基于混沌的道路連續(xù)交通流主線控制研究.pdf

1、保證交通安全、提高道路通行能力是交通控制與管理的基本目標(biāo)與出發(fā)點(diǎn)，對(duì)高速公路、城市快速路等具有連續(xù)交通流特點(diǎn)的道路，其主線控制的策略有速度限制、封閉車道、可逆車道等，但不涉及到混沌。而從非線性科學(xué)、混沌控制的角度出發(fā)研究連續(xù)交通流主線控制是一項(xiàng)非常有意義的前沿工作，其基本原理是從控制混沌的角度出發(fā)來(lái)達(dá)到保證交通安全、避免交通擁堵從而實(shí)現(xiàn)提高道路通行能力的目的。本研究以連續(xù)交通流道路為研究對(duì)象，采用相空間壓縮思想，以可變速度限制為其策略，

2、設(shè)計(jì)道路連續(xù)交通流主線智能混沌控制器。本論文的主要工作可概括為以下幾方面：
　　1、研究道路連續(xù)交通流主線可變速度限制的機(jī)理。采用對(duì)稱式雙車道元胞自動(dòng)機(jī)模型仿真“不包含出入口匝道的具有連續(xù)流特點(diǎn)的一主線區(qū)段”，對(duì)連續(xù)交通流的非線性現(xiàn)象進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)施加不同速度限制的效果進(jìn)行討論，得到“動(dòng)態(tài)速度控制在一定條件下使用可達(dá)到保證交通安全、避免交通擁堵、提高道路通行能力的目的；并且存在最優(yōu)速度上限值”。
　　2、提出道路連續(xù)交通流

3、主線混沌控制原理。采用相空間壓縮思想，即限制系統(tǒng)中的參數(shù)、變量取值的上限或（和）下限，以達(dá)到控制混沌的目的，以可變速度限制為其策略，提出道路連續(xù)交通流主線混沌控制原理。
　　3、研究道路連續(xù)交通流主線混沌模糊控制方法。建立了基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的道路連續(xù)交通流主線混沌控制器知識(shí)庫(kù)，設(shè)計(jì)了道路連續(xù)交通流主線Mamdani型模糊混沌控制器?？刂破鲗⑾到y(tǒng)從不穩(wěn)定周期軌道轉(zhuǎn)化為周期軌道作為控制目標(biāo)，以密度、上游車流量和最大李亞普諾夫指數(shù)作為輸

4、入，主線速度上限作為輸出，并采用遺傳算法對(duì)控制器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)對(duì)“不包含出入口匝道的具有連續(xù)流特點(diǎn)的高速公路的一主線區(qū)段”進(jìn)行仿真試驗(yàn)，證明了本研究提出的混沌控制方法的有效性。
　　4、研究基于減法聚類的道路連續(xù)交通流主線混沌模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法。設(shè)計(jì)包含知識(shí)庫(kù)在內(nèi)以密度、上游車流量和最大李亞普諾夫指數(shù)作為輸入、主線速度上限作為輸出的T-S模糊混沌控制器。采用減法聚類方法進(jìn)行模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)混沌控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即確定混沌控制器模糊