文档介绍：西南交通大学
硕士学位论文
基于Elman神经网络的高速公路入口匝道预测控制仿真研究
姓名:何玉婉
申请学位级别:硕士
专业:交通信息工程及控制
指导教师:余立建
20080501
摘要西南交通大学硕士研究生学位论文第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,近年来人们将人工智能和计算机智能应用到高速公路交通控制中。神经网络预测控浞掷昧松窬绲非线性映射能力以及预测控制滚动优化、反馈校正的机理,更适用于动态性和时变性的高速公路交通系统的控制。本文以充分利用高速公路现有资源、提高交通流量为目的,对入口匝道控制进行了研究,设计和仿真实现了基于粒子群算法的高速公路交通流预测器和控制器,主要工作如下:首先,分析了高速公路交通流宏观动态模型,建立窬模型,并提出了基于粒子群算法腅神经网络混合优化策略,采用呕尤ㄖ道囱盗飞窬纾氡曜糂惴ㄏ啾龋琍采用实数编码,结构简单,学习收敛快,仿真结果表明该模型适合于高速公路短期交通流预测。其次,针对交通系统具有非线性、动态性和强扰动性,为进一步改善的性能,构造了基于惴ǖ姆窍咝杂呕刂破鳎肞算法对实现控制量的滚动优化,仿真实现了高速公路交通流神经网络预测控制,并就该系统的预测模型、滚动优化算法、反馈校正、仿真参数设置问题等进行了分析。最后通过仿真验证,结果表明,与无控制情况和基于遗传算法的协调控制相比,本文提出的改进方法在降低入口匝道平均等待时间、提高服务流量等性能上有较好的控制效果。通过进一步地抗干扰能力测试,证明了该方法具有较好的鲁棒性。关键字:高速公路;入口匝道控制;惴ǎ籈神经网络;预测控制
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日磬岁·『槐C芪魇褂帽臼谌ㄊ椤学位论文作者签名:居矜日期:口%.岁·西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于C芸冢年解密后适用本授权书;朐谝陨戏娇蚰诖颉啊指导老师签名:
西南交通大学学位论文创新性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下:紫确治隽烁咚俟方煌鞯幕靖拍罴昂旯鄱煌髂P停接下来介绍了入口匝道控制系统的原理及系统构成,为本文奠定了理论基础及选择了控制策略。昧W尤核惴ㄓ呕尤ㄖ乩囱盗稥神经网络,实现了动态递归神经网络的全自动设计。使用这一模型建立了高速公路交通流预测器,用于交通流的预测控制。结果证实狤神经网络用于交通流的短期预测效果良好,训练步数最少,训练误差最小杓撇⑹迪至嘶诹W尤核惴ǖ母咚俟方煌魃窬缭げ饪制系统。最后通过仿真表明,与无控制情况和基于遗传算法的协调控制进行比较,本文提出的改进方法在降低入口匝道平均等待时间、提高服务流量等性能上有较好的控制效果。通过进一步地抗干扰能力测试,证明了该方法具有较好的鲁棒性。
第滦论选题背景西南交通大学硕士研究生学位论文第高速公路是指能适应年平均昼夜小客车交通量为疽陨希ü汽车分道高速行驶并全部控制出入的公路【俊V泄咚俟返姆⒄顾浔任鞣发达国家晚近半个世纪的时间,但从年中国大陆第一条高速公路正式通车到现在,中国的高速公路建设取得了举世瞩目的成就。至年底,我国的高速公路建设达到了蚬ɡ铮揪邮澜绲诙弧V泄咚俟建设走上了一条快速发展之路,高速公路因其对经济发展的巨大的作用,正以高速公路网络的形式向全的风向标。公路运输具有门到门直达运输的灵活性,加快高速公路建设成为我国经济社会发展的需要。随着国民经济的快速发展,物流、入流、商品流大幅度增加,提高运输效率、降低运输成本的要求日益迫切。到目前为止所修建的高速公路仅满足了所需高速公路的%多,高速公路路网通行能力己逐渐不能满足交通量增长的需要,尤其是城市高速公路交通拥挤和堵塞现象日益严重,交通事故和污染问题正越来越引起社会的普遍关注。从世界发达国家对高速公路建设管理经验来看,单凭依靠修建更多的道路、扩大路网规模难以满足日益增长的交通需求,利用高新科学技术,如现代信息与通讯技术等手段,来改造现有的道路运输系统及其管理体系,把车辆、道路和使用者紧密结合起来,从而形成一种及时、准确和高效的先进高速公路交通管理系统是解决上述问题