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基于网络拥塞控制的分布式交通控制系统及其计算机模拟

作　者: 王新萍
导　师: 方健；麻志强
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 交通拥塞控制控制算法模拟测试
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 73次
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内容摘要

随着近几十年社会经济高速发展,人们的出行需求在快速增长。但城市交通设施的建设远远落后于汽车保有量的增长,城市道路交通的堵塞和拥挤已成为世界各大城市面临的共同难题。以美国为例,美国从1976年至今,每年的车辆公里数以77%的速度上升,可是同期道路建设里程的增长数却仅为2%,在城市交通中的高峰时期,54%的车处于小时拥挤状态。由于交通拥挤,人们每天消耗在上下班的时间比平时平均多1.5个小时。同时导致商业车辆在运输中延迟,从而增加了运输的成本。当前,解决城市交通拥塞的最有效办法是智能交通(ITS)。ITS是近年来在世界上受人瞩目且发展迅猛的应用研究开发领域。所谓智能交通是指将先进的计算机技术,通信技术,电子控制技术,人工智能技术和地理信息技术等有效地应用于交通管理体系中,综合考虑人、车、路等各种因素,建立起一种大范围、全方位、准确、实时高效的交通运输管理体系。城市交通是整个交通系统中最为关键和重要的部分,而建设城市交通信号控制系统是实施智能交通系统工程的首要任务。ITS研究中的一项应用研究工作就是寻求最佳的城市交通控制方法。本文将TCP网络拥塞控制原理应用于城市交通拥塞控制,研究基于拥塞控制的分布式交通控制算法。作者通过分析对比道路交通网络与计算机数据通信网络的特点以及产生拥塞的原因,总结其共性,并提出了一种解决城市道路交通拥塞的分布式控制思路。即将数据通信网中数据包分组转发机制运用于道路交叉路口车辆分组放行规则之中,并提出了改善算法的“就近原则”和“规避原则”。同时,给出了分布式交通拥塞流量控制算法,通过编程对系统进行了模拟测试和验证。采用作者算法控制疏散所用的时长比已报道的算法提供的疏散时长分别缩短3个、2个、2个周期。测试结果表明本系统完全优于传统的定时点控制和感应点控制方式,更好地解决城市道路交通拥塞问题。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-17
  1.1 分布式交通控制系统  10-15
    1.1.1 分布式交通控制系统起源  10-11
    1.1.2 分布式交通控制系统的主要内容及特点  11-12
    1.1.3 分布式交通控制系统应用现状及发展趋势  12-14
    1.1.4 研究分布式交通控制系统的现实意义和长远意义  14-15
  1.2 论文的主要研究内容  15-16
  1.3 论文结构  16-17
第二章网络拥塞控制原理  17-27
  2.1 路由算法  17-21
    2.1.1 路由器功能  17-18
    2.1.2 路由表及其结构  18-19
    2.1.3 路由器的工作过程  19-20
    2.1.4 路由协议  20-21
  2.2 网络拥塞  21-22
    2.2.1 网络拥塞  21-22
    2.2.2 网络拥塞产生的主要原因  22
  2.3 网络拥塞控制算法  22-26
    2.3.1 路由器算法  22-24
    2.3.2 拥塞控制算法  24-26
  2.4 本章小结  26-27
第三章城市交通控制分析  27-31
  3.1 道路交通  27-28
    3.1.1 交叉路口的交通状态  27-28
    3.1.2 交通拥塞  28
  3.2 智能交通控制系统与交通路口拥塞控制  28-30
    3.2.1 智能交通控制系统  28-29
    3.2.2 交通路口拥塞控制  29-30
  3.3 本章小结  30-31
第四章分布式交通控制系统体系结构  31-47
  4.1 分布式控制系统  31
  4.2 分布式交通控制系统及其体系结构  31-35
    4.2.1 分布式交通控制系统  31
    4.2.2 分布式交通控制系统体系结构  31-35
  4.2 交叉路口控制策略  35-38
    4.2.1 传统的城市交通控制策略  35-36
    4.2.2 基于拥塞控制的交通控制策略  36-38
  4.3 基于网络拥塞控制的分布式交通控制算法  38-46
    4.3.1 拥塞监测与分析  39-42
    4.3.2 拥塞控制执行  42-45
    4.3.3 车辆行驶路线计算及发布  45-46
  4.4 本章小结  46-47
第五章分布式交通控制的模拟实现  47-64
  5.1 系统模拟需求  48-49
  5.2 模拟系统的功能划分  49-50
  5.3 模拟系统实现  50-62
    5.3.1 开发平台  50
    5.3.2 拥塞控制实现  50-62
    5.3.3 显示界面布局  62
  5.4 本章小结  62-64
第六章模拟系统测试分析  64-75
  6.1 模拟程序测试  64-73
    6.1.1 初始数据设置  64-65
    6.1.2 测试过程  65-73
  6.2 模拟系统功能测试分析比较  73-74
  6.3 本章小结  74-75
第七章总结与展望  75-77
  7.1 总结  75-76
  7.2 今后的工作  76-77
致谢  77-78
参考文献  78-80
攻硕期间取得的研究成果  80-81

基于网络拥塞控制的分布式交通控制系统及其计算机模拟

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