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智能交通诱导系统中动态交通信息预测技术研究

作　者: 公维勇
导　师: 焦海贤
学　校: 重庆交通大学
专　业: 载运工具运用工程
关键词: ITS 时空交通网络智能交通诱导系统动态交通状态信息分布式并行算法
分类号: U495
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 441次
引　用: 2次
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内容摘要

随着社会经济的发展,交通拥堵、交通事故、环境污染和能源短缺等交通相关问题已成为世界各地城市,尤其是大城市的首要问题之一,已成为制约城市可持续发展的主要瓶颈。智能交通系统(ITS)能最大限度地发挥现有交通基础设施的潜力,缓解拥堵、保护环境、改进安全、降低能耗、提高效率,被认为是本世纪解决交通问题最重要的措施之一。ITS涉及许多技术领域,但其关键技术就是要向车辆、出行者及交通管理控制者提供交通网络的实时动态的交通状态信息,并诱导交通流,而此技术的理论核心就是动态交通网络模型及算法。本文在探讨国内外动态交通网络模型及算法研究的基础上,根据交通系统的复杂性、动态性和随机性等的特点,将原始道路网络转化成新的、虚拟化的时空交通网络,并在此基础上融合现有的动态交通网络理论,建立具有实时动态流量与时空网络动态容量交互机理的交通状态分析模型,详细的分析了模型中的路段约束——道路动态通行能力,并根据模型的特点提出了模型相应的算法——基于时空虚拟网络的分布式并行算法。最后构建了一个实验交通网络,对其网络流进行实时预测和分析,检验了模型和算法的可行性、实用性、合理性。结论表明,本文所提出的动态交通状态预报技术能够模拟、跟踪、辩识和预测路网上实时和未来的交通流状态。为开发集动态交通诱导、动态交通系统管理与控制和动态交通拥堵疏导等功能于一体的ITS提供了理论和方法。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-12
  1.1 背景  7-8
  1.2 研究的目的与意义  8-10
  1.3 研究的主要内容和方法  10-12
    1.3.1 研究的主要内容  10
    1.3.2 研究的方法和技术路线  10-12
第二章动态网络交通流模型研究现状及趋势  12-17
  2.1 动态网络交通流模型理论研究现状  12-15
    2.1.1 数学规划类建模方法  12-13
    2.1.2 最优控制理论理论建模方法  13
    2.1.3 计算机模拟方法  13-14
    2.1.4 变分不等式（VI）理论建模方法  14-15
  2.2 动态网络交通理论存在的问题  15-16
  2.3 动态网络交通理论研究的发展趋势  16
  2.4 小结  16-17
第三章交通网络动态用户最优模型  17-25
  3.1 动态网络交通模型的符号与定义  17-18
  3.2 动态交通网络约束条件  18-19
  3.3 用户动态路径选择行为假设  19-20
  3.4 交通网络动态用户最优平衡条件及其最优分配原则  20-23
    3.4.1 动态用户最优平衡条件  20-21
    3.4.2 动态用户最优分配原则  21-23
  3.5 交通网络动态用户最优模型  23-24
  3.6 小结  24-25
第四章基于时空虚拟网络的动态网络交通预测模型  25-34
  4.1 时空虚拟网络的构建方法  25-27
  4.2 时空网络流的守恒条件和能力约束  27-30
    4.2.1 虚设节点的守恒条件  28-29
    4.2.2 弧的能力约束  29-30
  4.3 动态弧的出行费用  30-31
  4.4 基于时空虚拟网络的动态网络交通预测模型  31-33
    4.4.1 约束条件  31
    4.4.2 弧流瞬时出行费用  31-32
    4.4.3 目标函数及模型  32-33
  4.5 小结  33-34
第五章城市道路动态通行能力  34-44
  5.1 城市道路动态通行能力  35-39
    5.1.1 路段通行能力  35-36
    5.1.2 路段动态通行能力  36-39
  5.2 城市信号交叉口的动态通行能力  39-43
    5.2.1 信号交叉口的通行能力  39-40
    5.2.2 信号交叉口的动态通行能力  40-43
  5.3 无控交叉口动态通行能力  43
  5.4 小结  43-44
第六章基于时空虚拟网络的动态网络交通预测模型算法  44-61
  6.1 一条弧的时空虚拟网络动态最短路算法  45-50
    6.1.1 弧的时空虚拟扩展网络的统一描述  45-47
    6.1.2 一条弧的时空扩展网络动态最短路算法  47-50
  6.2 分布式并行算法简介  50-54
    6.2.1 并行算法  50-52
    6.2.2 分布式并行系统结构与数据结构  52-54
  6.3 基于时空虚拟网络的分布式并行算法研究  54-60
  6.4 小结  60-61
第七章实例  61-77
  7.1 实验网络的建立  61-65
  7.2 实验结果及其分析  65-76
  7.3 小结  76-77
结论  77-80
致谢  80-81
参考文献  81-84
在学期间发表的论著及取得的科研成果  84

智能交通诱导系统中动态交通信息预测技术研究

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