基于协同学的城市交通控制与诱导系统协同的理论与方法研究

论文摘要

本文从交通管理子系统功能整合与优势互补的角度研究城市交通控制（UTCS）与诱导（UTFGS）协同的理论与方法。利用协同学理论思想,把UTCS与UTFGS作为役使城市交通流有序化的序参量,并建立序参量方程。提出UTCS与UTFGS协同研究的主要内容:信息分析与处理,准系统最优协同模型和协同实施。对交通信息进行分析和处理,提出一种分析交通流有序程度的方法;根据交通管理和城市交通流自组织双重作用下城市交通流的特征,提出准系统最优动态交通分配原则,并基于该原则和递阶优化思想对UTCS与UTFGS协同优化建模,协同模型中UTCS与UTFGS的性能参数的加权系数由序参量方程和有序度函数联合求解获得,并以动态协同方式求解模型;对于协同实施,提出基于Multi-Agent和“递阶集散”的研究思路,以Agent为系统的基本组成,在垂直空间按Agent的功能把实施分解到不同层次上,在水平空间通过对Agent进行智能集散将实施分解到不同子区中,实现各Agent为响应时变的交通流而动态地进行分散与组合。本文的研究为UTCS与UTFGS协同的最终实现提供理论指导和方法依据。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 研究背景、目的和意义
• 1.2.1 研究背景
• 1.2.2 研究目的
• 1.2.3 研究意义
• 1.3 存在的主要问题及本文的研究思路
• 1.3.1 存在的主要问题
• 1.3.2 本文的研究思路
• 1.4 论文结构安排和主要内容
• 1.5 本章小结
• 第二章 UTCS与UTFGS协同的研究基础
• 2.1 UTCS简介
• 2.2 UTFGS简介
• 2.3 UTCS与UTFGS协同的理论基础－交通信号控制和交通分配
• 2.3.1 交通信号控制
• 2.3.2 交通分配
• 2.3.3 交通信号控制与动态交通分配的相互影响
• 2.4 UTCS与UTFGS协同的研究综述
• 2.4.1 国内外关于UTCS与UTFGS协同模式的研究
• 2.4.2 国内外关于UTCS与UTFGS协同模型与算法的研究
• 2.5 协同学理论概述
• 2.5.1 协同学的产生及其定义
• 2.5.2 协同学的研究对象
• 2.5.3 协同学的基本概念和基本原理
• 2.6 本章小结
• 第三章 城市交通流自组织及UTCS与UTFGS协同理论分析
• 3.1 城市交通流的自组织性及交通管理的作用
• 3.1.1 城市交通流系统特征分析
• 3.1.2 城市交通流的自组织现象和交通相
• 3.1.3 城市交通流中的自组织临界性和相变行为
• 3.1.4 交通管理对城市交通流有序化的作用
• 3.1.5 城市交通流系统的序参量－UTCS与UTFGS
• 3.2 UTCS与UTFGS协同提出
• 3.2.1 UTCS与UTFGS协同役使城市交通流有序化
• 3.2.2 城市交通流自组织性的作用
• 3.2.3 UTCS与UTFGS协同的交通管理
• 3.2.4 城市交通流系统的序参量方程
• 3.3 UTCS与UTFGS的关联分析
• 3.3.1 城市交通流、UTCS与UTFGS的时空特性
• 3.3.2 UTCS与UTFGS的关联分析
• 3.4 基于交通状态的UTCS与UTFGS协同模式分析
• 3.5 UTCS与UTFGS协同的体系结构和主要内容
• 3.6 本章小结
• 第四章 UTCS与UTFGS协同的信息分析与处理
• 4.1 UTCS与UTFGS信息分析
• 4.1.1 UTCS信息需求分析
• 4.1.2 UTFGS信息需求分析
• 4.1.3 UTCS与UTFGS信息关联分析
• 4.1.4 交通信息特性分析
• 4.2 动态交通信息采集与处理
• 4.2.1 动态交通信息采集
• 4.2.2 多源交通信息处理
• 4.3 交通状态判别算法
• 4.4 交通流有序度分析法
• 4.4.1 路段交通拥挤系数
• 4.4.2 交通流有序度函数
• 4.4.3 模拟验证
• 4.5 本章小结
• 第五章 UTCS与UTFGS的准系统最优协同模型研究
• 5.1 准系统最优交通分配
• 5.1.1 系统最优与用户最优交通分配原则的缺陷
• 5.1.2 系统最优与用户最优的协同
• 5.1.3 准系统最优分配原则的提出
• 5.2 UTCS与UTFGS协同优化建模
• 5.2.1 建模思路
• 5.2.2 全局最优交通控制模型
• 5.2.3 准系统最优动态分配模型
• 5.2.4 协同优化
• 5.2.5 模型求解
• 5.3 模拟验证
• 5.4 本章小结
• 第六章 基于Multi-Agent和“递阶集散”的UTCS与UTFGS的协同实施研究
• 6.1 Multi-Agent系统及其优势
• 6.1.1 Agent的概念和特性
• 6.1.2 Multi-Agent系统
• 6.1.3 采用Multi-Agent技术的可行性与优越性
• 6.2 “递阶集散”协同实施模式
• 6.2.1 “递阶集散”的含义及适用性
• 6.2.2 递阶集散层次结构
• 6.3 交通子区动态划分
• 6.3.1 交通分区的必要性
• 6.3.2 子区动态划分的特点
• 6.3.3 子区动态划分的原则和过程
• 6.4 UTCS与UTFGS的协同实施
• 6.4.1 UTCS与UTFGS协同实施框架
• 6.4.2 Agent的构建
• 6.4.3 “递阶集散”的实现
• 6.5 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的学术论文和参与的科研项目情况
• 1. 攻读博士学位期间发表的学术论文情况
• 2. 攻读博士学位期间参与的科研项目情况
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT