[00389472]分布式动态智能交通控制策略及嵌入式信号控制器关键技术研究

技术原理及指标: 技术原理: 1)分析以兰州市为代表的非均衡路网的交通特征； 2)基于分布式混合系统的建模方案； 3)基于MARKOV模型的非均衡流量交叉口模糊自适应控制； 4)基于组合控制分布式多状态动态切换智能交通控制策略 5)基于ARM的嵌入式智能交通控制器设计 指标: 1)对研究智能交通信号控制器的基础理论将取得丰富的成果，给出智能交通信号控制系统的建模方式及多种方法步骤，智能控制算法，仿真实验方法。2)建立区域交通信号控制的分布式动态控制构架软硬件模型。提出系统可靠性、稳定性分析模型，给出分布式动态控制重构能力的定量描述方法。技术创新和贡献: 1）在交通信号控制系统中，基于混合系统建模，通过控制重分配实现重构，无需调整基本的控制规律，对具有离散/连续混合控制的路网关键节点控制系统，在一个统一的系统构架和控制目标内分析离散/连续控制特性，优化系统模型，并进行了准确的数学描述。 2）以Lyapunov理论为基础，结合现代数学分析工具及计算机仿真验证手段，使系统在有限时间内实现稳定，确保控制重构过程在有限时间内收敛。 3）在参数分析、模型修正层，对不同节点特征由特殊性归纳一般性，采用随机过程Markov链概率计算和最小二乘估计算法研究系统参数估计算法，对模型进行修正。 4）利用Markov模型实现了对多相位短时交通流的预测，并根据交通量预测数据，建立了交叉口预测模型，实现了交叉口自适应控制。 5）采用SOM神经网络对交叉口的交通状态进行了聚类识别，可以有效识别交叉口交通流变化，确定交叉口的交通状态。利用组合控制思想，根据路口的交通状态，动态地选择控制策略，实现策略自主切换。 6）改进混沌遗传算法提高了搜索效率，性能优于标准遗传算法和混沌遗传算法，在交叉口信号优化控制中取得较好的效果。 7）研制的嵌入式智能交通控制器具有高效的处理能力，很好地适应了交通流变化，为兰州市地方政府道路交通控制设备的升级改造提供了有力的支撑，促进甘肃地方经济发展，使学科科研服务于地方。技术的成熟度、适用范围和安全性: 该项目通过对分布式动态智能交通控制策略及嵌入式信号控制器关键技术的研究，取得了一定的研究成果，为兰州市地方政府道路交通控制与管理策略提供科学决策与理论支撑。传统的定时控制已经很难满足日益复杂的道路交通的需求，而且现有的交通设备已很难适应交通流的实时变化。该课题先进的研究成果可广泛用于兰州市交通设施的升级改造，自主研发的嵌入式智能交通信号控制器可用于取代落后、老旧的交通设施，建立全方位考虑路况、车辆及交通参与者的综合智能交通系统。应用情况及存在问题:由于研究中理论水平和条件制约，尚存在很多不足，有待于深入研究的问题包括： 1)当路口处于饱和交通状态时，组合模糊控制的控制效果不理想，难以满足高峰时段的交通状态信号控制的需求，还需进一步研究饱和交通状态下的交叉口信号控制。 2)为了问题的简化，研究未考虑交叉口中的行人流等混合交通流的问题，这与实际的交叉口状况不同，还需进一步研究在混合交通流下交叉口信号优化控制的问题。 3)课题对典型路口的四相位交通信号展开了研究分析，未研究特殊复杂相位的交通信号优化控制问题，在未来的研究中，可对特殊的非典型四相位交叉口展开研究分析。