兼顾管理者需求和用户可接受性的交通诱导系统MPC设计

针对交通诱导系统中可变信息标志(VMS)的控制策略设计,该文在宏观Metanet交通流模型的基础上,研究了VMS诱导控制信号对驾驶员路径选择行为的影响,建立了路网诱导控制的状态方程模型。在模型预测控制(MPC)框架下设计了VMS诱导控制策略,以优化路网所有车辆的总旅行时间和VMS切换性能为目标函数,通过对诱导控制变量引入用户可接受约束,有效兼顾了交通管理者对系统最优的控制需求和交通用户对VMS推荐路径的可接受性。最后设计了基于禁忌搜索的双层并行求解算法对MPC诱导策略进行求解,利用并行计算保证MPC控制的实时性要求。仿真结果表明,该文设计的诱导控制策略能缓解路网拥挤,提高路网通行能力,对系统随机扰动具有较好的抗干扰能力。与基于系统最优的诱导策略和基于用户均衡的诱导策略相比,该控制策略不仅能满足管理者的控制需求,而且能均衡路网车流分布,减少交通用户的延误时间,提高用户对交通诱导系统的满意度。     

突发事件交通网络VMS发布点优化

交通事故发生时路段因通行能力下降会产生拥堵,在事故路段上游合理布置可变情报板（Variable Message Sign,VMS）能有效疏导车流。研究了道路网络中VMS发布点的优化模型,分析了VMS在路网诱导中的转移率模型和VMS对于减少拥堵效用的计算方法;建立了路网中VMS发布点的优化模型,通过VMS信息发布点的优化减少出行时间;提出应用离散离子群算法求解优化模型;在虚拟路网中的数值实验表明,模型能有效减少总的出行时间,但是随着VMS数量的增加,出行时间的减少不明显。     

低温环境下赛区面向路网行人步行的VMS自适应信息发布策略

为了提高低温环境下赛区内行人的出行效率、降低行人出行安全风险,首先从信息干预的角度,通过建立路网VMS信息发布与客流拥挤状态间的互动反馈机制以及路网VMS信息发布布局动态优化模型,提出了一种基于客流实时响应的路网VMS(可变信息板)自适应信息发布策略;然后,针对该策略,提出了基于多智能体的场景仿真方法;最后,以某寒冷赛事赛区为例,对有无VMS信息发布策略下行人入场、散场场景进行仿真。结果表明,与无VMS信息发布策略下的行人出行相比,在该策略下短时出行客流占比有所增加,入场阶段个人平均行走时间节省约2.6%,道路最大拥挤度降低约20.45%;散场阶段个人平均行走时间节省约7.0%,道路最大拥挤度降低约10.51%。该研究可为赛区管理者调控客流、提高观赛体验等提供理论基础和数据支撑。     

诱导信息下驾驶员路径选择行为建模研究

为定量分析可变信息标志(VMS)对驾驶员路径选择行为的影响,采用SP调查进行调研,使用SPSS 20.0分析数据,建立了VMS诱导信息下驾驶员改变路径频率的有序多分类Logit模型。同时针对有重叠路段的路径选择,构建了考虑VMS显示状态的C-Logit模型。有序多分类Logit模型计算结果表明,影响驾驶员改变路径频率的主要影响因素为性别、学历、车辆类型、出行活动、VMS准确率。C-Logit模型计算结果表明,驾驶员对路径的理解时间与实际行驶时间存在较大差距,导致驾驶员选择路径比较集中,没能实现交通流在路网中的合理分配。     

群体诱导信息下驾驶员响应行为的辨识与建模

提出一种利用实测宏观交通数据定量分析群体诱导信息下驾驶员路径选择行为的新方法.利用上海市快速路监控中心和路由控制示范工程数据库的交通数据,重构可变信息标志(variable message sign,VMS)信息下的交通出行场景,分析VMS信息作用下驾驶员路径选择行为,建立了一个集计的群体诱导信息响应行为Probit模型.结果表明:驾驶员在VMS信息影响下的路径选择行为除了和信息内容有关外,还与时段、下匝道交通状态、拥挤可视性、有无协调分流等因素有关,可为主动式智能交通诱导系统的构建和信息发布策略的制定提供依据.     

基于仿真的可变导行信息有效性

为研究出行者在可变导行信息影响下的宏观行为规律,把出行者分为传统型、固定路径型、理性型、用户均衡型、系统最优型以及VMS(可变信息标志)型,基于VISSIM微观仿真器,利用COM接口开发了各类出行者的出行效益评价模型,最后以小型路网为例,针对VMS型用户进行可变导行信息的有效性评价。研究结果发现:基于仿真的模型可以对不同的可变导行信息进行有效性评价;相同交通需求下的有无对比表明,VMS的设置可以有效降低路网主要干道的行程时间,行程时间降低21%;不同交通需求下的有无对比表明,VMS信息可以提高路网的平均速度,路网平均速度提高约3.97%。     

基于先进交通信息的多目标多类用户降级路网双层优化

考虑先进的出行者信息系统(ATIS)与可变信息板(VMS)的共同影响,研究混合交通(普通交通与突增的应急交通)在降级路网中的随机均衡分配及路网的性能优化。利用应急交通可靠度和路段负效用2个目标定义广义路径费用,并基于VMS信息效用与路段广义费用设计了新的路径长度(path size,PS)属性公式,进而构造改进的路径长度logit(PSL)模型;建立以降级路段的最差容量利用系数为优化变量的多类用户多目标双层规划模型,其中,下层是基于PSL模型的混合交通随机用户均衡分配模型。利用应急交通的可靠度定义适应度函数,设计以进化算法为主体框架的优化算法,通过求解获得流量分布、ATIS占有率与服从率以及各项性能指标。研究结果表明:模型与算法是可行有效;相对于随机模拟,优化可以大幅度提升应急交通的可靠性,VMS能辅助ATIS以提升应急交通可靠性并降低全路网的总期望出行时间费用;需求增长对降级路网性能会产生较大影响,但VMS仍能在需求增长时有效优化系统性能。     

VMS诱导信息资源管理与发布支持系统

可变信息标志(variable message signs,VMS)作为交通诱导信息的主要发布方式,对城市交通管理起到重要作用。为了提供更合理有效的策略支持系统,在分析VMS发布信息数据资源的基础上,提出了基于历史经验数据的诱导策略发布流程与支持算法,通过将空间地理信息、既有诱导信息和交通流等数据相结合的信息处理技术,建立了VMS诱导信息数据资源管理与发布支持平台,可进行VMS信息、交通流数据和道路交通流相关性的统计分析,实现了包括VMS信息发布内容、时间和范围的策略生成功能。研究结果可作为城市交通信息服务和管理系统的基础组成部分,为城市交通诱导信息发布提供更为合理的策略支持。     

基于可变网元的离散路网设计模型与算法

对离散路网设计问题中新增道路带来原有路网单元结构与属性变化的影响进行分析,指出考虑这一影响后,Braess诡异出现的可能性大大增加.进而建立了基于可变网元的离散路网设计模型,采用路网生成算子来表征道路增减带来的路网单元结构的变化,设计了路网生成算子的算法流程.最后给出了求解离散路网设计模型的模拟退火遗传算法,并给出了算法实例.     

VMS影响下快速路驾驶员路径选择行为分析

可变情报板(Variable Message Signs,VMS)已成为城市快速路上驾驶员获得实时交通信息的一个重要手段。为了深入了解VMS对快速路驾驶员路径选择行为的影响,结合车牌识别数据进行了相关分析。研究结果表明,快速路驾驶员路径选择行为与VMS实时诱导之间存在明显的反馈调节关联,而且VMS路径选择行为的影响效果十分显著,可以一定程度上优化快速路网的交通流分配。     

城市快速路最优交通控制

应用非线性最优控制方法,对含有多起点多讫点的快速路进行了建模.使用二阶宏观交通流模型,其通过路径诱导的可变信息标志来实现.控制过程是动态、非线性及离散的最优控制过程并提出了改进梯度算法.仿真实例论证所提方法有效.     

基于信息熵的城市道路可变信息板布点方法

针对城市道路环境下可变信息板单点选址与设计问题,对交通标志视认过程进行了分析,从可变信息板视认时间与布设环境两个方面对现有布设方法进行了改进.通过引入可变信息板信息量-视认时间模型,建立了城市环境下可变信息板前置距离模型和最小字体模型.该模型可以确保驾驶员有充分的时间接受可变信息板发布的诱导信息,并在接受信息后有充分的反应距离.此外,还给出建成可变信息板的评价方法和可变信息板前置距离与字体高度的推荐值.     

PC DBASE Ⅲ-VAX Rab/VMS库结构转换

由DBASE数据库结构文件自动生成VAX Rab/VMS数据库定义,是 VAX Rab/VMS数据库应用中的一个重要问题,对实现PC-VAX机之间的资源共享具有重要意义.本文上要阐明和解决 DBASE N-VAX Rab/VMS数据库定义接口软件的有关问题.这种接回软件为VAX Rab/VMS数据库定义提供了新的简便方法,同时也为PC到VAX数据库转换提供了有关信息.1 设计思想CCDOS和VAX/VMS/VMS两利,操作系统,均支持 BASIC,FORTRAN,COBOL,PASCAL等高级程序设计语言,支持各自的数据库管理系统,通过数据库管理系统语言实现对数据库的操作.这是设计接口软件的基本原理,如图1所示.     

基于模拟退火算法的最优控制问题全局优化

参数化后的最优控制问题是一类高维非光滑非线性约束优化问题,传统的非线性规划算法求解时存在着收敛性差、局部收敛等问题。针对上述问题,该文采用多重参数化方法处理最优控制问题,非可微精确罚函数方法处理约束条件,引入了具有良好全局收敛性的模拟退火算法求解参数化后的最优控制问题。典型的时间最优和燃料最优控制问题的求解结果表明：模拟退火算法有着可靠的全局收敛性,优于遗传算法以及序列二次规划等经典优化算法。     

高效计算时间最优轨迹的牛顿-共轭梯度增广拉格朗日方法

基于牛顿-共轭梯度(Newton-CG)增广拉格朗日算法, 给出了一种计算机数控(CNC)系统时间最优轨迹规划问题的高效求解方法. 通过非线性变量代换, 时间最优轨迹规划问题被表述为一个固定时间域的凸最优控制问题. 基于扩展极大值原理, 证明了弦误差与分轴加速度约束的时间最优轨迹具有bang-bang的约束结构. 基于控制向量参数化方法, 问题被转化为具有无穷维约束的半无穷规划问题. 通过构造拉格朗日函数, 约束优化问题转化为一系列无约束问题. 由于问题凸性, 故迭代求解采用高效的线搜索Newton-CG方法. 通过求解给定测试路径的时间最优轨迹规划问题, 验证了所提方法的有效性.     

监控参照模式与VAX／VMS系统保安结构

系统保安是计算机科学研究中重要的领域，监控参照模式被公认为是一良好的系统保安结构模式，并被广泛应用于很多著名的操作系统中，如ＶＭＳ和ＵＮＩＸ均采用这一模式￣［１］。但是，这一模式在各系统中的实现却不尽相同。本文剖析了其在ＶＭＳ操作系统中的实现，从结构上对ＶＡＸ／ＶＭＳ系统保安进行了分析。     

一种Rdb/VMS数据库通用数据装载工具

本文提出并实现了一种在VAX机环境下的Rdb/VMS数据库通用数据装载工具,讨论了设计思想与实现技术.实践表明,它能自动生成任一Rbd/VMS数据库中任一用户关系的数据装载程序,具有实用性和通用性.     

最优控制在汽车操纵逆动力学的应用

提出了一种最优控制理论在汽车操纵逆动力学应用的研究方法.该方法基于最优控制理论,运用改进的直接多重打靶非线性规划方法求解方向盘转矩输入.通过仅假设出节点处的控制变量值,将最优控制问题转化为非线性规划问题,运用序列二次规划方法对转化后的非线性规划问题进行求解.利用该方法仿真出了两类车跟踪同一路径的结果.结果表明,该方法能够使汽车很好地跟踪所希望的路径,而且该方法在求解最优控制问题时更方便,收敛更快.     

不完全信息下的最优保费控制问题研究

以完全信息下最优保费控制问题为基础,应用最大值原理和卡尔曼滤波理论研究了一类部分信息下最优保费控制问题,获得了最优保费策略.不完全信息下和完全信息下的最优保费策略具有相同的结构.