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基于智能的高速公路交通控制与管理系统研究

邹国平

  高速公路以其大流量、快速、安全、舒适等特点已在道路交通中扮演了重要的角色并得以迅速发展,为改善我国交通运输状况及推动国民经济的发展作出了巨大的贡献。然而,交通拥挤及此引起交通延误、交通安全、环境污染及能源消耗等问题严重阻碍着高速公路效益的发挥。研究和实践表明,对高速公路进行交通控制与管理是解决上述问题的有效途径。高速公路交通控制与管理系统是一个包括人、车、路相互作用的复杂时变巨型系统,按传统的控制方法和常规管理手段很难达到满意的效果。因此,本文以交通控制与管理的集成化、智能化为基本思想,以智能工程(计算机科学、人工智能及系统工程)作为解决巨型复杂问题的方法论,就高速公路交通控制与管理问题展开了系统、深入的研究。概括起来有以下几方面:1、分析了高速公路交通流模型;研究了高速公路交通控制;论证了传统交通控制方法和策略的局限性,提出了高速公路交通智能控制的思想,并对智能控制策略进行了研究。2、集成交通控制是高速公路交通控制的最高形式。本文基于智能主体、系统科学及智能控制的理论与方法对高速公路集成交通控制系统进行了研究。首先阐述了智能主体的基本理论,分析了控制系统的基本结构,提出了高速公路交通集成控制系统的集散递阶体系结构。在此基础上建立了高速公路集成交通控制系统MAS模型,并对该MAS中主体的结构模型、构造方法、通信机制和协商机制进行了深入研究。3、ATMS是ITS的重要组成部分,也是ITS主要应用领域,本文对基于ATMS的高速公路交通控制与管理进行了研究。首先剖析先进交通管理系统(ATMS),指出ATMS是高速公路交通控制与管理系统智能化发展的方向。然后在分析高速公路交通控制与管理系统功能需求的基础上,提出基于ATMS的高速公路交通控制与管理系统的系统结构,并利用客户机/服务器技术就解决整个系统开放体系结构中的大量数据的集成问题进行了研究。最后,对AIDS作了深入分析,提出摘要了集成智能检测算法的思想,并对小波神经网络作了积极的探讨。4、鉴于我国的高速公路基本上是收费公路,论文对高速公路的收费管理进行了系统研究。首先综述了收费系统的基本理论和技术;然后对路网环境下的收费系统进行了深入研究,并对路网环境下收费存在的一些重要问题进行了剖析,给出相应的对策;最后,对电子收费(ETC)和组合式电子收费技术进行探讨。5、高速公路通信系统是高速公路交通控制和管理的通信平台,论文先从分析高速公路通信业务特点入手,深入研究了高速公路通信的组网技术(SDH、1P、ATM及网络技术的融合),提出了高速公路智能控制和管理的通信组网技术的优化选型,并给出了两个案例。最后,论文总结全文的研究工作,并对今后的研究方向进行了展望。……   
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