高速公路入口匝道控制与仿真

给出模糊控制在高速公路入口匝道调节中的应用,并比较了定时控制与模糊控制的计算机仿真结果。仿真结果表明模糊控制策略在行程时间和总服务流量等性能指标上优于定向控制。     

高速公路匝道入口处冲突点仿真研究

针对近年来高速公路匝道入口车辆与直行车辆冲突点而造成的交通事故愈加频繁的情况,通过采取在冲突点前方设置智能车道诱导屏并结合地面变道标识的方式,诱导直行车辆空出最外侧单车道,设定限制行驶区间,供入流车辆进入高速公路,直接消除了冲突点隐患,提高了车辆的通行效率.以滨博高速博山收费站入口匝道为例,通过TransModeler仿真验证了该方法的有效性.     

路段拥挤条件下的高速公路匝道协调控制方法

为了提高主线路段拥挤条件下匝道启发式控制方法的有效性,提出了一种改进的Bottle-neck控制方法,以获得平稳的控制过程和缩短的调节时间.首先,依据拥挤持续时间内交通流波阵面向上游移动的距离,应用Greenshields模型确定交通拥挤的影响范围.其次,根据高速公路匝道桩号及拥挤的影响范围,确定用于协调控制的匝道数;并将密度作为控制变量,准确描述路段拥挤下的交通状况.最后,通过对局部调节率和协调调节率进行优化,克服了Bottleneck控制方法超调量过大、调节时间过长的缺陷.基于宁杭高速实测数据的仿真结果表明,改进的Bottle-neck控制方法能够使调节时间减少70%,超调量减小75%.     

高速公路入口匝道的模糊逻辑控制

利用模糊逻辑控制器实时地调节高速公路入口匝道,该控制器由模糊规则库,模糊生成器,模糊消除器等组成,控制器的输入量来自入口匝道以及上下游的检测器,输出是入口匝道的调节率。     

高速公路入口匝道无模型控制研究

高速公路交通系统是具有非线性、随机性、时变性等特性的复杂系统,用传统的数学模型很难准确地描述,因此依赖数学模型的交通流控制存在很大的局限性.建立了一个包含神经网络的无模型高速公路交通流匝道控制系统,这里以入口匝道的放行率(即控制变量)作为神经网络输出,并给出了神经网络的结构和详细的训练算法,其中训练算法采用了SPSA方法.仿真结果表明,该方法能有效地对高速公路入口匝道实施控制,且比一般的神经网络模型具有更强的在线控制能力.     

基于模糊算法的高速公路匝道控制方法

针对高速公路交通拥挤和堵塞问题，提出用模糊控制的方法，在拥挤和堵塞形成之前控制匝道的入口流量，避免交通拥挤和堵塞的形成。分析了交通流的构成和自然条件对交通的影响，然后设计出匝道模糊控制的基本结构，并给出了确定交通状态参数的模糊算法。     

SWARM 算法在高速公路入口匝道控制中的应用

交通运输业是国民经济中具有全局性和先导性的基础产业.高速公路作为现代化交通基础设施,以其通行能力大、行车速度高的显著特点,成为适应现代产业发展需要的骨干运输方式和重要通道.高速公路的交通控制是高速公路完善程度的重要标志,入口匝道控制则是高速公路控制系统的重要内容,本文介绍了高速公路入口匝道控制系统,包括入口匝道控制的基本原理和典型的控制方法, 并给出了高速公路入口匝道控制系统结构图.SWARM算法在高速公路入口匝道控制中的应用,它以高速公路主线交通流为控制对象,以入口流量为系统的输入控制量,通过计算匝道上游交通需求与下游道路容量差额来寻求最佳匝道入口流量控制,从而使高速公路本身交通需求不超过它的容量,使高速公路主线交通流处于最佳状态.     

基于神经网络预测模型的高速公路递阶控制

利用递阶结构和神经网络来进行高速公路入口匝道控制，其基本思想是：把高速公路作为一个大系统问题，子系统为高速公路的路段，协调控制层负责计算各路段的期望轨线，应用神经网络对各路段交通状态进行预测，并根据预测结果实施控制。给出了控制器的构造方法并进行了仿真实验，实验结果表明，该方法能够有效地消除交通拥挤和维持主线车流稳定。     

城市快速路入口匝道控制仿真分析

以深圳春风路高架快速路为例,对不同交通需求水平情况下定时、Alinea、Flow 3种常用入口匝道控制算法的实施效果进行了仿真分析,并详述了各种算法的参数取值.仿真结果表明,入口匝道控制在交通需求高到一定程度的情况下能有效发挥改善主线交通的作用.Alinea和Flow算法总体优于定时控制,但也显著增加了匝道的延误和排队长度.当交通瓶颈与上游2个入口匝道均密切相关时,Flow算法控制效果优于Alinea算法.最后,对在Alinea,Flow算法中引入匝道排队调节的情况进行了仿真分析,结果表明排队检测器离匝道入口的距离是平衡主线拥挤和匝道排队的关键因素.     

结合部区域入口匝道协调控制模型

针对进出城市的高速公路与关联城市快速路(简称结合部区域)交通拥堵日益恶化的现象,以结合部区域为研究对象,从结合部区域的匝道控制影响因素分析入手,建立了一种适用于结合部区域的单点入口控制模型和多入口匝道协调控制模型,以京津塘高速公路与北京市三环、四环的结合部区域为例,以实地调研及交通流检测数据为基础,通过仿真验证其有效性,为匝道协调控制实际应用提供理论方法.     

高速公路多路段的模糊逻辑协调控制

采用递阶结构和模糊控制来解决高速公路多路段的协调控制问题.建立了宏观交通流有限差分模型,然后结合交通系统的特点提出一种多层控制结构,把高速公路的控制问题分为适应层、协调层和直接控制层,直接控制层采用模糊控制决定各匝道的调节率,协调层为直接控制层确定期望密度,适应层根据实时检测到的交通状况选择模型和调整模型参数.仿真结果表明,模糊逻辑协调控制具有良好的动态和稳态性能,该方法能够有效地消除交通拥挤,维持主线车流稳定.     

客货分离式高速公路主线与匝道协同控制算法研究

为保障高速公路的高效运行,提出适用于客货分离式高速公路主线与匝道协同控制算法.选取被广泛应用的ALINEA模型作为匝道控制的基本模型,再依据高速公路主线上下游交通流的变化进行入口匝道调节,确保入口匝道下游主线的占有率接近期望占有率,使高速公路主线在接近最大交通容量时充分考虑主线上游交通量对匝道调节率的影响,从而实现主线与匝道协同控制.利用Vissim软件进行仿真,结果表明,在运行效率方面,采用协同控制策略的客货分离形式高速公路优于传统ALINEA控制策略的客货分离式高速公路,远优于客货混行、无控制策略的高速公路.     

基于多智能体深度强化学习的高速公路可变限速协同控制方法

面向高速公路多路段可变限速协同控制需求,针对高维参数空间高效训练寻优难题,提出了应用多智能体深度确定性策略梯度（MADDPG）算法的高速公路可变限速协同控制方法。区别于既有研究的单个智能体深度确定性策略梯度（DDPG）算法,MADDPG将每个管控单元抽象为具备Actor-Critic强化学习架构的智能体,在算法训练过程中共享各智能体的状态、动作信息,使得各智能体具备推测其余智能体控制策略的能力,进而实现多路段协同控制。基于开源仿真软件SUMO,在高速公路典型拥堵场景对提出的控制方法开展管控效果验证。实验结果表明,提出的MADDPG算法降低了拥堵持续时间和路段运行速度标准差,分别减少69.23 %、47.96 %,可显著提高交通效率与安全。对比单智能体DDPG算法,MADDPG可节约50 %的训练时间并提高7.44 %的累计回报值,多智能体算法可提升协同控制策略的优化效率。进一步,为验证智能体间共享信息的必要性,将MADDPG与独立多智能体DDPG（IDDPG）算法进行对比：相较于IDDPG,MADDPG可使拥堵持续时间、速度标准差均值的改善提升11.65 %、19.00 %。     

复杂电力系统分散协调最优控制的仿真研究

介绍复杂电力系统分散协调最优控制的建模方法，通过求解Levine-Athans方程组得到最优反馈系数。对一典型多机电力系统进行该控制下的励磁调节反馈系数优化计算。根据所得到的计算结果，采用PSASP6．2的用户自定义功能对控制规律建模及仿真研究。     

基于PID神经网络的快速路入口匝道控制

鉴于神经网络具有良好的非线性特性,学习能力以及自适应能力,本文将神经网络控制与快速路入口匝道控制结合起来,提出了一种基于PID神经网络的入口匝道的协调控制方法。仿真结果表明,较之于ALINEA控制,该方法能更好地稳定快速路的主线交通流密度。     

典型入口匝道控制方法浅析

高速公路交通量的增加使得交通拥堵日趋严重,改善此问题的办法有很多,入口匝道控制是目前最广泛的一种方法,介绍了目前几种比较典型的高速公路入口匝道控制算法以及这几种方法的比较和改进,以促进控制算法的发展.     

高速路入口匝道的模糊神经网络自适应协调控制

为了实现高速公路多路段入口匝道的协调控制,提出了一种基于模糊神经网络的自适应协调控制方法.该方法首先利用模糊规则实现了相邻路段间交通状态的协调,并对匝道排队进行调节,使其不超过最大排队长度.然后,在神经网络权值优化过程中,采用遗传算法对隶属度函数进行优化,避免算法收敛于局部最优解.该方法具有不依赖于系统的精确模型、控制算法能自适应外界变化、可实现多路段间协调控制等优点.仿真结果表明,该方法对3个路段的高速公路入口匝道能够较好地实现自适应协调控制;与经典的ALINEA方法相比,优化速度更快,在抑制交通密度波动和排队长度增长方面效果更好,对道路容量的利用也更加充分.     

考虑环境效益的城市快速路匝道协调控制

针对城市机动车尾气污染严重的问题,提出一种考虑环境效益的城市快速路入口匝道协调控制策略.以城市快速路宏观交通流模型为基础,将宏观交通变量转化为微观变量,然后采用微观排放模型计算尾气排放量.在模型预测控制的框架下,综合交通效率和环境效益指标,建立非线性动态优化控制命题,并基于极小值原理进行求解.在多匝道快速路网的仿真结果表明,该策略在兼顾交通通行效率的同时能有效减少机动车尾气CO,HC排放,燃油消耗也显著减少,只有NOx因平均车速的提高略有增加.     

基于自抗扰控制技术的单元机组协调系统

针对单元机组协调系统具有多变量强耦合、非线性及参数时变的特性,提出了基于自抗扰控制技术的单元机组协调系统控制方案.其主要特点是把每个通道的耦合环节看成该通道的外扰,通过自抗扰控制器中的扩张状态观测器对总扰动进行估计,并在控制信号中加以补偿,从而实现了单元机组的解耦控制.通过对一个通用的非线性协调系统模型的仿真研究,表明了该方案具有较好的解耦效果、较快的响应速度和较强的抗干扰能力.     

高速公路工程造价控制敏感性因素分析

以河南省某高速公路工程决算资料为依托,根据高速公路工程项目工程量清单计价模式的特点对构成其工程造价的主要费用进行分析,找出影响高速公路工程造价的敏感性因素,为今后有关部门控制高速公路工程造价提供有效的参考意见.