收藏本站
《兰州理工大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

单路口交通信号ANN自校正预测控制的研究

张永韡  
【摘要】: 交通堵塞往往发生在车流和人流均十分密集的交叉路口,因此,交叉路口的信号控制对于现代城市交通状况的改善至关重要。 传统的定时控制对于交通流变化缺乏实时性,而感应控制只能对当前的车流变化做出反应,不能通过历史数据来预测交通量以实现交叉路口全局优化的控制。因此本文在分析各种交通流预测方法的基础上,提出用神经网络预测来解决交叉路口的信号控制问题。同时讨论分析了控制信号相位与车道数的关系、车流量与车道配置的关系。尤其对基于车流量预测的改进四相位控制方案进行了深入研究,并通过仿真实验证明了本文提出的改进四相位控制方案可以有效的平均各交叉口排队长度的思想,从总体上减少车辆延误。 在以上研究结果的基础上,使用上周期上游涌入车辆数和本周期车辆到达数组成的数据对进行神经网络训练,训练得到的网络可以预测车辆到达数和交通参量,由此建立了系统的预测模型。使用到达车辆数的实测值和本周期预测值的差对下周期的预测值进行反馈校正,在此基础上即可确定信号控制系统的优化目标函数。使用模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)方法对交叉口信号的绿信比参数进行多步预测控制,并在比较的基础上给出单步预测控制与多步预测控制的优点与适用范围。最后,比较了线性规划方法,遗传算法(Genetic Algorithm,GA),粒子群算法(Particle SwarmOptimization,PSO)在优化绿信比参数中的性能。 通过仿真分析,证明了在单向三车道或更多车道时四相位控制比两相位控制可以更有效的降低排队长度,而改进的四相位控制方案有效的均分各个路口的排队长度,从总体上减少车辆延误。预测控制方案比定时控制和感应控制都具有更小的排队长度,其中,多步预测控制的效果又优于单步控制。在求解最优绿信比参数的过程中,相比传统线性规划算法,遗传算法和粒子群算法均具有更好的优化效果,而粒子群算法又优于遗传算法。由此证明本文提出的神经网络预测控制具有较高的交叉口车流优化配置能力和较大的社会应用价值。
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:U491.51

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李水友;刘智勇;;城市交通感应控制综述[J];城市交通;2006年06期
2 王笑京;;智能交通系统研发历程与动态述评[J];城市交通;2008年01期
3 乔家庆;付平;孟升卫;;基于个体差异的遗传选择算子设计[J];电子学报;2006年S1期
4 许碧娟;刘海军;孙尚;;一种遗传算法求约束优化问题的新方法[J];辽宁工程技术大学学报;2006年S2期
5 韩强,刘治平,刘家壮;城市交叉路口智能控制系统的研究[J];系统工程;2004年06期
6 李瑞敏,史其信;基于多智能体系统的城市交通控制与诱导集成化研究[J];公路交通科技;2004年05期
7 许伦辉,衷路生,徐建闽;交叉口多相位模糊控制及其BP神经网络实现[J];广西交通科技;2003年05期
8 毕重庆;;智能交通流量记录仪[J];装备制造技术;2008年01期
9 范娜;云庆夏;;粒子群优化算法及其应用[J];信息技术;2006年01期
10 赵建玉,贾磊,王旭东;城市主干道交叉口交通流的模糊控制[J];计算机工程与应用;2004年29期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐慧;;安全防范产业发展现状及其技术应用[J];安防科技;2008年10期
2 蒋中;一种基于非线性Laguerre模型的预测控制算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年02期
3 钟小芳,蒋中;基于Laguerre 函数近似模型的多变量系统增量型预测控制的算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2001年02期
4 冯元珍;胡玉峰;;协作控制中常用的矩阵理论[J];安徽职业技术学院学报;2010年03期
5 周力;王冠凌;;城市路口多相位智能交通信号控制[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年04期
6 钟小芳,蒋中;一种增量型多步预测、多步控制的单变量预测控制算法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2000年04期
7 刘秋菊;景国勋;房耀洲;;浅析城市交通拥挤现象及解决方法[J];安徽建筑;2007年01期
8 芦垒;欧阳峰;骆珍珍;;浅析幂函数加和型普适指数公式在湖泊富营养化综合评价中的应用[J];安徽农业科学;2008年33期
9 尹铁源;纪玉玲;杨怀清;;城市交通干线信号优化控制仿真设计与开发[J];现代农业科技;2010年14期
10 包勇强;道路交通信号控制机的电磁兼容[J];安全与电磁兼容;2002年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙鹤旭;梁涛;雷兆明;;基于状态空间模型的多时域预测控制系统的闭环特性[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 杨建华;刘文琦;卢伟;;注汽锅炉蒸汽干度的模糊预测控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 李刚;王庆林;黄彪;;随机扰动下的动态矩阵控制系统性能监控、调节与诊断[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 王正武;罗大庸;黄中祥;;线控系统着色混合Petri网建模及其模糊控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 吴义虎;宋丹丹;侯志祥;袁翔;;车辆横摆角速度的广义预测控制研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 刘智勇;马凤伟;;城市交通信号的在线强化学习控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 赵建玉;贾磊;陈月辉;张勇;;基于粒子群优化的信号交叉口交通流预测模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 陆渝;崔贯勋;陆胜;;城市智能交通终端系统的设计和实现[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 莫晓明;;基于多模型综合的DMC控制及其应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 陈万义;;传递函数矩阵零空间的最小多项式基和亏数[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 冷欣;船用增压锅炉汽包水位预测控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 赵丽宁;基于多AGENT的智能航运信息系统关键技术研究[D];大连海事大学;2010年
3 王春;基于VR/GIS一体化城市微观交通虚拟仿真系统的研究与应用[D];中国海洋大学;2010年
4 陈为真;大型结构振动信号处理与模态参数识别研究[D];华中科技大学;2010年
5 栗伟;催化裂化过程建模与应用研究[D];浙江大学;2010年
6 杜静静;基于非线性度量和MLD-MPC的多模型方法研究[D];浙江大学;2010年
7 王丽君;基于信号处理的氢燃料发动机优化控制[D];解放军信息工程大学;2010年
8 李奇南;钢板磁悬浮系统控制[D];浙江大学;2010年
9 梁朝霞;基于生物网络的下一代网络电信业务平台研究[D];东华大学;2010年
10 张红良;陆用高精度激光陀螺捷联惯导系统误差参数估计方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李炜;基于ARM的城市多路口智能交通控制器设计[D];安徽工程大学;2010年
2 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
3 王义;随机系统的稳定性控制[D];山东科技大学;2010年
4 陈铮;基于激光扫描数据的交通信息采集平台设计与实现[D];山东科技大学;2010年
5 马丽霞;城市道路平面交叉口交通安全改善研究[D];山东科技大学;2010年
6 商春鹏;基于GPS/GSM嵌入式车载防盗系统研究和实现[D];山东科技大学;2010年
7 迟子孟;非线性系统降维观测器设计研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
8 全书鹏;智能交通中车流量预测与路径优化技术的研究[D];郑州大学;2010年
9 李长鹏;基于CSTR温度系统的模糊神经网络预测控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 王岩;智能建模和模糊广义预测控制研究及在船舶减纵摇控制中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 承向军,杨肇夏;基于多智能体技术的城市交通控制系统的探讨[J];北方交通大学学报;2002年05期
2 何俊杰,郭昌捷;一种基于神经-模糊的船舶航向控制器研究[J];船电技术;2000年01期
3 杨芳明;朱顺应;;基于小波的短时交通流预测[J];重庆交通学院学报;2006年03期
4 陆化普,隋亚刚,吴海燕;城市道路信号交叉口饱和交通量的实测分析和改善措施[J];城市发展研究;1998年05期
5 周小英,王华,姚伯威;遗传算法在模糊控制规则优化中的实现[J];电子科技大学学报;2000年02期
6 李显生 ,曹铭伟;基于需求识别和绿信比优化的单点感应控制方法[J];道路交通管理;2002年10期
7 赵晶;唐焕文;朱训芝;;模拟退火算法的一种改进及其应用研究[J];大连理工大学学报;2006年05期
8 耿光飞,杨仁刚;基于定向变异遗传算法的地区电网无功功率优化[J];电网技术;2004年10期
9 刘焕成 ,刘智勇 ,尹征琦 ,朱劲;车辆感应式交通控制系统[J];电子技术;2002年08期
10 欧海涛,张卫东,张文渊,许晓鸣;基于多智能体技术的城市智能交通控制系统[J];电子学报;2000年12期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 金菊良;遗传算法及其在水问题中的应用[D];河海大学;1998年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张铭钧,吴曙辉,徐建安;基于自校正神经网络的预测控制系统设计[J];哈尔滨工程大学学报;2004年02期
2 廖明,吴宁,苏向丰;基于神经网络的有源电力滤波器预测控制方法[J];重庆大学学报(自然科学版);1999年05期
3 杜长海;黄席樾;杨祖元;唐明霞;杨芳勋;;基于神经网络和Markov链的交通流实时滚动预测[J];系统仿真学报;2008年09期
4 张森,韩志涛,张化光;一种神经网络自适应控制策略[J];东北大学学报(自然科学版);2000年02期
5 翟东武,朱晞;基于神经网络的结构振动响应预测控制[J];清华大学学报(自然科学版);2000年S1期
6 李玉云,王永骥,刘烨;用于非线性加热炉的神经网络预测控制器[J];中国机械工程;2001年02期
7 王春迎,郝士琦,李洪淘,陈修桥;基于结构自适应神经网络特征选择的一种改进方法[J];电光与控制;2005年05期
8 荣雅君,窦春霞,袁石文;过热汽温模糊神经网络预测控制器的设计[J];中国电机工程学报;2003年01期
9 王冬青;;时滞系统的辨识及NARMA模型的修正[J];中国工程科学;2006年02期
10 范辉;李为吉;;MATLAB NN和优化工具箱在设计优化中的应用[J];计算机工程与应用;2006年16期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陆冬娜;杨马英;;基于DCS系统的神经网络预测控制[A];第八届工业仪表与自动化学术会议论文集[C];2007年
2 周江扬;黄文胜;童琪波;;一种基于神经网络的预测控制[A];1995年中国控制会议论文集(下)[C];1995年
3 杨黎峰;王晓纯;李正熙;;神经网络预测控制在水源热泵空调中的应用[A];全国冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年
4 赵峻;褚涛;王碧秋;;基于遗传神经网络的重介质密度预测控制[A];第十六届全国煤炭自动化学术年会、中国煤炭学会自动化专业委员会学术会议论文集[C];2006年
5 丁国锋;王孙安;林廷圻;史维祥;;非线性多变量系统的神经网络一步超前预测控制研究[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
6 杨黎峰;王晓纯;李正熙;;神经网络预测控制在水源热泵空调中的应用[A];冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年
7 沈清波;;基于BP神经网络的新型广义预测非线性控制仿真[A];系统仿真技术及其应用(第7卷)——'2005系统仿真技术及其应用学术交流会论文选编[C];2005年
8 郭丹;李俊芳;;基于神经网络的非线性系统多步预测控制[A];PCC2009—第20届中国过程控制会议论文集[C];2009年
9 张森;张化光;;一类基于优化算法的神经网络自适应控制器的设计[A];1999年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1999年
10 孙英;刘作军;董砚;;智能楼宇空调系统的预测控制[A];2000中国控制与决策学术年会论文集[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 易汉文;智能交通系统:效益与成本(一)[N];中国交通报;2004年
2 本报记者 李冬梅;数字解读首都智能交通系统[N];北京日报;2010年
3 本报记者 李华;天久集团:智能交通系统“治堵”有方[N];中国企业报;2011年
4 何屹;新型智能交通系统可防撞车[N];科技日报;2011年
5 易汉文;智能交通系统:效益与成本(五)[N];中国交通报;2004年
6 周文天 柏蓓 关文;智能交通系统2009年初步成形[N];东方早报;2005年
7 清华大学交通研究所所长 史其信 本报记者 刘腾 整理;国外智能交通系统缘何中国失效[N];中国经营报;2010年
8 易汉文;智能交通系统:效益与成本(六)[N];中国交通报;2004年
9 易汉文;智能交通系统:效益与成本(三)[N];中国交通报;2004年
10 国家智能交通系统工程技术研究中心王笑京;智能交通系统能为我们做什么[N];科技日报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马文阁;基于模糊控制的单交叉口信号控制方法与算法研究[D];大连海事大学;2008年
2 周黎辉;神经网络在过程辨识与控制中的应用研究[D];华北电力大学(河北);2004年
3 文敦伟;面向多智能体和神经网络的智能控制研究[D];中南大学;2001年
4 吴大宏;基于遗传算法与神经网络的桥梁结构健康监测系统研究[D];西南交通大学;2003年
5 杜文斌;基于神经网络的冠心病证候诊断标准与药效评价模型研究[D];辽宁中医学院;2004年
6 熊雪梅;参数化模糊遗传神经网络及在植物病害预测的应用[D];南京农业大学;2004年
7 李智;电站锅炉燃烧系统优化运行与应用研究[D];东北大学;2005年
8 王承;基于神经网络的模拟电路故障诊断方法研究[D];电子科技大学;2005年
9 谭阳红;基于小波和神经网络的大规模模拟电路故障诊断研究[D];湖南大学;2005年
10 卫星;钢筋混凝土肋拱二阶设计方法研究[D];西南交通大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张永韡;单路口交通信号ANN自校正预测控制的研究[D];兰州理工大学;2008年
2 佟哲琼;基于神经网络的非线性预测控制的研究[D];大连理工大学;2006年
3 张坚;神经网络控制技术在现代电站中的应用[D];重庆大学;2003年
4 苏卫峰;基于神经网络的晶体生长预测控制[D];福州大学;2005年
5 敖培;多步预测性能指标函数下的神经网络控制及其应用[D];辽宁工程技术大学;2004年
6 闵剑青;基于神经网络的中央空调控制系统的建模与仿真[D];浙江工业大学;2005年
7 王红;城市道路交通信号控制与优化算法的研究[D];山东大学;2005年
8 李强;热工控制系统设计平台的开发及应用[D];山东大学;2005年
9 刘英英;智能交通系统定位模型的分析与研究[D];沈阳工业大学;2006年
10 毛玉明;交叉口混合交通流智能控制系统研究[D];山东轻工业学院;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026