城市智慧型公共運輸中的信號優先自組織最佳化理論研究

《城市智慧型公共運輸中的信號優先自組織最佳化理論研究》是依託西南交通大學，由閆飛擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：城市智慧型公共運輸中的信號優先自組織最佳化理論研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：閆飛
• 依託單位：西南交通大學

項目摘要

城市智慧型公共運輸的信號優先是智慧型交通發展中的一個重要研究內容。然而，目前對公交信號優先的研究中出現了優先範圍小、無法針對交通狀況而自適應變化等一些亟待解決的局限和難點。本課題將以複雜網路同步理論為線索，構建城市公交信號網路化、分散式、自組織優先的控制理論。研究採用非線性耦合振盪器的方法對城市公交信號進行同步，並配合相差達到網路化自組織信號優先的效果。同時，研究公車輛調度與所提出自組織信號優先的動態配合方法以及特殊條件下對控制策略的改進，以便更好的完善控制理論。此外，針對公交網路拓撲結構和網路特性的不同，分析其對系統上層網路化信號優先的影響。本項目在理論上對城市公共運輸中的信號優先控制問題進行原創性的研究，並注重科學與實際套用的結合。所得成果，將為智慧型公共運輸系統的發展提供可靠理論支持和技術保證，具有重要的科學意義和實際套用價值。

結題摘要

本項目主要立足於複雜網路中同步現象，研究城市公共運輸網路信號優先的網路化、分散式、自組織控制等理論。在本項目在預研階段和項目正式啟動後三年時間中，順利完成了在城市車流密度大的條件下，利用交通網路的動力學特性來構建快速實現公共運輸車輛信號優先的理論基礎研究，以及與此配合的公車輛動態調度算法；完成了在車流條件改變的情況下，如何使公交信號網路自組織式的進行重新最佳化的工作。在解決這些問題的同時，我們關注到用車路協同技術在調度車輛時，許多研究人員在路口提出的各種最佳化調度算法均對計算時間上有較高的要求，然而對於該問題的時間計算複雜度仍然沒有明確的結論。針對這一問題，我們研究並證明了在基於車路協同控制下，交叉路口的車輛調度最優解的時間計算複雜度。這些研究對公共運輸網路公交優先的信號最佳化技術有著重要的科學意義。 此外，我們結合依託單位的研究特色，將理論研究過程中涉及到的與團隊研究方向相關的內容進行拓展。對系統理論在智慧型交通及控制方面，尤其是多智慧型體控制方面進行了深入的研究。針對這一點，我們提出了新的控制器和證明，很好的解決了在異構多智慧型體系統的輸出一致性控制的研究中，同時保持系統穩定性、跟蹤時，傳統採用p-copy方案下系統控制的複雜度過大的問題。同時，對存在擾動的情況下系統的輸出一致性問題，我們選定了系統模型參數的不確定性在二次界的約束下的情況，指出其穩定性的問題直接指向了H infinity的魯棒控制問題，並且計算出了確定的魯棒界限，這一點有較為重要的科學意義。 在項目預研期間以及項目執行期間，所得研究成果共發表論文15篇，其中期刊雜誌7篇，國內外重點會議8篇，超額完成了項目成果目標。在項目執行過程中，我們結合研究部分成果和新出現一些方法與思路，申請了四川省科技項目2項。