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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類(lèi)：
- 數(shù)理
- 大類(lèi)：
- 自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文
- 簡(jiǎn)介：
- 在對(duì)交通流分布規(guī)律研究的基礎(chǔ)上，提出了交通信號(hào)智能實(shí)時(shí)控制的模型，給出了高效易行的交通信號(hào)配時(shí)方案，提高交通疏散速率，減小環(huán)境污染。
- 詳細(xì)介紹：
- 本文研究了城市交通流分布規(guī)律，對(duì)城市道路交通提出一種簡(jiǎn)便且易于實(shí)現(xiàn)的交通信號(hào)燈實(shí)時(shí)控制模型。根據(jù)來(lái)往車(chē)輛的實(shí)際情況，對(duì)交通信號(hào)燈進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，以盡快疏散車(chē)流量。首先，用泊松分布來(lái)模擬城市交通流分布規(guī)律，得出一種實(shí)時(shí)產(chǎn)生交通流序列的方案。突破此類(lèi)問(wèn)題用排隊(duì)論解決的傳統(tǒng)思維，我們提出一種簡(jiǎn)單實(shí)用的算法。以單位時(shí)間內(nèi)車(chē)輛最少的總等待時(shí)間為目標(biāo)，對(duì)分配給各個(gè)相位的綠燈時(shí)間進(jìn)行規(guī)劃，在每個(gè)周期開(kāi)始時(shí)實(shí)時(shí)給出合理的配時(shí)方案。通過(guò)編寫(xiě)程序進(jìn)行仿真和比較，我們驗(yàn)證了智能模型相對(duì)于傳統(tǒng)控制模型的諸多優(yōu)點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，論文比較分析了在信號(hào)燈周期固定與不固定的情況下單交叉路口點(diǎn)控制的實(shí)時(shí)信號(hào)配時(shí)方案的優(yōu)劣，指出周期不固定時(shí)模型更加靈活的優(yōu)點(diǎn)，并闡述了周期固定時(shí)，實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)實(shí)時(shí)控制的線(xiàn)控制模型的可行性。此模型較好的解決了城市道路交通信號(hào)的實(shí)時(shí)控制問(wèn)題，給實(shí)際應(yīng)用中的交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)提出了具有可操作性的建議。
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作品專(zhuān)業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 目的：建立智能交通信號(hào)實(shí)時(shí)控制模型，根據(jù)實(shí)際車(chē)流量得到優(yōu)化的配時(shí)方案，對(duì)信號(hào)燈進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，從而更有效地疏散車(chē)流量，緩解交通擁擠的狀況。 基本思路：1.結(jié)合實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)，用泊松分布模擬交通流分布規(guī)律，得出實(shí)時(shí)產(chǎn)生交通流序列的方案； 2.對(duì)比傳統(tǒng)交通信號(hào)控制，建立周期固定和非固定智能信號(hào)控制模型，對(duì)其性能進(jìn)行仿真和比較； 3.模型評(píng)價(jià)及改進(jìn)，并對(duì)交通信號(hào)燈的設(shè)計(jì)提出實(shí)用性的建議。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 1.根據(jù)實(shí)際車(chē)流量，構(gòu)造交通信號(hào)智能實(shí)時(shí)控制模型，大大提高了車(chē)流量疏散效率。 2.計(jì)算機(jī)模擬驗(yàn)證了模型的先進(jìn)性，對(duì)交通信號(hào)控制科學(xué)性強(qiáng)。 3.對(duì)硬件要求簡(jiǎn)單，只需用地感線(xiàn)測(cè)出駛過(guò)的車(chē)輛數(shù)，實(shí)用性強(qiáng)。 4.數(shù)據(jù)求解的算法高效，實(shí)時(shí)性很強(qiáng)，能夠根據(jù)最新數(shù)據(jù)，快速給出合理的配時(shí)方案。 5.基于周期固定和不固定的智能模型的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況，將兩種模式結(jié)合使用，進(jìn)一步優(yōu)化配時(shí)方案。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 城市道路交通信號(hào)控制是城市交通管理中的基本問(wèn)題。作品利用簡(jiǎn)單易行的設(shè)備，獲得交通路口實(shí)際車(chē)流量的情況；建立了實(shí)用的智能交通信號(hào)控制模型，采用搜索算法，迅速給出最優(yōu)的配時(shí)方案，一定程度上較好的解決了如何合理控制交通信號(hào)燈配時(shí)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，從而可以加快交叉口出車(chē)流量的疏散速率，改善城市交通擁堵情況，并減小汽車(chē)等待中排放的尾氣對(duì)環(huán)境的污染。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本文研究了城市交通流分布規(guī)律，對(duì)城市道路交通提出一種簡(jiǎn)便且易于實(shí)現(xiàn)的交通信號(hào)燈實(shí)時(shí)控制模型。根據(jù)來(lái)往車(chē)輛的實(shí)際情況，對(duì)交通信號(hào)燈進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，以盡快疏散車(chē)流量。首先，用泊松分布來(lái)模擬城市交通流分布規(guī)律，得出一種實(shí)時(shí)產(chǎn)生交通流序列的方案。突破此類(lèi)問(wèn)題用排隊(duì)論解決的傳統(tǒng)思維，我們提出一種簡(jiǎn)單實(shí)用的算法。以單位時(shí)間內(nèi)車(chē)輛最少的總等待時(shí)間為目標(biāo)，對(duì)分配給各個(gè)相位的綠燈時(shí)間進(jìn)行規(guī)劃，在每個(gè)周期開(kāi)始時(shí)實(shí)時(shí)給出合理的配時(shí)方案。通過(guò)編寫(xiě)程序進(jìn)行仿真和比較，我們驗(yàn)證了智能模型相對(duì)于傳統(tǒng)控制模型的諸多優(yōu)點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，論文比較分析了在信號(hào)燈周期固定與不固定的情況下單交叉路口點(diǎn)控制的實(shí)時(shí)信號(hào)配時(shí)方案的優(yōu)劣，指出周期不固定時(shí)模型更加靈活的優(yōu)點(diǎn)，并闡述了周期固定時(shí)，實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)實(shí)時(shí)控制的線(xiàn)控制模型的可行性。此模型較好的解決了城市道路交通信號(hào)的實(shí)時(shí)控制問(wèn)題，給實(shí)際應(yīng)用中的交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)提出了具有可操作性的建議。
獲獎(jiǎng)情況
- 2009年6月 第十屆“挑戰(zhàn)杯”四川省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽一等獎(jiǎng) 2009年4月 “挑戰(zhàn)杯”本校2008年學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽一等獎(jiǎng)
鑒定結(jié)果
- 無(wú)
參考文獻(xiàn)
- 1. 毛用才，胡奇英. 隨機(jī)過(guò)程. 西安：西安電子科技大學(xué)出版 社，1998年. 第40頁(yè). 2 .姜啟源.數(shù)學(xué)模型.北京，高等教育出版社,第三版. 3.蘇金明.MATLAB實(shí)用教程.北京，電子工業(yè)出版社，2005. 4.謝金星.優(yōu)化建模與LINDO/LINGO軟件.北京，清華大學(xué)出版 社，2005. 5.馬瑩瑩等.《Journal of Highway and Transportation Research and Development》,Vol.24,No.7,Jul.2007.同濟(jì)大學(xué)出版社. 6.葛艷新等.《Hebei Transportation Science and Technology》,Vol.5,No.2,Jun.2008.長(zhǎng)安大學(xué)公路學(xué)院. 7.弓福、李洋.《Heilongjiang Transportation Science》, No.10,2004.東北林業(yè)大學(xué)出版社. 8.金穩(wěn). 多相位智能交通控制器的研究[D]. 浙江大學(xué), 2007 9.余田,劉建偉,曹泉,向懷坤. 基于單線(xiàn)圈的車(chē)速檢測(cè)算法研究[J]. 交通與計(jì)算機(jī), 2006,(06)
同類(lèi)課題研究水平概述
- 該課題目前為國(guó)內(nèi)外公路交通研究的一個(gè)熱點(diǎn)，國(guó)外采用先進(jìn)的交通信號(hào)控制系統(tǒng)，通過(guò)研制的交通模型和軟件確定配時(shí)方案，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)交通路網(wǎng)的配時(shí)優(yōu)化和智能控制，例如英國(guó)D.I Robertson等人研制出了TRANSYT交通網(wǎng)絡(luò)研究方法，是很成功的靜態(tài)智能控制系統(tǒng)，但存在計(jì)算量大、難獲取整體最優(yōu)配時(shí)方案等缺點(diǎn)；英國(guó)道路研究所研究的SCOOT系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)控制，避免了信號(hào)參數(shù)突變給路網(wǎng)上車(chē)輛帶來(lái)的損失，但不能自動(dòng)增減、改變相位和相序，且現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試相當(dāng)繁瑣；澳大利亞的A.G.Sims設(shè)計(jì)了SCAT系統(tǒng)，采用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，但存在選擇相位差方案時(shí)，無(wú)車(chē)流實(shí)時(shí)信息反饋，可靠性低等問(wèn)題。 目前，國(guó)內(nèi)也針對(duì)集交叉口信號(hào)燈控制和干線(xiàn)控制于一體的混合型交通進(jìn)行研究，建立了第一個(gè)自主研發(fā)的控制系統(tǒng)，南京城市交通控制系統(tǒng)(NUTCS)，采用分布式遞階控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行智能控制，但也表現(xiàn)出車(chē)流間相互影響大、控制模式尚不完善、未充分考慮通行能力等不足。 國(guó)外的交通控制方法很多參數(shù)不符合我國(guó)實(shí)際交通情況或不能滿(mǎn)足某一特定方向的應(yīng)用，而國(guó)內(nèi)的控制系統(tǒng)尚存在實(shí)時(shí)控制性和優(yōu)化效果不是很好、成本較高等問(wèn)題，如何結(jié)合我國(guó)國(guó)情設(shè)計(jì)低成本、高效率的智能控制系統(tǒng)仍是存在的問(wèn)題和難點(diǎn)。
