多交叉口应急车辆信号优先协调控制研究

论文摘要

应急救援管理系统（Emergency Management Systems. EMS）是在突发公共事件发生时指导应急车辆快速响应应急要求,参与救援、抢险、输送人员及物资,并在应急车辆运行途中警示常规车辆的系统。作为应急救援与疏散过程中不可或缺的环节,应急车辆信号优先问题的研究显得尤为重要,正逐渐为学者们所重视。本文研究的是在应急响应过程中,应急车辆经过多交叉口的信号优先协调控制问题,旨在保证应急车辆快速、安全地通过多个信号交叉口的前提下,最大限度地减少应急车辆对常规车辆的影响,在一定程度上为突发公共事件的救援工作提供理论依据和技术支持,具有重要的现实意义。依据多智能体的特征和协调原理,首先建立了一个“分散-协调”式多智能体系统框架,从应急车辆信号优先协调控制系统的基本硬件结构中,抽象出了车辆运行智能体模型、信号控制智能体模型和协调管理智能体模型3种基本智能体模型,着重研究了各种智能体在应急车辆运行过程中的角色和功能,运用模糊推理完成了系统的协调和决策过程。对于首个交叉口设计了不同信号控制智能体的多级模糊决策算法,对于后续交叉口设计了相邻交叉口信号控制智能体的模糊协商算法。最后给出了一种自适应协调方法,作为相邻交叉口信号控制智能体协商失败情况的补充。分别选取最大排队车辆数、应急车辆和常规车辆的交叉口平均延误时间和平均停车次数等作为评价指标,设计了两组对比实验,完成应急车辆信号优先协调控制仿真。通过同对比实验结果的比较,验证了本文给出的应急车辆信号优先协调控制方法的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景与研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.2.3 国内外研究现状分析
• 1.3 研究内容
• 1.4 技术路线
• 第2章 应急车辆信号优先控制系统分析
• 2.1 应急车辆信号优先控制问题
• 2.1.1 应急车辆行程时间的影响因素
• 2.1.2 研究对象
• 2.2 应急车辆信号优先协调控制系统结构
• 2.2.1 系统基本硬件
• 2.2.2 系统内部数据流
• 2.3 多交叉口应急车辆信号优先协调控制策略
• 2.3.1 首个信号交叉口的信号优先控制策略
• 2.3.2 后续信号交叉口的信号优先协调控制策略
• 2.4 本章小结
• 第3章 应急车辆信号优先协调控制模型及模糊推理
• 3.1 应急车辆信号优先协调控制多智能体模型
• 3.1.1 基于多智能体的交通信号协调控制体系
• 3.1.2 车辆运行智能体模型
• 3.1.3 信号控制智能体模型
• 3.1.4 协调管理智能体模型
• 3.2 信号控制智能体的模糊推理决策及算法
• 3.2.1 智能体的模糊推理决策
• 3.2.2 参数变量的预处理
• 3.2.3 信号控制智能体内部多级模糊推理决策及算法
• 3.2.4 相邻信号控制智能体间的模糊协商控制及算法
• 3.3 应急车辆信号优先系统的协调控制算法
• 3.4 智能体间通讯的实现
• 3.5 本章小结
• 第4章 应急车辆信号优先协调控制仿真实验
• 4.1 仿真实验说明
• 4.1.1 实验条件说明
• 4.1.2 仿真界面说明
• 4.1.3 仿真实验流程
• 4.2 对比实验设计及结果分析
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢