研究[D];中南大学;2010年
4 鲁丛林;城市交通控制与诱导一体化中用户最优—系统最优协调模型[D];国防科学技术大学;2005年
5 李威武;城域智能交通系统中的控制与优化问题研究[D];浙江大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 程辉;山东高速集团交通诱导系统应用研究[D];山东大学;2009年
2 张平均;基于PCNN的智能交通系统路径优化技术研究[D];重庆大学;2003年
3 韩志新;现代交通管理中控制系统和诱导系统协调理论研究[D];河北工业大学;2002年
4 李悦;城市交通诱导系统可变信息标志关键问题研究[D];北京交通大学;2007年
5 李小强;可变信息标志(VMS)选址问题研究[D];北京交通大学;2008年
6 朱翀;城市交通情报板规划及布点研究[D];长安大学;2005年
7 刘颖;基于GIS的车辆出行诱导系统[D];辽宁师范大学;2007年
8 张奇瑞;基于前景理论的交通诱导行为分析与仿真实验研究[D];北京交通大学;2008年
9 邵丽青;交通控制与交通诱导协调中检测器的优化布置[D];天津大学;2008年
10 吴笛;基于信息融合技术的绕城高速交通流诱导系统模型研究[D];电子科技大学;2009年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978