基于多智能体的区域交通信号控制系统研究

发布时间：2017-09-14 16:38

  本文关键词：基于多智能体的区域交通信号控制系统研究

  更多相关文章： 多智能体 交通信号控制系统 控制信号传输协议 区域车辆平均延误 粒子群优化算法

【摘要】：随着我国社会经济的快速发展和城市化进程的不断加快,导致我国汽车的保有量逐年增加,使得城市交通变得越来越拥堵。针对我国目前复杂的交通状况,可以将复杂的城市交通路网划分成多个相互独立的区域,并运用先进的科学技术手段,对区域交通信号控制系统进行研究,通过优化的交通信号方案对城市交通进行管理和控制,以缓解城市的交通压力。在区域交通信号控制系统的研究中,本文首先利用分布式多智能体技术,将区域交通划分成多个智能体,建立了区域交通的多智能体模型,并对各个智能体的结构功能以及智能体间的通信进行了研究。其次根据分布式多智能体的系统模型,在多智能体系统功能和结构基础上,结合智能交通控制设备和以太网技术对区域交通信号控制系统的结构进行了研究。最后为了实现系统的区域信号优化功能,在区域信号控制方案的基础上,以区域车辆平均延误最小为例,利用粒子群优化算法对区域交通信号的优化方法进行了研究。为了对系统的结构设计进行验证,本文采用了Cisco Packet Tracer仿真软件对系统的结构进行了仿真,通过仿真实验来验证系统结构是否正确与合理。在区域信号优化方法的验证试验中,采用了VISSIM交通仿真软件,对四路口区域分别采用优化后和未经优化的信号方案进行对比仿真实验,通过比较两种信号方案的区域车辆平均延误时间来验证区域交通信号优化方法的有效性。最后,根据本文对系统结构和区域信号优化方法的研究,对由四个路口组成的区域交通信号控制系统进行了实现,并通过对系统的测试验证了系统结构和区域信号优化方法的可行性。
【关键词】：多智能体 交通信号控制系统 控制信号传输协议 区域车辆平均延误 粒子群优化算法
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.51;TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 研究背景8
• 1.2 国内外研究现状8-11
• 1.2.1 交通信号控制系统发展史8-9
• 1.2.2 典型的交通信号控制系统9-10
• 1.2.3 智能交通控制系统10-11
• 1.3 研究目的和意义11-12
• 1.4 本文结构12-13
• 2 多智能体区域交通模型研究13-24
• 2.1 分布式与多智能体技术13-15
• 2.1.1 分布式系统13
• 2.1.2 智能体13-14
• 2.1.3 多智能体系统14-15
• 2.2 多智能体区域交通建模方法15
• 2.3 多智能体区域交通模型15-20
• 2.3.1 LA（Lane Agent）17-18
• 2.3.2 LCA（Lane Connect Agent）18
• 2.3.3 IA（Intersection Agent）18-20
• 2.3.4 DA（Domain Agent）20
• 2.4 智能体间数据通信机制20-22
• 2.5 智能体间数据通信格式22-24
• 3 基于多智能体的区域交通信号控制系统结构研究24-35
• 3.1 基于多智能体的系统功能分析24-25
• 3.2 基于多智能体的系统模型25-26
• 3.3 系统逻辑结构设计26-27
• 3.4 系统硬件结构设计27-31
• 3.4.1 组成系统的硬件设备27-28
• 3.4.2 系统设备间通信过程28-29
• 3.4.3 系统硬件结构29-31
• 3.5 系统结构仿真实验31-35
• 4 区域交通信号控制方法研究35-48
• 4.1 交通信号方案35-37
• 4.1.1 信号控制对象35
• 4.1.2 交通信号类型35-36
• 4.1.3 信号方案的组成36-37
• 4.2 区域交通信号控制评价指标37-39
• 4.3 区域交通信号控制评价模型39-41
• 4.4 区域交通信号控制优化算法41-44
• 4.5 区域交通信号控制方法的实现44-45
• 4.6 区域交通信号控制仿真实验45-48
• 4.6.1 区域交通仿真模型45-46
• 4.6.2 区域交通信号控制仿真46-48
• 5 区域交通信号控制系统的实现与测试48-63
• 5.1 系统硬件环境实现48-50
• 5.1.1 系统硬件结构48-49
• 5.1.2 系统硬件设备49
• 5.1.3 路口信号灯组安装49-50
• 5.2 系统软件环境实现50-61
• 5.2.1 系统控制功能编程实现51-58
• 5.2.2 区域信号优化功能编程实现58-61
• 5.3 区域交通信号控制系统测试61-63
• 结论63-64
• 参考文献64-67
• 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果67-68
• 致谢68-69

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本文编号：851124