基于交通状态可控性分析的信号交叉口切换控制方法研究

项目名称： 基于交通状态可控性分析的信号交叉口切换控制方法研究

项目编号： No.51308005

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 建筑科学

项目作者： 王力

作者单位： 北方工业大学

项目金额： 22万元

中文摘要： 传统的欠饱和和过饱和交通信号控制方法未能从控制角度界定交叉口交通流状态的可控性，在众多信号控制评价指标中难以从理论上分析不同状态下控制目标的合理性，且同一对象不同交通状态的信号控制策略无法进行统一描述。本项目从交通状态可控性分析入手着眼于构建不同交通状态下信号交叉口的切换控制模式:(1)研究建立信号控制条件下单交叉口和多交叉口区域的交通状态空间模型，根据交通状态空间的可控性划分重新定义信号控制输入条件下的饱和交通状态概念;(2)基于欠饱和、饱和、过饱和交通状态子空间的分解，研究选择合理的信号控制目标，确保各子空间交通状态控制的有效性;(3)将信号交叉口不同饱和交通状态空间之间的动态输入控制统一于切换系统的控制框架，研究不同交通状态下交叉口信号切换控制的稳定性条件，并设计实现一体化模型预测控制器。本项目的研究能够为解决不同交通状态下信号交叉口的自适应控制问题提供新的理论视角和实现途径。

中文关键词： 交通信号控制；交通状态可控性；饱和交通状态；切换控制；

英文摘要： Traditional oversaturated traffic control methods have not defined the controllability of intersection saturated traffic state to quantify the degree of traffic optimization and could not make sure the right control index for different traffic state subspaces.It is difficult to discribe traffic signal control strategy for different traffic control state in a same framework. In this project a basic framework of traffic switching control approach will be built based on oversaturated traffic signal controllability definition. Firstly, under traffic signal control conditions, traffic signal controllability concept will be redefined and traffic state space control model be built for single intersection and multi-intersections, then controllable traffic state subspace, uncontrollable traffic state subspace and critical traffic state will be ensured. Secondly, specific and feasible traffic control objects aimed at different traffic state subspaces will be selected to optimize the traffic state among intersections. Thirdly, switching control approaches will be applied to utilize traffic state optimization according to different traffic objects and overall stability conditions of traffic state smooth switching control need to be decided. Then MPC controller for single intersection and multi-intersections will be designed

英文关键词： Traffic signal control；Traffic state controllability；Saturated traffic state；Switching control；