عنوان پایان‌نامه
کنترل هوشمند ترافیک بزرگراهها از طریق کنترل ورودی جریان ترافیک و محدودیت سرعت
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-کنترل
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 37137
- تاریخ دفاع
- ۳۰ بهمن ۱۳۸۶
- دانشجو
- امیر حسین قدس
- استاد راهنما
- اشکان رحیمی کیان
- چکیده
- امروزه افزایش چشمگیر تقاضا برای حمل و نقل در مسیرهای درون شهری و برون شهری باعث ایجاد ازدحام و ترافیک در سطح بزرگراه ها شده است. از اینرو ارائه راه حل های کوتاه مدت برای حل این مشکل ضروری به نظر می رسد. روش های مختلفی برای بهبود عملکرد یک شبکه ترافیکی بزرگراهی تاکنون ارائه شده است. در میان آنها روش هایی مانند کنترل ورودی، محدودیت سرعت و پیشنهاد مسیر به عنوان مؤثرترین، سریعترین و ارزانترین راه کارها برای کاهش ازدحام به شمار می آیند. در این تحقیق روش های مختلف کنترل ترافیک بزرگراهی معرفی شده اند. در میان این روش ها، کنترل ورودی و محدودیت سرعت مورد بحث و بررسی بیشتر واقع شده است. همچنین روش های متداولی که تاکنون برای پیاده سازی این دو شیوه کنترل ارائه شده اند، مورد مطالعه قرار گرفته اند. سپس با در نظر گرفتن مزایا و معایب هر کدام روشی کارآمد برای استفاده بهینه از ظرفیت یک شبکه ترافیکی و افزایش کارائی آن ارائه گردیده است. به منظور انجام شبیه سازی و تحلیل عملکرد روش های ارائه شده، یک مدل ترافیکی مرتبه دو ماکروسکپیک بنام METANET مورد استفاده قرار گرفته است. در رویکرد اول، کنترل پیش بین برای کاهش ازدحام و افزایش جریان ترافیک بکار گرفته شده است. ویژگی اصلی این روش امکان ارائه کنترل تطبیقی، هماهنگ و زمان واقعی است که بر اساس بهینه سازی بنا نهاده شده است. برای حل مشکل پیچیدگی و زمان بر شدن محاسبات در روش کنترل پیش بین به ویژه در شیوه کنترل شبکه ای یک بزرگراه به کمک چندین کنترل کننده، و همچنین افزایش کارائی آن از نظریه بازی ها با کاربرد بهینه سازی با ابعاد بالا استفاده کرده ایم. برای ارزیابی روش های کنترل ارائه شده، مقایسه ای از نظر کارائی و سرعت محاسبات بین روش های پیشنهاد شده و حالت بدون استفاده از کنترل، انجام شده است. در رویکرد دوم این پایان نامه از یک کنترل کننده ژنتیک-فازی برای کنترل ورودی و محدودیت سرعت استفاده شده است. توانایی این کنترل کننده درمواجهه با اطلاعات نایقین سیستم ترافیک و اندازه گیری های نویزی باعث کارایی این روش به عنوان یک کنترل کننده محلی شده است. شبیه سازی های مربوطه در محیط MATLAB و به کمک توابع آن انجام شده است.
- Abstract
- — In this paper, finding the optimal coordination of ramp metering and variable speed limits in a large-scale freeway traffic network is the main subject. The model predictive control is applied to the case study. In this approach as the number of controlled inputs increases, the computational complexities increase exponentially. This could make the real-time implementation unfeasible. The game- theoretic model is employed to solve this problem. The algorithm is scalable to a real large-scale network with high accuracy. The parallel computation nature of the algorithm results in finding the optimal plans over the rolling horizon in a short time. The presented simulations demonstrate the efficiency of the proposed method.
