區(qū)域交通擁擠動態(tài)預(yù)警與主動式控制決策.pdf

1、隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展以及城鎮(zhèn)化水平的不斷提高，城市擁擠問題愈發(fā)突出，交通擁堵已成為制約城市發(fā)展，妨礙人們出行的重要因素。一方面，快速有效的識別和預(yù)測交通狀態(tài)，對交通擁擠進行動態(tài)預(yù)警是進行交通擁擠管理的基礎(chǔ)工作。交通擁擠動態(tài)預(yù)警實際上包含了對交通擁擠的快速識別和對交通擁擠發(fā)展趨勢的準確估計兩方面內(nèi)容，擁擠預(yù)警應(yīng)為交通擁擠控制提供有效的決策支持，能夠動態(tài)描述擁擠的發(fā)展態(tài)勢，而不能局限于擁擠產(chǎn)生后的表象描述。另一方面，在形成之初快速疏導(dǎo)交通

2、流，避免擁堵進一步惡化是交通擁擠管理與控制的主要目的，由于交通系統(tǒng)具有隨機性、時變性和非線性的特點，有效的擁擠控制策略必須實時地切合交通擁擠態(tài)勢的發(fā)展及消散過程，而不是被動適應(yīng)交通流的變化過程，這就要求交通擁擠控制模型具備動態(tài)適應(yīng)和主動控制的能力。由此，本文研究區(qū)域交通擁擠動態(tài)預(yù)警與主動式控制決策。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　首先，對交通狀態(tài)進行快速判別。由于信息采集手段和方式的多樣性，基礎(chǔ)交通信息呈現(xiàn)出多源、異質(zhì)的

3、特點。為克服單一信息源有可能導(dǎo)致的信息缺失、數(shù)據(jù)失真等問題，本文融合多源異質(zhì)信息對交通狀態(tài)進行實時判別。針對多源交通基礎(chǔ)信息具有模糊性和時變性的特點，引入直覺模糊集理論，建立直覺模糊信息一致性融合算法，建立交通狀態(tài)決策信息融合模型對交通狀態(tài)進行實時判別。創(chuàng)造性地提出利用雙隸屬度函數(shù)構(gòu)造直覺模糊數(shù)，以直覺模糊數(shù)中的隸屬度、非隸屬度構(gòu)造支持度函數(shù)，得出決策信息的一致性度量，決策信息的集成權(quán)重只依賴于決策信息之間的支持程度，權(quán)值隨決策信息的變

4、化而動態(tài)更新。
　　第二，對交通流參數(shù)進行預(yù)測。本文研究的是多源信息環(huán)境下交通流參數(shù)預(yù)測方法，具體包括交叉口排隊長度預(yù)測和短時交通流量預(yù)測。排隊長度是交通信號控制的重要決策變量，本文利用交通波理論，以浮動車實時回傳數(shù)據(jù)確定初始排隊長度，通過循環(huán)得出較準確的排隊長度預(yù)測結(jié)果，克服了初始排隊長度難以確定的問題。該方對固定配時控制，感應(yīng)控制，智能控制等均有良好的適應(yīng)性;短時交通流預(yù)測是根據(jù)實時的交通流運行數(shù)據(jù)和交通流向的空間關(guān)聯(lián)，對未來

5、交通流的發(fā)展進行研判。本文為了實現(xiàn)對交通流量的過程化預(yù)測，充分提煉和挖掘路網(wǎng)中交通流時空數(shù)據(jù)所蘊含的有效信息，真實反映交通流的時空運動特性，建立交通流運行時空模型，該模型包括道路網(wǎng)絡(luò)描述模型、流量分布描述模型、信號控制描述模型和駛?cè)腭偝隽饔嬎惴椒ǖ茸幽Ｐ?，直觀的描述了交通流運行機理和演化規(guī)律。
　　第三，對區(qū)域交通擁擠進行動態(tài)預(yù)警。為了適應(yīng)主動式管理需求，交通擁擠動態(tài)預(yù)警需要突破對交通狀態(tài)的靜態(tài)描述，能夠反映擁擠的動態(tài)發(fā)展態(tài)勢，本

6、文提出一種新的交通擁擠動態(tài)測度方法，交通運行可靠度對網(wǎng)絡(luò)交通狀態(tài)進行細致分析，以不同交通狀態(tài)下車輛車頭間距服從不同的概率分布為研究基礎(chǔ)，確定路段的運行可靠度建立區(qū)域交通擁擠概率評價模型，對擁擠區(qū)域、區(qū)域擁擠邊界、持續(xù)擁擠路段作快速識別，并制定相應(yīng)的預(yù)警策略。
　　第四，對交通擁擠進行主動式信號控制決策。本文運用知識表示與推理方法建立一種包含多種決策變量，多樣控制規(guī)則的開放式、自適應(yīng)擁擠控制模型。通過改進加權(quán)模糊petri網(wǎng)，提出自