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基于模糊逻辑的高速公路交通事件检测算法研究

作　者: 马红伟
导　师: 安实
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 交通信息工程及控制
关键词: 高速公路 交通事件 检测算法 模糊逻辑 交通仿真
分类号: U495
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 196次
引　用: 2次
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内容摘要


高速公路的建设与发展带来了显著的经济效益和社会效益。但是,随着高速公路通车里程的不断增长以及路网结构的日益复杂,高速公路上的交通事件也明显增加,由此导致了交通安全、运输效率、环境污染和能源消耗方面诸多交通问题。交通事件自动检测通过实时的交通参数分析,判断交通流运行状态并将检测信息传递给交通管理者,从而及时缓解交通矛盾,减少由此引发的经济财产损失。交通事件检测是先进的交通管理信息系统(ATMIS)的一个重要组成部分,对于智能交通系统的有效实施有着十分重要的意义。交通事件检测算法与事件类型、参数选择密切相关。本文通过对交通事件特征的分析,将高速公路交通事件划分为常发性与偶发性两类,分别描述这两类交通事件对交通流的影响。在此基础上,通过交通参数对交通事件检测的影响分析,得出事件检测算法中交通参数的选择方法。分析已有交通事件检测算法的适用性,针对算法存在的问题,提出基于模糊逻辑的交通事件检测算法。本文提出的检测算法不仅能够判断交通事件是否发生,而且能够判断事件性质,是一种多输入、多输出的检测算法。新算法充分考虑了交通流状态的复杂性,采用隶属度的概念描述交通流的具体形态。以速度与流量作为算法参数,通过模糊推理过程判别交通事件是否发生,并建立了算法的流程。通过对增量比较判别法的改进以及模糊逻辑的引入,提高算法的检测率,降低算法的误报率。采用TSIS交通仿真软件获取交通流数据,详细标定仿真的全局参数和局部参数。仿真包括正常状态下的交通流模拟和事件状态下的交通流模拟两部分。通过正常状态下的交通流模拟得出算法判断阈值,通过事件条件下交通模拟得出模糊逻辑的隶属函数与模糊规则。最后,论文采用检测率、误报率、平均检测时间对算法性能作评价。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-17
  1.1 课题背景和研究意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-15
    1.2.1 国外研究现状  10-12
    1.2.2 国内研究现状  12-14
    1.2.3 国内外研究现状分析  14-15
  1.3 研究内容及结构  15-17
    1.3.1 研究内容  15-16
    1.3.2 本文结构  16-17
第2章 高速公路交通事件检测的影响因素分析  17-26
  2.1 高速公路交通事件的类型划分  17-18
  2.2 高速公路交通事件对交通流的影响分析  18-21
    2.2.1 常发性交通事件对交通流的影响  18-19
    2.2.2 偶发性交通事件对交通流的影响  19-21
  2.3 交通事件检测算法的参数选择  21-25
    2.3.1 交通流的速度  22-23
    2.3.2 占有率与车辆占有率  23-25
  2.4 本章小结  25-26
第3章 模糊逻辑高速公路交通事件检测算法的构建  26-43
  3.1 现有高速公路交通事件检测算法分析  26-29
  3.2 高速公路交通事件性质的判断方法  29-31
  3.3 增量比较检测算法的改进  31-36
    3.3.1 增量比较算法的原理  31-33
    3.3.2 增量比较算法阈值的确定  33-34
    3.3.3 改进增量比较算法的流程  34-35
    3.3.4 改进增量比较算法的检验  35-36
  3.4 模糊逻辑与改进增量比较算法的融合  36-42
    3.4.1 检测算法交通参数的选择  37-38
    3.4.2 模糊语言变量的表征  38-39
    3.4.3 检测算法模糊规则的获取  39-41
    3.4.4 模糊逻辑检测算法的流程  41-42
  3.5 本章小结  42-43
第4章 模糊逻辑高速公路交通事件检测算法的仿真验证  43-53
  4.1 交通事件仿真环境设定  43-47
    4.1.1 交通仿真全局参数的设定  43-45
    4.1.2 交通事件相关参数的设定  45-47
  4.2 模糊逻辑高速公路交通事件检测算法的推理过程  47-49
  4.3 模糊逻辑高速公路交通事件检测算法的检验  49-52
  4.4 本章小结  52-53
结论  53-54
参考文献  54-57
攻读学位期间发表的学术论文  57-59
致谢  59

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 交通工程与公路运输技术管理 > 电子计算机在公路运输和公路工程中的应用
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