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基于DSPs的交通控制系统研究

张刚  
【摘要】:城市交通拥挤所带来的严重危害日益影响到人们的日常生活和社会经济的发展。交叉口是城市交通的主要集散地,是交通拥挤产生的主要环节。交叉口交通控制的研究是城市交通控制问题的关键切入点。本文针对目前我国城市交通问题的现状,研究了交叉口的动态优化控制算法;对智能交通信号协调控制系统进行了研究和探讨,并设计研制了基于DSPs(数字信号处理器)的智能交通控制器。 主要工作是: 针对单交叉路口的信号控制问题,提出了以控制周期内路口总延误排队车辆数最小为目标的交通信号动态优化控制方法。针对典型的交叉路口交通流分布,以信号周期时长和绿信比为优化控制变量,建立了相应的交通流动态优化控制模型。提出了一种基于遗传算法和混沌算法的交通信号优化算法。该算法首先采用遗传算法对优化问题进行全局最优搜索,在搜索过程中利用混沌算法的遍历性、随机性克服遗传算法的早熟、局部寻优能力较差等缺陷,以达到提高搜索效率和改善解的质量的目的。为了便于应用本文的混合优化算法对约束优化问题进行求解,设计了一种处理约束条件的自适应惩罚策略。该策略通过引入约束可行测度、可行度等概念来描述决策变量服从于不等式约束和等式约束的程度,以此构造适用于优化算法的自适应惩罚函数,将具有不等式约束和等式约束的优化问题转变为仅包含决策变量上、下限约束的优化问题。对该算法在单交叉路口的信号动态优化控制问题中的应用进行了仿真研究。在多种交通状况下的仿真结果表明本文优化算法的有效性。


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