图上混杂自动机建模与控制及稳定性分析-面向交通网络的研究

项目名称： 图上混杂自动机建模与控制及稳定性分析-面向交通网络的研究

项目编号： No.61273006

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 陈阳舟

作者单位： 北京工业大学

项目金额： 60万元

中文摘要： 以交通网络中的两类典型问题（信号网络控制、车辆编队协同控制）为背景，将图论与混杂自动机相结合提出图上混杂自动机(简称为HAoG)模型来描述网络或空间分布复杂动态系统，研究该模型典型特例的稳定性判据与镇定控制设计策略，并探讨在上述典型交通问题中的应用。主要研究内容有：1）图上混杂自动机定义、特点分析与分类；2）特殊类型图上混杂自动机的稳定性分析；3）特殊类型图上混杂自动机镇定控制设计；4）交通信号网络的图上混杂自动机建模、镇定控制设计及稳定性分析；5）车辆编队问题的图上混杂自动机建模、稳定性分析与镇定控制设计。 研究意义在于：理论上，借助图论工具拓展混杂自动机理论到网络或空间分布动态系统，建立图上混杂自动机的理论框架，给出易检验的稳定性判据和镇定控制设计策略；应用上，为交通网络中的典型问题提供新的研究途径，力图在新的框架下解决其中一些关键问题。

中文关键词： 加权动态图；混杂自动机；稳定性和镇定；交通信号网络；车辆编队

英文摘要： Motivated by two kinds of typical problems （signal network control, vehicle platoon cooperation control）in traffic network,merging graph theory with hybrid automata to describe complex dynamical systems over network or with spatially distributed construction,the project proposes a model called Hybrid Automata over Graph (HAoG for short). The study focuses on the stability analysis and stabilization control design for some typical cases of HAoG model,and the applicaion to the typical traffic problems. The main work includes: 1) Definition of Hybrid Automata over Graph，its characteristic and classification; 2) Stability analysis for some special cases of HAoG; 3) Stabilization control design for some special cases of HAoG; 4) HAoG-based modelling,stabilization control and stability analysis of traffic signal network; 5) HAoG-based modelling,stabilization control and stability analysis of vehicles platoon. The theoretic significance of the research consists of developing hybrid automata theory to describe the systems on network or with spatially distributed construction,setting up a theoretic framework of Hybrid Automata over Graph, and trying hard to obtain valuable stability criteria and stabilization control strategies. Practical applications of the HAoG model in traffic network will blaze a new path to stud

英文关键词： Weighted Dynamic Graph；Hybrid Automata；Stability and Stabilization；Traffic Signal Network；Vehicle Platoon