恶劣气象条件下高速公路匝道控制的神经网络方法

针对各种恶劣气象条件下高速公路交通流的控制问题,利用Markos Papageorgiou的高速公路交通流模型对各种气象条件进行分析,使用神经网络建立一种适合各种气象条件的匝道交通流数学模型,有效地控制恶劣气象条件下的高速公路交通事故．利用BP神经网络仿真,分析该模型的收敛速度,并辨识其中的参数,为在恶劣气象条件下控制高速公路的交通流奠定理论基础．     

恶劣气象条件下高速公路NN控制系统的研究

各种恶劣气象条件下的高速公路的交通流控制是目前急需要解决的重要问题。就此问题,利用Markos Papageorgiou的高速公路交通流模型对各种气象条件进行分析,使用神经网络方法,建立了一套适合各种气象条件的交通流模型和匝道入口控制系统,有效地控制恶劣气象条件下的高速公路交通事故。其次,利用BP神经网络的算法进行了仿真,对其中的参数进行辩识。仿真的结果与实际情况能很好地吻合,为在恶劣气象条件下控制高速公路的交通流奠定了理论和实践基础。     

高速公路RBF神经网络限速控制

针对高速公路限速控制是一个非线性时变系统、难以用数学模型准确建模这一特点,提出了RBF神经网络控制方法。阐述了RBF神经网络的结构和训练方法,根据高速公路主线上车辆数目以及路面状况、气象条件等信息,建立交通流速度控制RBF神经网络模型,并进行了仿真研究。该网络学习速度快、自适应强,泛化能力好,对交通流限速控制的在线建模具有重要意义。     

高速公路动态交通流的BP神经网络建模

通过对高速公路宏观动态交通流模型的分析,针对高速公路交通系统的非线性时变特点,应用BP神经网络建立了高速公路宏观动态交通流模型。并利用一段高速公路的交通流数据对BP神经网络进行训练,得到网络参数。最后,为了验证BP网络模型的有效性,在MATLAB环境中对模型进行了仿真,并将仿真结果与原始模型的结果进行了比较。结果表明,该方法能较准确地描述高速公路交通流的真实行为,并且能够适应交通状况的变化。     

基于Elman神经网络的高速公路限速控制

限速控制是高速公路交通控制的重要措施和手段，为了提高限速控制精度，提出Elman神经网络建模方法。阐述了Elman神经网络的原理，根据高速公路主线上车辆群状态、路面状况、气象条件等信息，建立交通流速度限制Elman神经网络模型，Elman神经网络的输入层、上下文层、隐含层和输出层的节点数目分别选为2、12、12和1，采用Levenberg—Marquardt算法对Elman神经网络进行训练，并与RBF神经网络进行仿真对比。结果表明。Elman神经网络和RBF神经网络的训练误差分别为9．99769×100和2．38112×10^-4，与RBF神经网络相比较，Elman神经网络自适应能力强、泛化能力好，能准确地建立交通流速度限制模型．具有良好的应用前景。     

城市高速公路交通的神经网络建模与控制

从城市高速公路交通流的宏观、动态特性出发 ,分析了交通流控制中常用的宏观、动态、确定性模型 在此基础上 ,利用人工神经网络技术建立了城市高速公路的神经网络模型 ,并提出了入口匝道放行和路段速度相结合的多变量神经网络控制策略 利用该控制策略建立的自适应神经网络控制器 ,可以使高速公路上的交通密度维持在理想的密度值附近 .进一步分析可以得到 ,该控制器是一个状态和控制作用均可跟踪的伺服系统 .以杭州某高架高速公路为背景的仿真结果表明 :该控制器具有较强的鲁帮性 ,控制效果令人满意 .     

基于RBF神经网络整定的高速公路匝道PID控制器

研究RBF神经网络整定PID控制器的参数,并应用到高速公路入口匝道控制中。首先阐述了入口匝道控制原理,然后建立了高速公路交通流模型,并设计了RBF神经网络整定的高速公路匝道PID控制器,RBF神经网络通过对被控对象Jacobian信息的辨识来动态调节PID控制器的参数,最后用MATLAB软件进行系统仿真。仿真结果表明,该控制器具有优越的动态和稳态性能,用于高速公路入口匝道控制中效果良好。     

基于支持向量机的高速公路限速控制

提出用支持向量机回归方法实现高速公路限速控制,这是一个非线性系统建模问题。阐述了支持向量机回归算法,根据高速公路车辆群状态、路面性能、气象条件等,建立交通流速度限制支持向量机回归模型。仿真实验表明,支持向量机回归对小样本具有训练速度快、泛化能力好等优点。支持向量机回归方法为交通流限速控制的在线建模提供了一种切实可行的新思路。     

高速公路动态交通流的建模与控制策略

从高速公路交通流的宏观、动态特征出发，首先给出了交通流控制和仿真中常用的宏观、动态、确定性交通流模型，并结合交通调查数据，利用仿真和优化技术对模型中的参数进行了辨识，从而获得了能比较准确地描述交通流真实行为的模型。然后提出了低密度区的可变速度控制，中密度区的可变限速和入口匝道联合控制及出口匝道分流和入口匝道协调（高密度区）控制模型，并给出了上述３个问题的最优解。最后利用计算机模拟了受控和未控交通流     

西安-临潼高速公路递阶控制方法研究

本文利用大系统最优控制理论对西安一临潼高速公路的控制方法进行研究,基于交通流 模型提出了一种递阶控制方法,并对西安一临潼高速公路的控制进行仿真,获得了满意的效 果.     

高速公路实时交通流模糊逻辑优化控制系统设计

高速公路交通流特征复杂多变,受到诸多影响因素的共同作用,如天气、道路状况、车辆类型等等。因此,如何获取交通流逻辑控制条件并实现精准调节难度较大。为此,本研究设计新的高速公路实时交通流模糊逻辑优化控制系统。对于系统的硬件部分,设计车流控制模块、无线传输车载终端、实时交通流逻辑调度模块、模糊控制器模块,并确定各个模块之间实时连接关系。对于系统的软件部分,求解交通流逻辑控制条件,联合高速公路实时通行相位条件,调节模糊控制器,并根据高速公路交通路网模型,推导交通流优化控制条件的求解表达式,完成高速公路实时交通流模糊逻辑优化控制系统的设计。实验结果表明,本系统可以解决逻辑协调错误的问题,且能够有效控制高速公路车流量。     

城市快速路交通诱导和匝道控制集成仿真模型

为缓解城市快速道路网络交通网络拥挤问题,将网络交通流模型、匝道控制模型、基于可变信息标志（VMS）的路径选择模型等整合为一体,建立了城市快速路交通诱导和匝道控制集成仿真模型。与各种边界条件相结合,测试了匝道控制和路径诱导的控制效果。结果表明城市快速路集成控制方法有助于在空间和时间上均衡交通负荷,提高交通系统整体运行效率。     

高速公路车流量的预测新模型

利用泊松分布,在不考虑随机因素对车流量影响的理想情况下,分别构建出低、高负荷两种状态车流量的数学模型。分析影响高速公路车流量的四个主要随机因素：车速、天气恶劣程度、突发事件、驾驶员对动态视野的感知程度,并设计出更符合实际的高速公路车流量预测模型,为高速公路管理部门合理预测车流量并做好应对准备提供有效的依据。     

冰雪天气下高速公路可变限速控制研究

为保障冰雪天气条件下高速公路的行车安全与通行效率,在建立安全限速模型与交通流预测模型的基础上,提出一种基于粒子群优化算法的可变限速控制策略;首先,通过分析冰雪天气下车辆制动性能和交通流演化规律,提出适用于冰雪天气条件的高速公路安全限速模型以及交通流预测模型;其次,设计了兼顾通行效率与行车安全的优化目标函数,并考虑实际行车需求给出相关约束条件;最后,基于交通流预测模型并结合粒子群优化算法对可变限速值进行求解,并通过搭建的元胞自动机交通流模型将所提出的可变限速策略的控制效果与固定限速方案和分段安全限速方案进行对比仿真实验;仿真结果表明,相比于固定限速方案,可变限速控制减少了总行程时间、总行程延误时间和车辆冲突时间;相比于分段安全限速方案,可变限速控制有效减小了管控路段内的车辆行驶速度标准差,总行程延误时间和车辆冲突暴露时间也有所降低,验证了所提出可变限速控制策略的有效性。     

高速公路多匝道远程协同控制技术研究

传统高速公路多匝道控制方法大多是使用线圈进行参数采集,使交通调节率计算不精准,导致技术控制精准度较低,针对该问题,提出了多匝道远程协同控制技术研究。结合高速公路协同环境,限制主线交通,计算车辆进入路网后周期性路径距离和预测时间的通行成本,根据实际路况对系数进行调整,当参数系数为0时,通行成本最低即为最优规划路径,并触发路径诱导执行。充分考虑匝道总流量约束条件,执行诱导方案,获取最短控制周期,使用模糊逻辑算法计算控制周期内的控制率,从而实现多匝道控制目的。通过实验对比结果可知,该技术控制精准度较高,为保障高速公路安全运行奠定基础。     

基于多元因素的Bi-LSTM高速公路交通流预测

针对影响高速公路交通流量因素多样而复杂的问题, 提出了一种基于多元因素的Bi-LSTM (双向长短期记忆网络)高速公路交通流预测模型. 首先对原始数据进行清理和相关性分析, 提高研究准确性, 降低数据维度; 其次,基于时间滑动窗口, 构建多元因素交通流时序矩阵, 并以MAE与RMSE为评估指标, 训练优化Bi-LSTM交通流预测模型. 本模型同时考虑了天气状况、节假日、收费情况等高相关度影响因素, 及交通流前序、后序变化的影响.以陕西省高速公路收费数据为实验对象, 结果表明: 与GRU和LSTM两种神经网络相比较, 本模型在高速公路短期交通流预测中的适用性更强、精确度更高.     

城市快速路入口匝道与交叉口协调控制策略

为提高城市快速路的运行效率,避免快速路入口匝道处发生拥堵并影响地面交通,结合快速路交通状态的实时判别、匝道调节率及交叉口信号配时方案,提出了针对快速路典型交通状态下的精准协同控制模型。协调控制模型的四个子模型为,流量精准推送模型、交叉口关键相位迟闭、早断配时优化模型、匝道排队调节控制模型。案例仿真表明：协调控制信号迟闭策略下匝道通过流量、车均延误,交叉口平均排队长度、车均延误分别优化了2.3%、40.4%、21.8%、22.4%;协调控制信号早断策略下匝道车均延误、平均排队长度,交叉口平均排队长度、车均延误分别优化了22.6%、31.7%、9.7%、4.5%;协调控制较大程度上提升了研究区域运行效率。     

上海快速道路网智能诱导系统的设计与实现

从上海城市快速道路网交通管理的需求分析入手,介绍“区域控制、广域诱导”的网络交通二阶协调管理策略,构建应用系统的分层结构模型。通过研究快速道路网交通特性确定管理子区划分、检测断面布设、多级诱导设置等系统设计原则和关键参数。成果集成应用于上海快速道路智能交通诱导系统的设计和实施中。该系统运行后在保持流量不变的情况下,路网服务水平提高了15％。