文档介绍：中国科学院自动化研究所
博士学位论文
城市交通诱导与控制集成策略的研究
姓名:李振龙
申请学位级别:博士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:王飞跃
20040601
摘要随着经济的飞速发展和城市化进程的加快,城市交通量急剧增加,使得交通拥堵日趋严重,并且带来了交通事故和环境污染等问题。本文的研究目的就是通过寻求合适的策略将交通诱导与控制集成起来使路网交通流得到合理的分配与优化,从而在一定程度上缓解交通拥堵。论文的主要内容和创新之处如下:诟丛邮视ο低忱砺鄣慕煌ㄓ盏加肟刂频姆治鲅芯俊Müτ酶丛适应系统理论对交通诱导与控制进行分析,指出了集成策略的三项基本内容:集成模型、集成算法和集成实施。并应用演化博弈论对交通流的演化过程进行了分析,为建立实用的集成策略提供理论支持。煌ㄓ盏加肟刂萍赡P偷难芯俊;诮煌ㄓ盏冀ń煌鞣峙涞胶鲜的路网上由交通控制来适应这些交通流的思想建立了基于系统最优和用户最优的两个集成模型;应用博弈论分析了高速干道的“悲剧”问题,建立了高速干道入口诱导与控制的集成模型;分析了可变速度控制和入口匝道控制作为主线诱导与控制集成的理论基础,建立了高速干道主线诱导与控制的集成模型。煌ㄓ盏加肟刂萍伤惴ǖ难芯俊2隽私煌ǚ智谋匾P院头智则,提出了关键路口和集散路口的概念,研究了基于动态分区的交通诱导与控制的集成算法。煌ㄓ盏加肟刂萍墒凳┑难芯俊=ń徊婵诳刂破鳌⒃训揽刂破鳌⑶域控制器和可变信息牌等当作钡氐腁采用反应型结构、远程的捎盟伎夹徒峁梗佣捎没凇暗钡丶虻ィ冻谈丛印钡乃枷肜词凳诱导与控制的集成问题。ü煌ǚ抡胬雌兰奂刹呗浴@。关键词:交通诱导,交通控制,集成策略,复杂适应系统,博弈论,多低常钡丶虻ァ⒃冻谈丛
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虢笋新虢旗嗍一关于论文使用授权的说明独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何本人完全了解中国科学院自动化研究所有关保留、使用学位论文的规定,借阅;可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑贡献均已在论文中作了明确地说明并表示了谢意。签名:即:中国科学院自动化研究所有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和
第一章绪论研究背景和意义交通拥挤与堵塞问题是许多城市面临的严重问题之一,它导致车辆的行程时间延长、延误时间增加,并带来了交通事故和环境污染等问题。本论文试图通过寻求合适的策略将交通诱导与控制集成起来使路网交通流得到合理的分配与优化,从而在一定程度上解决交通拥挤与堵塞问题。本章首先对课题的研究背景和意义进行了阐述,然后对交通诱导和交通控制进行了简要的介绍并指出了诱导与控制集成问题的缺陷所在及解决的方法,最后介绍了本论文的研究内交通运输是城市功能活动的命脉,它直接影响社会经济、生产与生活的各个方面。随着经济的飞速发展和城市化进程的加快,城市交通量急剧增加,使得交通拥挤与交通堵塞日趋严重,并且带来了交通事故和环境污染等问题。在美国,年由交通堵塞所造成的交通延误大约有亿车时—,由此对用户所造成的损失估计达亿美元之巨】。据估计,到年美国的交通延误会达到每年亿车时,将有亿加仑的燃料浪费于公路交通拥挤,到年,美国由于交通拥挤而浪费的行驶时间将上升%,每年因交通拥挤造成额外的燃烧消耗将高达亿美元【俊T谟⒐个大约具有銎矫娼徊婵诘某鞘心冢磕暧捎诔盗狙游笤斐傻木盟鹗Ь达蛴。在我国,百万人以上的大城市每年由于交通拥挤造成的直接和间接经济损失估计达亿人民币,相当于我国国内生产总值的%【。同时,交通工具排放的废气已经成为破坏大气环境的重要污染源头。据统计,目前,大气中%以上的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物和硫化物等有害气态污染物主要是由汽车排放造成的,大气中相当部分的颗粒有害物也是由汽车排放的。需要指出的是,在交通拥挤状态下,车辆时停时走,燃料不能充分燃烧,此时交通工具排放的废气会大幅度增加。所以,交通拥挤与堵塞是交通系统中存在的重要问题,解决交通拥挤与堵塞已迫在眉睫。在多数情况下,交通拥堵问题必须通过修建更多、更宽的道路和其它交通设施从根本上解决。然而,有限的空间和其它经济、环境问题阻止容和结构安排。
了现存交通基础设施的进一步扩展。同时,应注意到,城市道路网发生的交通拥挤非常严重,但并不是所有的道路同时处于拥挤状况,有相当一部分道路,褂幸欢ǖ耐ㄐ心芰Γ匆恍┑缆肥枪刈刺恍┑缆肥欠饱和状态。所以,如果能使车辆均衡地分配