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首先简述了交通控制系统的控制结构，然后对多Agent技术在控制系统中的应用优势进行了分析，在对已有相关文献进行分析的基础上，提出了以路口Agent为单位的多Agent交通控制系统结构和路口Agent的内部结构，并对Agent间的协调机制进行了讨论.以混合遗传算法作为路口Agent的计算模型，以延误作为PI值，采用惩罚函数对绿信比进行了优化，通过matlab编程进行实际数据验证，结果表明混合遗传算法的优化结果优于已有的爬山法.     

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本文旨在研究期望速度对速度—密度曲线的影响.通过引入期望速度建立了新的博弈表和相应的交通流中观模型,利用VBA和Matlab混合编程技术开发了相应的计算程序.对于一个期望速度类情况,分析了期望速度相同时不同的道路条件对应的速度—密度曲线,以及相同道路条件下,不同期望速度对应的速度—密度曲线.对于多个期望速度类的情况,研究了多个期望速度的变异系数对车流平均速度的影响,以及慢车比例对车流平均速度的影响.得出结论,驾驶员的期望速度差异是影响车流平均速度的主要因素之一.当密度较小时,交通流处于个体流模式,此时交通流平均速度主要由期望速度差异决定;当密度较大时,交通流处于集体流模式,此时交通流平均速度主要由密度决定.     

考虑连接性的路网划分算法

针对传统K均值聚类算法在非均质路网划分应用中的不足,将路网连接性融入算法,解决其在路网划分应用中聚类结果不连续的问题.先使用最大最小距离算法确定初始聚类中心和路段差异性,并以聚类评价指标ANSK确定K值;然后统计连续时间间隔下路网划分结果的动态频数,合并和拆分不稳定的“噪声”路段,提高划分子区内路网的紧凑性.最后,基于现实路网中的车牌照自动识别实测数据,对改进的聚类方法进行了验证.将算法得到的划分效果与K均值聚类算法和Ncut算法进行对比,并对子区做宏观基本图分析.结果表明,改进后的K均值聚类算法在保证自身原有聚类优势下,可以有效实现连接性约束下的路网划分.     

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本文提出了利用Excel VBA作为主控程序将VISSIM与MATLAB进行集成构建仿真平台的方法,解决了直接对VISSIM二次开发编程难度大、耗时长的问题.该方法综合Excel VBA与VISSIM、MATLAB的接口编程容易,且MATLAB具有强大的工具箱、库函数和擅长处理矩阵的优点,其中VISSIM和MATLAB作为Excel VBA的调用对象,利用MATLAB编制新建交通控制模型的代码,利用VISSIM模拟车流运行和提取各种交通运行性能指标.具体地,VISSIM与Excel之间采用COM数据通讯接口进行集成,Excel与MATLAB之间采用Excel Link扩展接口进行集成.采用这种方法建立的交通控制仿真平台为研究验证新型的交通控制模型提供了有效途径,最后给出了一个基于该控制仿真平台建立的Q学习配时优化模型的实例.     

速度协调的Q学习模型研究

为平滑高速公路瓶颈区域上、下游车流速度,基于单位距离速度变化量和多项式SG卷积平滑处理的2个奖励函数,分别建立了2个速度协调的Q学习模型.利用Excel-VBA、VISSIM和MATLAB的集成仿真平台,对奖励函数的性能进行了仿真分析.研究结果表明:基于SG卷积平滑的奖励函数,可以有效地缓解瓶颈上游"走走停停"的现象,减小速度的波动幅度.速度协调的Q学习模型可以根据交通状态实时选择最优的运行速度.     

一种基于开源软件的 OD 反推求解算法

针对开源的中观交通分配软件 NEXTA-DTALite 中 OD 反推模型求解方法的不足,对 NEX-TA-DTALite 软件 OD 矩阵反推模型进行变换,构建新的目标函数,使用开源的线性规划软件 GLPK进行求解。利用开源数据格式文件 CSV 文件的通用读取和输出的特点,实现两个软件在数据交换方面达到无缝衔接。提出了利用 NEXTA-DTALite 和 GLPK 进行 OD 反推模型求解的算法步骤,解决了NEXTA 软件中利用 Excel 求解遇到的维数爆炸问题,同时提高了 NEXTA-DTALite 软件中 OD 反推模块的开源程度。     

平均排队长度差最小的单交叉口在线Q学习模型

为改善交叉口排队长度管理,避免交叉口某个方向排队长度过长,采用强化学习理论建立了以平均排队长度差最小为优化目标的在线Q学习模型.针对控制性能指标相对于邻近的配时方案不敏感的特点,提出了以平均排队长度差作为基本单位重新构造奖励函数,目的是拉大各行为对应的Q值差距,提高模型的收敛速度和鲁棒性.集成Excel VBA,Vissim,Matlab建立了在线仿真平台,作为计算环境对算例进行了计算.算例中利用GPS数据对Vissim软件中车辆加减速度曲线进行了标定.计算结果表明以平均排队长度差作为优化目标能够提高各个方向排队长度的平衡性,优化整个交叉口的时空资源;建立的在线Q模型具有学习能力和较快的计算速度,模型能否收敛受到周期取值和可选行为数量的影响.     

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通过数据融合技术确定车辆实际运行轨迹,本文首先基于三角形相似原理和图形透视原理建立了通过视频图像提取车辆轨迹的模型．在分析视频数据与GPS数据优缺点的基础上,提出利用视频数据标定GPS数据状态的数据融合方法．为了能够标定视频检测器未覆盖的路段的GPS数据状态,提出了标志速度方法．利用融合的车辆实际轨迹,能够实现在线评价线控协调方案的效果,解决了已有需要假设条件评价线控协调方案性能方法的不足．