拥堵交通网络能耗节约边界信号优化方法

为了缓解宏观交通网络拥堵区的拥堵状况并降低机动车燃油消耗,首先依据路网状态划分的宏观基本图控制子区,建立了拥堵区边界车流平衡方程.其次将路网分为交叉口和路段两类,根据宏观基本图参数建立了网络能耗估计模型.再次以宏观路网出行车辆完成率最高同时能耗最低建立了能耗节约拥堵区边界双目标优化控制模型.最后以实际城市道路网络为测试对象,通过比较无区域边界控制、拥堵区入口Bang-Bang边界控制和本文提出的双目标优化控制方案,仿真结果表明:1)在高峰时段,双目标优化控制方法路网疏散能力比无区域边界控制、Bang-Bang控制分别提高20.14%、2.1%,同时机动车燃油消耗分别降低43.14%、24.48%;2)本文提出的双目标优化控制方法可有效改善拥堵区内外交通密度的均衡性;3)宏观路网拥堵区的边界控制可有效降低高峰期间拥堵区的拥塞程度,提高整个路网的疏散能力.     

城市道路网络交通状态时空演化量化分析

为了使对城市道路网络交通状态的分析不至陷入交叉口或路段内部的交通状态分析,需从中观或宏观的角度去分析交通状态.本文在探讨路网状态特征参数的基础上,定义了"路段拥挤度"指标,通过建立城市交通网络模型,并基于浮动车(GPS)采集数据设计了路网交通拥堵时空演化量化分析的流程,采用"路段拥堵持续时间""区域行程时间延误"区域拥堵路段数量"三个时空参数对路网交通拥堵状态的时空演化进行了量化研究.最后结合上海市浮动车数据与实际交通网络,得出了交通拥堵的延误时间和空间范围与拥堵程度大小的关系等结论.     

基于智能算法的多水源泵站在线优化控制技术

在供水系统实际运行过程中,调度人员往往根据实际需求,在当前水泵运行状态的基础上开启或关闭一台水泵,以调节管网中的压力和流量.人工经验的调度方式难以充分反映并结合管网中压力、流量的变化及实际需求,进而及时作出科学决策.针对此问题,提出了多水源泵站在线优化控制技术,建立了基于直接优化调度方法的在线优化控制模型,采用智能优化算法进行了求解,并确立了四项方案评价指标对在线优化控制方案进行评价.将所建立的模型,应用于南方城市供水系统在线优化控制中,验证了其实用性,并编制了相应的计算程序软件.     

具有弱通讯的多智能体分布式自适应协同跟踪控制

针对具有弱通讯的高阶严反馈非线性多智能体系统,提出一种新颖的分布式自适应反演控制方法,并研究了该系统的协同跟踪控制问题。首先,以5个智能体作为被控对象,其中一个智能体以分布式结构组成“领航者-跟随者”编队模式,并且将领航者的运动速度作为整个编队系统的前行速度,其余智能体作为跟随者跟随领航者编队运动。其次,采用自适应反演方法,对系统中由于弱通讯导致的不确定参数进行自适应估计,并对系统设计补偿追踪控制律,使系统中的智能体能够实现自主跟踪时变的参考轨迹,最终以最优的轨迹避开障碍物,并保持期望队形运动。接着,根据Lyapunov稳定性理论,证明了所提方法的有效性。最后,通过仿真对比表明,所提方法能够使多智能体系统的横向、纵向跟踪误差以及参考轨迹的相对误差均实现快速收敛,并在跟踪过程中保持该系统渐近稳定。     

饱和路网中动态交通分配与路口控制一体化建模研究

基于对动态交通分配和网络信号控制相互作用的研究,以饱和交通网络为研究对象,建立了动态交通分配和信号控制的一体化双层优化模型。在上层模型中考虑系统最优,进行信号策略的优化,在下层模型中反映用户最优,实施交通网络流的配置。模型中考虑了车辆的实际长度,研究了饱和网络中因为流量饱和而导致的路口排队现象及其对路段费用的影响。最后用实例仿真说明了饱和网络一体化研究的必要性和一体化模型的有效性。     

基于多智能体的分布式交通信号协调控制方法

通过建立交通信号控制智能体BDI模型,提出了一种基于多智能体的分布式交通信号协调控制方法.通过相邻路口信号控制智能体的信息交互和协调,在确保路口绿灯时间利用率较高的前提下,尽量使相邻路口驶来的车队不停车地通过路口.编制交通控制微观仿真软件,在一个由8个路口组成的交通网络中对多种信号控制方式进行仿真实验,实验结果表明这种新控制方法的控制效果明显优于传统的定时控制和感应控制方式.     

中央空调水系统传感器在线故障诊断研究

针对中央空调冷媒水系统中的温度传感器，本文提出了一种基于数理统计的在线故障诊断方法，以实现在线检测并修正传感器的突发漂移故障。首先建立控制体的能量守恒方程式，然后利用其残差值判断是否出现传感器漂移故障，根据残差方程的数字特征运用数理统计的方法建立诊断方程组，通过采集有效的系统运行数据求解诊断方程组以修正传感器的故障。该方法在已经建立的中央空调水系统仿真器上进行了验证，结果表明它能够较快地解决传感器突发漂移故障，将其嵌入到楼宇智能控制系统中将使系统更可靠，更智能。     

基于NS2的无线传感器交通监控网络仿真

随着无线传感器网络技术不断发展,其应用日益广泛,智能交通便是其重要应用领域之一。针对高速公路交通监控的迫切需求,构建了基于无线传感器网络的高速公路智能交通监控系统。但该系统中一些重要参数及其性能在物理环境下往往难于测量和评估,为解决这一难题,建立了无线传感器交通监控网络仿真模型。此外,扩展了NS2功能,使其支持无线传感器网络仿真。并在该环境下对所建模型进行了验证,对其重要参数如网络节点能量消耗、网络密度、数据率等进行了仿真分析。从而实现了系统模型和参数的调整和优化,进一步验证了系统的可行性。     

交通信息对交通行为的影响和信息发布策略研究的一个新模型

本文在含两条并行路径的网络中建立了一个描述出行者对日常交通信息进行修正和路径选择的双层规划模型,该模型被转化成动态规划模型并分析其最优解.研究表明,存在一个最优的信息发布策略,使流量分布逐渐逼近系统最优.算例结果验证了理论模型的结论.     

区分车辆起讫信息的拥挤道路使用收费模型

拥挤道路使用收费被视为缓解城市交通拥堵的有效手段之一.本文发展了一个区分车辆起讫点信息的路段收费模型,并将其与边际社会成本收费、一般路段收费和路径收费模型进行了严格比较.四种收费方式均能实现系统最优的路段流量分布,且收费收益只与OD需求及收费用户均衡时的最小路径费用相关.边际社会成本收费方式产生的网络总收费最高,一般路段收费方式次之,然后是本文提出的收费策略,路径收费方式产生的总收费最小.一般路段收费可匿名实施,路径收费需要获取出行者完整的路径信息,本文提出的收费策略只需获取出行者的起讫点信息.在一个多OD对交通网络上完成的数值计算验证了理论结果.     

最优信号控制条件下城市交通离散网络设计问题的备用能力模型

将备用能力的概念与城市交通离散网络设计问题结合在一起,一方面通过对路口的信号进行最佳设置使交通网络可以容纳最大的交通需求量;另一方面,通过在交通网络中添加新的路段来提高整个交通网络的通行能力.给出了最优信号控制条件下城市交通离散网络设计问题备用能力的优化模型及其启发式求解算法.最后,通过一个简单的算例,说明该算法是可行并且有效的.     

复杂系统变迁分析力学的交叉集成变量及微分方程

对于包括质量、能量、信息以及知识和智能等资源的复杂系统，给出三个可分别称为“资源集成结点”“集成配置结点”和“智能组织结点”的新型基本模型，并将它们归结为一个可称为“交叉集成结点”的基本模型，以便对各种不同类型的资源和组份进行统一度量。在此基础上，在用于分析配置结点（或组织结点）确定性运动的分析力学相空间和用于分析资源结点（或配置结点）随机性分布运动的统计力学相空间之间，引入用于对复杂系统的整体运动、自身发展和总体变迁进行交叉研究的集成相空间，最后探讨建立复杂系统的变迁过程交叉案成动力学基本函数和方程。     

二阶多智能体系统的一致性分析

研究了二阶连续多智能体系统的一致性问题,其中每个智能体能够实时获得自己的速度信息,但是只能在一些离散时刻上获得自己和邻居的相对位置信息。在给定的控制输入下,建立了一致性成立的充要条件,并将该理论结果应用到多机器人编队控制问题中。提供的数值仿真进一步验证了理论结果的有效性。     

机器人焊接柔性制造系统的多智能体协调控制

提出了利用分布式的多智能体协调控制技术实现对焊接柔性制造系统进行控制的思想。通过对集成多机器人和多传感器的焊接柔性制造系统进行焊接生产任务执行过程的分析,提出了针对焊接柔性制造系统的多智能体控制系统结构。最后利用JADE多智能体系统开发平台建立了一个多智能体控制系统,并通过实验验证了该系统的有效性及合理性。     

基于拥堵控制的轴辐式快递主干网规划

根据快递运输主干网的设计特性,建立具有拥堵控制、考虑OD货运流配送时间限制的轴辐式快递运输主干网设计数学模型。根据模型特点设计组合优化版本全局人工鱼群算法(CO_GAFSA)求解该模型,并通过实验确定算法参数。算法将模型中的运输时间和枢纽点容量两个强约束纳入适应度函数进行处理,降低算法计算复杂度。为了检验算法的效率与适用性,采用CAB测试算例,将文中的算法与CPLEX软件求解结果进行比较,验证了模型与CO_GAFSA算法的有效性。最后,实验通过比较引入拥堵控制前后各枢纽点的利用率方差来评价模型的拥堵控制效果。     

基于粗糙集的工控界面多智能体系统模型研究

在工控界面多智能体系统中引入粗糙集的概念，尝试建立一种集知识表达和运算于一体的Agent数字化模型。丈中运用粗糙集在知识分类上的优势，从Agent的静态和动态属性入手，划分基本等价类。从而建立能描述各个Agent和整个MAS（多Agent系统）特点的知识表达系统模型，并对该表达系统进行数字化和归一化处理，使其能方便的在计算机中表达、推理和计算，并为MAS中各Agent间的协作奠定了基础。     

动态控制元结构的建模及其在StateFlow环境下的仿真

针对我们提出的动态控制元结构新理念,进行层次组合和并列结构扩展,并论证扩展后的系统的控制特性,从而使得所构建的整个系统能同时满足功能需求和控制需求。在上述设计思想基础上,以瓷砖分布式制造作为系统原型,选取设备单元为动态控制元结构,构建了整个系统,并用Matlab/stateflow对整个系统构建和运行全过程进行仿真,仿真结果验证了该理念的正确性和可行性。     

网络结点流量控制的非线性模型分析

针对网络中海量数据传输的网络拥塞控制问题,对网络流量稳定性控制的非线性模型进行了分析和模拟。结合网络中产生拥塞的原因(控制信息与数据沿同一链路传输且具有相同的时延,而每一个用户都试图最大限度地利用网络),给出了利用TurboC模拟不同带宽利用率、不同工具函数、不同经验因子情况下的网络传输情况。验证了模型的科学性、问题所在及建立脱离网络拓扑和网络协议的通用结点流量控制模型的可行性。     

一种DSM系统中主控结点的设计与实现

介绍了一种适应雷达信号处理的DSM系统的核心控制者(主控结点)的设计与实现。基于PentiumⅡ300工业级单板计算机的主控结点为操作系统的引入提供了硬件平台，提高了系统的可编程性、可扩展性。主控结点建立结点映射表的机制提高了系统的可重构性、可扩展性。主控结点利用基于PCI总线的控制芯片实现它与系统总线间的通信，从而提高了指令传输速率，满足了雷达信号处理实时性的要求。     

控制与诱导结合中带时窗限制的动态配流模型

交通控制与诱导的集成一体化代表了现代交通管理的发展方向,而动态交通分配及其相关问题的研究是控制与诱导集成的重要理论基础.在现有研究成果的基础上,综合考虑了道路最大通行能力对交通配流策略的影响,从用户到达的时间要求和控制约束两方面考察了交通流到达目的地的时间限制,以系统最优的思想,建立了一种控制诱导相结合的有到达时间限制的动态配流模型,并且利用遗传算法对离散化后的模型进行了求解.模型中的时窗限制是作为已知条件来考虑的,通过对交通流的控制和诱导从而使系统达到最优.最后给出了一个具体交通网络实例,从而验证所提出的模型及算法的有效性和可行性.