强化学习型匝道控制模型的研究

高速公路上的交通堵塞造成了道路利用效率低下,并伴随着能源消耗和环境污染问题,因此各种各样的高速公路控制方法应用于缓解交通堵塞。本文提出强化学习型匝道控制模型,该模型以交通流模拟为预测工具,以人工智能的强化学习为最优化选择模型,并具有一定的自主性、有记忆功能和性能反馈功能,且是一种动态的过程。应用JAVA针对不同的交通状态进行模拟再现,模拟结果表明匝道控制模型对于减少交通堵塞具有显著的效果。     

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本文研究了如何使用模型来分析建立包含高速公路干线、匝道控制和上游信号控制的菱形立交的一个综合控制系统。本建模方法考虑到了很多方面因素，包括其组成部分、运营特性及系统内的互动作用。论文还提出了系统现场实施运营可能需要的具体措施。建立综合运营控制系统的最关键的因素是通过在钻石立交信号机中特定信号配时来处理匝道反馈信息。当管匝道上排队较长时，系统将通过自动调整来减少进入匝道的车流量，以保证匝道控制系统的有效性，避免匝道排队过长，减少高速公路瘫痪的可能性。由于该系统采用特殊信号相位和配时方法，其控制策略主要针对特定的钻石信号相位计划。文章还介绍了该系统的设计和构架以及现场实施的流程图。     

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高速公路匝道控制是一种通过限制进入高速公路车辆数来有效改善高速公路拥堵的交通控制方法。本文通过微观交通仿真对无匝道控制、定时控制及三种广泛应用的匝道控制算法（ALINEA、FLOW、Stratified Zone）进行比较评价。仿真采用AIMSUN NG软件，以澳大利亚昆士兰州太平洋快速路的仿真模型为基础测试模型。研究结果表明，基本的匝道控制可使路网能力比无控制时提高40%。就路网和高速公路主要线路能力而言，在正常的和高的交通需求条件下，ALINEA算法优于其他算法，Stratified Zone在提高入口匝道能力方面最优。就匝道入口能力而言，ALINEA算法的匝道入口能力最低，FLOW算法比Stratified Zone算法略优。本文用基尼系数（Gini coefficient）评价不同算法的道路使用者效用。结论还表明，匝道控制可使高速公路路网和入口匝道能力达到平衡。     

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本文基于对城市快速路入口匝道控制问题的分析，用微观交通仿真软件PARAMICS建立入口匝道控制仿真模型，对三种入口匝道控制算法（ALINEA，NEW-CONTROL和MIXED-CONTROL）进行仿真对比研究。结果表明三种算法都能一定程度上改善快速路的交通拥挤。同时给出三种算法的差异性描述，从交通流特征和算法特点分析产生差异的原因。最后指出MIXED-CONTROL在优化主线交通流的同时减少了入口匝道的车辆排队长度，其在高需求时的总体性能优于其它两种算法，是比较适合于实际应用的匝道感应控制算法。     

Will a higher free-flow speed lead us to a less congested freeway?

An approach based on cell transmission model (CTM) is proposed to estimate the impact of variable free-flow speeds (FFS) on the performance of a freeway system. Based on the basic CTM, four typical freeway control strategies consisting of non control, local ramp metering, coordinated ramp metering and global control are first formulated. Then the method of adjusting model parameters to the changed free-flow speeds is presented. Among the adjustments, an experimental function based on Fan and Seibold (2014) is proposed to change the jam density. Several useful measures are defined to estimate and compare the performances of different freeways. The following three main observations are obtained from numerical experiments. (a) With the gradually increasing FFS, the throughput of freeway will increase at the beginning and then change to decrease. (b) With the increasing FFS, the average delay of vehicles will decrease at the beginning and then change to increase. (c) A series of free-flow speeds associate with the best performance of freeway. These observations are theoretically analyzed through investigating the location and capacity of bottleneck. Study shows that in general the actual bottleneck capacity will increase at the beginning and then change to decrease with the continually increasing FFS. In view of the positive correlation between traffic delay and bottleneck capacity, the theoretical analysis confirms the numerical observations. The findings of this study can deepen the understanding of freeway systems and help management agents adopt proper measures to improve the performance of the whole system.     

Optimisation of motorway operations via ramp metering and variable speed limits

This paper presents a modelling and optimisation framework for deriving ramp metering and variable speed control strategies. We formulate the optimal control problems aiming to minimise the travel delay on motorways based upon a macroscopic cell transmission model of traffic. The optimal ramp metering optimisation is formulated as a linear programming (LP) while the variable speed control problem is formulated as a mixed integer LP. The optimisation models are applied to a real scenario over a section of M25 motorway in the UK. This paper also includes various analyses on the sensitivity of the optimal control solutions with respect to different network configurations and model assumptions.     

基于无线传感网络的三峡库区变动回水区航道航标遥测遥控系统研究

针对长江三峡库区变动回水区航道航标布设特点,利用无线传感网络模块研制航标遥测遥控终端,提出基于加速度与GPS传感器的航标碰撞与漂移预警方法。结合长江电子航道图的应用,开发航标遥测遥控软件,构建长江朝天门航 道管理处辖区莲花背控制河段航标遥测遥控系统,为内河航道物联网技术的应用提供示范。     

供暖计量热价的研究

研究住宅供暖计量热量与计量收费的关系,重点要区别住户的计量热量与理论耗热量的关系,理论耗热量是计量收费的依据。计量热量收费时,必须考虑计量收费调整系数。给出了计量热量的综合修正系数,即位置系数及户间传热修正系数的概念及确定方法。     

航标遥测遥控系统的设计与实现

介绍航标遥测遥控系统的总体架构及功能组成,系统由灯器数据采集终端、GSM公网通信、监控中心、监控客户端等组成,该系统可使航标信息按指定格式集中汇总在该航标中心的数据库中,并自动生成航标管理部门及主管部门所需的各类报表及资料,通过计算机网络传送至指定地点或进行打印输出,使航运主管部门及时掌握航运信息,避免事故发生。