留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

快速路系统反馈控制器设计及算法

谢劲松 韩印 范炳全 干宏程

谢劲松, 韩印, 范炳全, 干宏程. 快速路系统反馈控制器设计及算法[J]. 交通运输工程学报, 2008, 8(4): 99-103.
引用本文: 谢劲松, 韩印, 范炳全, 干宏程. 快速路系统反馈控制器设计及算法[J]. 交通运输工程学报, 2008, 8(4): 99-103.
XIE Jing-song, HAN Yin, FAN Bing-quan, GAN Hong-cheng. Feedback controller design and algorithm of freeway system[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2008, 8(4): 99-103.
Citation: XIE Jing-song, HAN Yin, FAN Bing-quan, GAN Hong-cheng. Feedback controller design and algorithm of freeway system[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2008, 8(4): 99-103.

快速路系统反馈控制器设计及算法

基金项目: 

上海市重点学科建设项目 T0502

上海市科委国际合作研究项目 062107043

上海理工大学博士启动基金项目 X693

详细信息
    作者简介:

    谢劲松(1974-), 男, 湖南新化人, 上海理工大学管理学博士研究生, 从事智能交通系统规划与管理研究

    范炳全(1942-), 男, 江苏丹阳人, 上海理工大学教授

  • 中图分类号: U491.1

Feedback controller design and algorithm of freeway system

More Information
  • 摘要: 为了提高快速路系统的利用效率, 设计了一个反馈控制器, 提出了反馈控制器的迭代求解算法, 控制器能实时跟踪车辆的密度, 并与所期望的密度进行比较, 把误差反馈给车辆, 通过给车辆发布恰当的速度命令来控制车辆运行, 使实际车辆密度收敛于期望密度。仿真计算结果表明: 算法取4次迭代时的车辆密度与运行速度最大相对误差为0.32%, 平均耗时为0.32 s, 因此, 设计的控制器使交通流运行趋于平稳, 减少了车辆延误, 从而提高了系统利用效率。

     

  • 图  1  快速路网拓扑

    Figure  1.  Topology of freeway network

    图  2  1次迭代后的密度演化曲线

    Figure  2.  Evolution graph of density after one iteration

    图  3  1次迭代后的速度演化曲线

    Figure  3.  Evolution graph of speed after one iteration

    图  4  2次迭代后的密度演化曲线

    Figure  4.  Evolution graph of density after two iterations

    图  5  2次迭代后的速度演化曲线

    Figure  5.  Evolution graph of speed after two iterations

    图  6  3次迭代后的密度演化曲线

    Figure  6.  Evolution graph of density after three iterations

    图  7  3次迭代后的速度演化曲线

    Figure  7.  Evolution graph of speed after three iterations

    图  8  4次迭代后的密度演化曲线

    Figure  8.  Evolution graph of density after four iterations

    图  9  4次迭代后的速度演化曲线

    Figure  9.  Evolution graph of speed after four iterations

    表  1  初始速度和密度

    Table  1.   Initial speeds and densities

    路段 1 2 3 4 5 6 7 8
    速度/(km·h-1) 81 81 29 29 81 81 81 81
    密度/(veh·km-1) 18 18 52 52 18 18 18 18
    下载: 导出CSV

    表  2  模型参数

    Table  2.   Model parameters

    α l m τ κ υ T vf ρjam cξ cζ ρdi
    0.95 1.86 4.05 20 40 60 10 110 110 0.85 0.85 25
    下载: 导出CSV

    表  3  迭代后性能指标

    Table  3.   Performance indexes after iterations

    下载: 导出CSV
  • [1] PAPAGEORGIOU M, KOTSI ALOS A. Freeway ramp metering: an overview[J]. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 2002, 3(4): 271-281. doi: 10.1109/TITS.2002.806803
    [2] KOTSI ALOS A, PAPAGEORGIOU M, MANGEAS M, et al. Coordinated and integrated control of motorway net-works via non-linear optimal control[J]. Transportation Research Part C, 2002, 10: 65-84. doi: 10.1016/S0968-090X(01)00005-5
    [3] ZHANG H M, RECKER W W. On optimal freeway rampcontrol policies for congested traffic corridors[J]. Transportation Research Part B, 1999, 33: 417-436. doi: 10.1016/S0191-2615(98)00045-9
    [4] 李志纯, 谷强, 史峰. 弹性需求下拥挤道路收费的模型与算法研究[J]. 交通运输工程学报, 2001, 1(3): 81-85. http://transport.chd.edu.cn/article/id/200103020

    LI Zhi-chun, GU Qiang, SHI Feng. Toll model and algorithm of roadjammed with traffic based on elastic demand[J]. Journalof Traffic and Transportation Engineering, 2001, 1(3): 81-85. (in Chinese) http://transport.chd.edu.cn/article/id/200103020
    [5] 史峰, 李志纯. 拥挤道路使用收费的理论构架[J]. 交通运输工程学报, 2002, 2(2): 78-82. http://transport.chd.edu.cn/article/id/200202019

    SHI Feng, LI Zhi-chun. Theoretic framework and development on research of congested road-use pricing[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2002, 2(2): 78-82. (in Chinese) http://transport.chd.edu.cn/article/id/200202019
    [6] CHIEN C C, ZHANG Y, IOANNOU P A. Traffic density control for automated highway systems[J]. Automatica, 1997, 33(7): 1273-1285.
    [7] PAYNE H J. Models of freeway traffic and control[J]. Mathematical Models of Public Systems, 1971, 1: 51-61.
    [8] KOHAN R R. Robust state estimation and control of highway traffic systems[D]. Toronto: University of Toronto, 2001.
    [9] PAPAGEORGIOU M, BLOSSEVILLE J M, HADJ-SALEM H. Modelling and real time control of traffic flow on the southern part of boulevard periherique in Paris[J]. Transportation Research Part A, 1990, 24: 345-359.
    [10] WANG Y, PAPAGEORGIOU M, MESSMER A. A realtime freeway network traffic surveillance tool[J]. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2006, 14(1): 18-32.
  • 加载中
图(9) / 表(3)
计量
  • 文章访问数:  257
  • HTML全文浏览量:  99
  • PDF下载量:  226
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2008-01-11
  • 刊出日期:  2008-08-25

目录

    /

    返回文章
    返回