【硕士论文】高速公路控制与通信技术研究.pdf

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1、华南理工大学博士学位论文高速公路控制与通信技术研究姓名：贺敬凯申请学位级别：博士专业：控制理论与控制工程指导教师：徐建闽20030428摘要改革开放后，特别是近十年来，我国高速公路建设取得了前所未有的成就，高速公路网络智能管理与控制的实践，迫切要求相适应的基础理论与实用技术。高速公路机电工程设施是以电子、通信和控制等高新技术为主的机电集成系统，它实施交通监控、公路通行费征收、信息传输、隧道安全运行保障和道路照明等功能。近十年来我国许多地区的高速公路管理部门已引进不少国外先进机电系统和设备，如何将国外先进技术与我国道路运行管理的实际需求结合起来，建设一个有效的实用的高速公路运行管理系统

2、，是需要努力探索和思考的问题。本论文结合广东省高速公路的情况，对高速公路交通控制方法和通信技术进行了深入的分析和研究，并提出了可行的控制方法和通信技术设计方案，为将来建设高速公路或改造高速公路提供参考依据。本文共分七章，主要讨论了相互关联的控制和通信两个方面的内容：(1)本文在前四章着重进行高速公路控制方面的论述。主要研究成果如下：由于交通流是一个时变的复杂的系统，对其进行数学建模往往顾此失彼，不能全面的反映交通状况，出于控制的目的，本文首先分析得出交通密度是控制输入量或目标量的最佳选择并提出了一个用于预测交通密度的神经网络算法；由于交通控制是一个复杂的非线性系统，数学建模方法具有很

3、大的局限性，而依据人的经验往往能达到更好的控制效果，本文将模糊控制应用于入口匝道控制器，并以交通密度作为输入量和目标量，设计了一个入口匝道模糊控制器；对于拥挤收费控制，目前研究较多的是拥挤收费控制的原理与定性分析，但如何定量确定拥挤收费则没有一定的方法可循，本文创造性地提出使用模糊综合评判的方法来定量确定拥挤收费，为拥挤收费的制定提供了一种可行的方法。(2)针对目前高速公路通信系统在高速公路控制和管理中的重要性，本文在五六两章对高速公路现场控制技术和通信网的建设及应用方面进行了详细的分析。主要研究成果如下：由于现场信息的获取与处理是高速公路整个系统集成的基础性工作，在高速公路中占有极

4、为重要的地位，也是实施高速公路工程应用中必然会遇到的问题，本文针对高速公路通信网络中的现场控制层信息获取与处理问题，提出了采用先进的LON现场总线作为高速公路隧道现场控制层通信系统的解决方案，而目前在隧道现场控制中较常使用DCS系统作为解决方案：另外通信网的建立不仅能够满足现在高速公路管理和控制系统的需要，而且还可以在此基础上开发出更多的高效的管理系统，因此本文通过分析最新通信技术，得华南理工大学工学博士学位论文出ATMOverSDH是目前高速公路通信系统及其联网技术的首选，并结合广东省高速公路的情况设计了基于SDH的省域高速公路通信系统。基于控制技术和通信网络的高速公路应用系统很多

5、，基于控制技术和通信网络的高速公路应用系统的开发必将大大提升高速公路的管理效率和控制功能，为更加充分发挥高速公路的功能奠定基础。本文在最后一章给出了基于高速公路控制与通信技术的三个应用系统一一城市环路交通监控系统、省域联网收费系统和视频会议系统的整体方案设计。作者在研究中始终强调研究成果的实用性与先进性，在高速公路的控制方面，强调应用先进的控制和预测算法。在高速公路的管理方面，强调通信技术的先进性和实用性。本文的研究成果对于提高高速公路系统的整体经济效益和社会效益具有重要的现实意义。关键词高速公路；神经网络：模糊控制；模糊评判；通信技术ⅡAbstracCABSTRACTAfterre

6、formationandopen，especiallyinrecenttenyears，thestrangeachievementwasacquiredintheconstructionofthefreewayinourcountry．Thepracticeofintelligentmanagementandcontrolonfreewayurgentlydemandtheadaptivebasaltheoryandappliedtechnology．Inrecenttenyears，themanagementdepartmentoffreewayinmanyregionintrod

7、ucedsomeadvancedmechanicalandelectronicequipmentsystemintochina，howtocombinesuchsystemwiththepracticaldemandoffreewaymanagementinourcountryandconstructaeffectivepracticalmanagementsysteminfreewayisaquestionworthyofexploringandcons