兼顾管理者需求和用户可接受性的交通诱导系统MPC设计
本文选题:交通诱导控制 + 模型预测控制 ; 参考:《南京理工大学学报》2017年02期
【摘要】:针对交通诱导系统中可变信息标志(VMS)的控制策略设计,该文在宏观Metanet交通流模型的基础上,研究了VMS诱导控制信号对驾驶员路径选择行为的影响,建立了路网诱导控制的状态方程模型。在模型预测控制(MPC)框架下设计了VMS诱导控制策略,以优化路网所有车辆的总旅行时间和VMS切换性能为目标函数,通过对诱导控制变量引入用户可接受约束,有效兼顾了交通管理者对系统最优的控制需求和交通用户对VMS推荐路径的可接受性。最后设计了基于禁忌搜索的双层并行求解算法对MPC诱导策略进行求解,利用并行计算保证MPC控制的实时性要求。仿真结果表明,该文设计的诱导控制策略能缓解路网拥挤,提高路网通行能力,对系统随机扰动具有较好的抗干扰能力。与基于系统最优的诱导策略和基于用户均衡的诱导策略相比,该控制策略不仅能满足管理者的控制需求,而且能均衡路网车流分布,减少交通用户的延误时间,提高用户对交通诱导系统的满意度。
[Abstract]:Aiming at the control strategy design of variable information sign (VMS) in traffic guidance system, based on the Metanet traffic flow model, this paper studies the influence of VMS guidance control signal on driver's path selection behavior. The state equation model of road network induction control is established. A VMS induction control strategy is designed under the framework of model predictive control (MPC). The objective function is to optimize the total travel time and VMS switching performance of all vehicles in the road network, and the user acceptable constraints are introduced to the induced control variables. The optimal control requirements of traffic managers and the acceptability of traffic users for VMS recommended paths are effectively taken into account. Finally, a two-level parallel algorithm based on Tabu search is designed to solve the induction strategy of MPC, and the real-time requirement of MPC control is guaranteed by parallel computing. The simulation results show that the inductive control strategy designed in this paper can alleviate the congestion of the road network, improve the traffic capacity of the road network, and have better anti-interference ability to the random disturbance of the system. Compared with the optimal guidance strategy based on the system and the induction strategy based on the user equilibrium, the control strategy can not only meet the control needs of the managers, but also balance the traffic flow distribution of the road network and reduce the delay time of the traffic users. Improve the user's satisfaction with the traffic guidance system.
【作者单位】: 上海海事大学交通运输学院;
【基金】:国家自然科学基金(61304203) 上海市自然科学基金(12ZR1444800)
【分类号】:TP273;U495
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,本文编号:1996143
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