本文關(guān)鍵詞：基于嵌入式系統(tǒng)的城市智能交通控制器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長及城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),城市機(jī)動(dòng)車占有量日益增加,從而導(dǎo)致交通擁擠、交通事故頻發(fā)、汽車尾氣污染等方面的問題成為制約城市發(fā)展的主要因素。因此緩解交通壓力,提高通行質(zhì)量受到各國專家學(xué)者越來越普遍的重視。作為現(xiàn)代城市發(fā)展的基礎(chǔ),城市道路交通系統(tǒng)的管理控制一直是城市管理者的一項(xiàng)重要課題。為了改善城市交通的通行效率,緩解交通壓力。本文以實(shí)現(xiàn)區(qū)域交通協(xié)調(diào)控制為目標(biāo),結(jié)合現(xiàn)今計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),以交通控制基本理論為基礎(chǔ),研究及分析現(xiàn)存城市交通信號控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及不足。根據(jù)多智能體理論,采用分層遞階的控制策略對區(qū)域交通加以控制。論文的主要內(nèi)容如下:首先,本文在時(shí)間和空間兩方面考慮來對HA模型進(jìn)行改進(jìn),對K近鄰非參數(shù)回歸模型的搜索距離公式進(jìn)行改進(jìn),從而提高了這兩個(gè)單項(xiàng)模型的預(yù)測精度。把這兩個(gè)單項(xiàng)模型進(jìn)行組合,實(shí)現(xiàn)兩模型的優(yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ)。同時(shí)使用基于反饋機(jī)制的德爾塔正態(tài)法來自動(dòng)調(diào)節(jié)組合權(quán)重系數(shù),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)測的目的。最后以9個(gè)交叉口構(gòu)成的區(qū)域?yàn)槔?通過MATLAB軟件分別對這兩種改進(jìn)模型以及組合模型進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),證明了該組合模型的短時(shí)交通流預(yù)測方式的實(shí)用性。其次,本文以由9個(gè)路口構(gòu)成的區(qū)域路網(wǎng)為研究對象,采用分層遞階的控制策略對其加以控制。建立了基于自適應(yīng)局部搜索粒子群算法的多目標(biāo)交叉口優(yōu)化控制模型應(yīng)用到路口控制器實(shí)現(xiàn)各交叉口的信號周期與綠信比的優(yōu)化求解。同時(shí)建立了基于主干道優(yōu)先的區(qū)域路網(wǎng)相位差優(yōu)化求解模型應(yīng)用到區(qū)域協(xié)調(diào)控制器中來優(yōu)化求解路網(wǎng)中各交叉口間的相位差。把上述短時(shí)交通流預(yù)測模型應(yīng)用到本區(qū)域交通控制路網(wǎng)中,解決了本周期的擁堵到下一個(gè)周期才能采取相應(yīng)措施的滯后問題。最后使用MATLAB與VISSIM軟件對本控制方案進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),證明了其提高了區(qū)域協(xié)調(diào)控制的性能。最后,本文選用PC作為區(qū)域控制器,選用STM32為核心控制器來搭建交叉口控制器的硬件平臺(tái),完成交叉口控制器各硬件模塊電路的設(shè)計(jì)。并且在Proteus軟件中進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn)顯示、存儲(chǔ)、通信、以及人工控制等功能。
【關(guān)鍵詞】：HA模型 K近鄰非參數(shù)回歸 短時(shí)交通流預(yù)測 自適應(yīng)局部搜索粒子群算法 多目標(biāo)優(yōu)化模型
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U495
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 課題背景及選題意義10
• 1.2 城市智能交通系統(tǒng)理論研究與國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 城市智能交通系統(tǒng)理論研究10-12
• 1.2.2 城市智能交通系統(tǒng)國外研究現(xiàn)狀12
• 1.2.3 城市智能交通系統(tǒng)國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 嵌入式系統(tǒng)的分析研究13-14
• 1.4 交通流預(yù)測理論的分析研究14-15
• 1.5 論文主要工作15-16
• 2 基于短時(shí)交通流預(yù)測的智能交通信號控制的理論基礎(chǔ)16-25
• 2.1 交通信號優(yōu)化控制的主要參數(shù)16-20
• 2.1.1 交通信號控制的時(shí)間參數(shù)16-17
• 2.1.2 交通信號控制的性能指標(biāo)17-18
• 2.1.3 交通流參數(shù)18-20
• 2.2 交通信號優(yōu)化控制方式的分類20-22
• 2.2.1 按控制范圍分類20-21
• 2.2.2 按控制原理分類21-22
• 2.3 短時(shí)交通流的常用預(yù)測模型22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 3 基于組合預(yù)測模型的短時(shí)交通流的預(yù)測25-39
• 3.1 組合預(yù)測模型的結(jié)構(gòu)25-26
• 3.2 短時(shí)交通流歷史數(shù)據(jù)的獲取與預(yù)處理26-27
• 3.3 單項(xiàng)預(yù)測模型的選擇27-33
• 3.3.1 歷史平均預(yù)測模型27-29
• 3.3.2 基于K近鄰非參數(shù)回歸的預(yù)測模型29-32
• 3.3.3 基于德爾塔正態(tài)法的組合模型參數(shù)的確定32-33
• 3.4 實(shí)驗(yàn)例證33-38
• 3.4.1 交通流實(shí)際數(shù)據(jù)實(shí)例33-35
• 3.4.2 改進(jìn)的歷史平均預(yù)測模型的短時(shí)交通流預(yù)測仿真結(jié)果35
• 3.4.3 改進(jìn)K近鄰非參數(shù)回歸模型短時(shí)交通流預(yù)測仿真結(jié)果35-37
• 3.4.4 基于組合預(yù)測模型的短時(shí)交通流預(yù)測仿真結(jié)果37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 4 基于短時(shí)交通流預(yù)測的城市區(qū)域交通協(xié)調(diào)控制39-61
• 4.1 區(qū)域信號協(xié)調(diào)控制整體優(yōu)化方案40-42
• 4.2 基于自適應(yīng)局搜索粒子群算法的交通信號多目標(biāo)優(yōu)化控制模型42-50
• 4.2.1 多目標(biāo)優(yōu)化控制模型的性能指標(biāo)選擇42-45
• 4.2.2 多目標(biāo)信號配時(shí)優(yōu)化模型的構(gòu)建45-46
• 4.2.3 多目標(biāo)優(yōu)化模型加權(quán)系數(shù)的確定46
• 4.2.4 自適應(yīng)局搜索的粒子群優(yōu)化算法46-48
• 4.2.5 仿真實(shí)驗(yàn)分析48-50
• 4.3 基于城市主干道協(xié)調(diào)優(yōu)先的區(qū)域交通信號優(yōu)化控制50-60
• 4.3.1 區(qū)域關(guān)鍵交叉口的確定51-52
• 4.3.2 區(qū)域路網(wǎng)遍歷52-53
• 4.3.3 基于數(shù)解法的主干道交叉口相位差的優(yōu)化求解53-56
• 4.3.4 非主干道交叉口間相位差的優(yōu)化計(jì)算56-57
• 4.3.5 仿真實(shí)驗(yàn)分析57-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 5 基于STM32的智能交通控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)61-74
• 5.1 智能交通控制系統(tǒng)的功能與設(shè)計(jì)要求61
• 5.2 信號控制系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)61-62
• 5.3 主控模塊62-65
• 5.3.1 電源電路63-64
• 5.3.2 系統(tǒng)時(shí)鐘與RTC時(shí)鐘64-65
• 5.4 存儲(chǔ)電路65-66
• 5.5 車流量檢測模塊66-67
• 5.6 通信模塊67-70
• 5.6.1 與車流量檢測模塊進(jìn)行通信的串口電路67-69
• 5.6.2 路口控制器與區(qū)域控制器之間進(jìn)行通信的以太網(wǎng)接口電路69-70
• 5.7 信號燈驅(qū)動(dòng)控制模塊70-71
• 5.8 人工控制模塊71-72
• 5.9 交叉口控制器的硬件仿真72-73
• 5.10 本章小結(jié)73-74
• 6 研究總結(jié)與展望74-75
• 6.1 本文研究總結(jié)74
• 6.2 未來研究展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況78-79
• 致謝79-80
• 作者簡介80-81

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本文編號：327100