本文關鍵詞：基于云計算的交通瓶頸控制與誘導協(xié)同模型研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《吉林大學》 2015年

基于云計算的交通瓶頸控制與誘導協(xié)同模型研究

梅朵  

【摘要】：隨著城市的發(fā)展和人們生活水平的提高，小汽車保有量不斷增長，導致城市道路交通系統(tǒng)的壓力越來越大，隨之而來的交通擁堵、交通事故和環(huán)境污染頻頻出現(xiàn)，這些現(xiàn)象已經(jīng)嚴重影響了人們的出行效率和生活質量。交通擁堵是道路容量無法滿足交通需求，而又得不到及時處理的結果。城市路網(wǎng)是由交叉口和路段組成的，由于路網(wǎng)拓撲結構和交通設施布局之間的不合理性，以及交通流量的不斷變化，導致路網(wǎng)中存在很多固定的和動態(tài)的交通瓶頸。隨著交通需求的不斷增長，當交通需求增長到一定程度，道路容量不能滿足其需求，這些交通瓶頸就會首先發(fā)生交通擁堵，，并可能向周圍傳播或者蔓延，形成“多米諾”效應，這也是大范圍交通擁堵產(chǎn)生的原因。 交通瓶頸是城市道路網(wǎng)絡系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，是引發(fā)城市交通擁堵的根源，如果不能從根源上治理，則會導致交通擁堵迅速蔓延，甚至形成擁堵環(huán)路，產(chǎn)生“鎖死”現(xiàn)象，因此研究交通瓶頸的治理方法具有重要的意義。在治理交通瓶頸的過程中，單純地對形成交通瓶頸的路段進行交通控制或者交通誘導，只是單一地在時間上或者空間上實現(xiàn)了交通流的管理，并不能達到很好的效果，研究交通瓶頸控制與誘導協(xié)同模型勢在必行。在交通瓶頸控制與誘導協(xié)同模型的研究過程中，首先要識別交通瓶頸，然后要對動態(tài)交通瓶頸進行預測，還要對治理交通瓶頸的控制與誘導協(xié)同優(yōu)化模型求解，這些環(huán)節(jié)都離不開交通信息的高效處理。云計算自誕生之日起，便受到了各個領域研究學者的高度關注，云計算的快速提供服務能力、快速處理能力、彈性計算能力，為其在交通信息處理領域的發(fā)展提供了契機。因此，運用云計算技術對海量的交通數(shù)據(jù)進行智能分析與處理，并在此基礎上研究基于云計算的交通瓶頸控制與誘導協(xié)同模型，為治理交通瓶頸問題提供理論依據(jù)和技術支撐，為云計算在交通領域的發(fā)展與應用提供參考。 本論文研究基于云計算的交通瓶頸控制與誘導協(xié)同模型，在基于云計算的交通瓶頸控制與誘導系統(tǒng)框架的基礎上，首先研究了基于MapReduce的交通瓶頸識別方法，包括固定交通瓶頸識別方法和動態(tài)交通瓶頸識別方法，然后研究了基于MapReduce的動態(tài)交通瓶頸預測方法，最后研究了基于云計算的交通瓶頸控制與誘導協(xié)同優(yōu)化模型，并采取了基于MapReduce和遺傳算法的并行求解方法，從而提高交通信息的處理效率，更好地滿足用戶對交通瓶頸控制與誘導的實時性需求。具體研究內(nèi)容如下： （1）基于云計算的交通瓶頸控制與誘導系統(tǒng)框架 首先對云計算應用于智能交通系統(tǒng)的必要性進行了深入分析，包括智能交通系統(tǒng)的云需求分析、云計算技術、Google云計算的開源實現(xiàn)框架Hadoop等內(nèi)容的研究，并構建了智能交通云系統(tǒng)的基本框架，然后對交通瓶頸控制與誘導系統(tǒng)研究的幾個關鍵問題進行了分析，并闡述了應用云計算的必要性，最后構建了基于云計算的交通瓶頸控制與誘導系統(tǒng)框架。 （2）基于MapReduce和K-means的交通瓶頸識別方法 從固定交通瓶頸和動態(tài)交通瓶頸的影響因素出發(fā)，選取了合適的固定交通瓶頸和動態(tài)交通瓶頸的識別指標，在充分研究MapReduce并行編程模式和K-means聚類算法的基礎上，得到了K-means聚類算法的MapReduce并行化處理方式，最后提出了基于MapReduce和K-means聚類算法的固定交通瓶頸識別方法和動態(tài)交通交通瓶頸識別方法，并通過實例驗證所提出方法的有效性和可行性。 （3）基于MapReduce和GA-SVM的動態(tài)交通瓶頸預測方法 為了提高短時交通流預測的精度，充分考慮了交通流的時空相關性特征，并運用系統(tǒng)聚類分析的方法對交通流的時空相關性進行了分析，然后對支持向量機模型進行了研究，并結合云計算的MapReduce并行編程模式，提出了一種基于MapReduce和遺傳算法的支持向量機參數(shù)優(yōu)化算法，并將優(yōu)化好的支持向量機模型應用到短時交通流預測中，得到未來時段的交通流參數(shù)，最后將這些交通參數(shù)輸入到基于MapReduce的動態(tài)交通瓶頸識別算法中，實現(xiàn)了動態(tài)交通瓶頸預測，并通過實例驗證了該方法的可行性和優(yōu)勢。 （4）基于云計算的交通瓶頸控制與誘導協(xié)同模型 以交通瓶頸控制與誘導模型的建模思想為基礎，以“準系統(tǒng)最優(yōu)”為原則，充分考慮動態(tài)交通瓶頸的特殊性，在有排隊長度的情況下，構建了交通瓶頸控制與誘導協(xié)同優(yōu)化模型，并運用基于MapReduce的并行遺傳算法對協(xié)同優(yōu)化模型進行了求解，最后通過仿真實驗證明了所提出的協(xié)同模型的有效性和求解算法的可行性和高效性。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U491
【目錄】：

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【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱順應,王紅,李關壽;路段上短時間區(qū)段內(nèi)交通量預測ARIMA模型[J];重慶交通學院學報;2003年01期

2 彭厚文;楊爽;何鳳成;;基于聚類算法的并行化研究[J];電腦知識與技術;2009年24期

3 張玉梅;曲仕茹;溫凱歌;;基于混沌和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的短時交通流量預測[J];系統(tǒng)工程;2007年11期

4 談曉潔,周晶,盛昭瀚;城市交通擁擠特征及疏導決策分析[J];管理工程學報;2003年01期

5 楊兆升,楊慶芳,馮金巧;基于模糊綜合推理的道路交通事件識別算法[J];公路交通科技;2003年04期

6 戢曉峰;;基于粗糙集的路網(wǎng)瓶頸路段識別方法[J];公路交通科技;2009年09期

7 楊兆升,谷遠利;實時動態(tài)交通流預測模型研究[J];公路交通科技;1998年03期

8 李巧茹;陳亮;張錚;支學軍;;并行式時空二維融合路段交通量預測[J];河北工業(yè)大學學報;2008年03期

9 裴玉龍;蔣賢才;;飽和交通狀態(tài)下的綠信比優(yōu)化及其應用研究[J];哈爾濱工業(yè)大學學報;2005年11期

10 江小平;李成華;向文;張新訪;顏海濤;;k-means聚類算法的MapReduce并行化實現(xiàn)[J];華中科技大學學報(自然科學版);2011年S1期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 王凡;基于支持向量機的交通流預測方法研究[D];大連理工大學;2010年

2 龍建成;城市道路交通擁堵傳播規(guī)律及消散控制策略研究[D];北京交通大學;2009年

3 張彪;交叉口群擁堵擴散機理及其控制與誘導協(xié)同模型研究[D];吉林大學;2013年

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 華文立;胡學剛;;平衡決策樹分類精度與規(guī)則簡易性研究[J];安徽電子信息職業(yè)技術學院學報;2006年04期

2 吳金華;戴淼;尹劍;;基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡的陜西省土地利用結構模型研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2008年36期

3 曹素兵;朱嬋;;RNA二級結構遺傳預測算法中的選擇操作研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2011年14期

4 鄭克;王喜成;;基于服務最大化的果蔬品配送中心選址問題[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2011年14期

5 葉長芳;雷繼呈;高衛(wèi)斌;;自適應遺傳算法在智能組卷中的應用[J];信息安全與技術;2011年07期

6 張志華;王莉;;網(wǎng)絡環(huán)境下廣告資源優(yōu)化決策模型[J];鞍山科技大學學報;2006年05期

7 曾凌峰;;基于遺傳算法的自動組卷策略與實現(xiàn)[J];遼寧科技大學學報;2010年03期

8 宮照煊;王莉;;基于正交設計的免疫克隆遺傳算法[J];遼寧科技大學學報;2010年05期

9 于含迪;;非結構化數(shù)據(jù)分類整合在貴州項目網(wǎng)中的設計與實現(xiàn)[J];安順學院學報;2010年03期

10 楊波;鄭穎人;唐曉松;李安洪;;人工智能在雙排全長式抗滑樁設計中的應用[J];地下空間與工程學報;2010年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李枚毅;游維;蔡自興;;多樣度和適應度引導的遺傳算法操作概率計算研究[A];第二十六屆中國控制會議論文集[C];2007年

2 張志華;王莉;劉洪;;最大化網(wǎng)絡廣告收入的投放決策[A];第二十六屆中國控制會議論文集[C];2007年

3 蔡志理;姜桂艷;丁秋實;;基于SVM和數(shù)據(jù)融合技術的高速公路AID算法設計[A];第二十七屆中國控制會議論文集[C];2008年

4 ;On the Traffic Control Method for Congested Urban Road Based on Synergetics Theory[A];第二十七屆中國控制會議論文集[C];2008年

5 蔡志理;姜桂艷;;多SVM分類器融合技術在高速公路AID中的應用[A];第二十七屆中國控制會議論文集[C];2008年

6 宋詩斌;錢軍琪;;基于北斗導航的智能交通系統(tǒng)設計[A];第三屆中國衛(wèi)星導航學術年會電子文集——S01北斗/GNSS導航應用[C];2012年

7 許秀英;甘龍輝;陶冶;黃操軍;;基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡的土壤含水率預測[A];中國農(nóng)業(yè)工程學會2011年學術年會論文集[C];2011年

8 趙金帥;;基于遺傳算法和L濾波的混合噪聲濾波算法[A];第三屆全國壓電和聲波理論及器件技術研討會論文集[C];2008年

9 胡海洋;緒梅;;基于FPGA的遺傳算法在核爆監(jiān)測中的應用[A];第十四屆全國核電子學與核探測技術學術年會論文集（下冊）[C];2008年

10 舒輝;文勁宇;曹一家;羅春風;王大光;宋福海;;基于改進遺傳算法的發(fā)電機勵磁系統(tǒng)參數(shù)辨識[A];湖北省電工技術學會2004年學術年會論文集[C];2004年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張杏莉;幾何約束求解關鍵問題研究[D];山東科技大學;2010年

2 樊建聰;分布估計學習算法研究[D];山東科技大學;2010年

3 戴運桃;粒子群優(yōu)化算法研究及其在船舶運動參數(shù)辨識中的應用[D];哈爾濱工程大學;2010年

4 曹宇;利用遺傳算法對聲障板優(yōu)化設計的研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

5 時長江;豆科類雜草種子圖像識別系統(tǒng)研究[D];中國海洋大學;2009年

6 段志東;基于廣義模塊化設計的快鍛液壓機機架力學特性研究[D];蘭州大學;2010年

7 何英;干旱區(qū)典型流域水資源優(yōu)化配置研究[D];新疆農(nóng)業(yè)大學;2010年

8 孔令啟;基于內(nèi)外圈協(xié)同優(yōu)化策略的間歇化工過程不確定性調度研究[D];華南理工大學;2010年

9 包健;有限精度權值神經(jīng)網(wǎng)絡優(yōu)化的研究與應用[D];華東理工大學;2011年

10 陳霄;DNA遺傳算法及應用研究[D];浙江大學;2010年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳香庭;基于遺傳算法的K-means聚類方法的研究[D];山東科技大學;2010年

2 高一丹;城市道路交通網(wǎng)絡擁堵評價體系的構建[D];山東科技大學;2010年

3 陳善智;基于時間窗口的高速公路交通分析系統(tǒng)研究[D];山東科技大學;2010年

4 崔靜怡;基于車載導航系統(tǒng)的大區(qū)域路徑規(guī)劃算法的設計與實現(xiàn)[D];山東科技大學;2010年

5 程慧;基于神經(jīng)網(wǎng)絡的兩類問題研究[D];廣西師范學院;2010年

6 全書鵬;智能交通中車流量預測與路徑優(yōu)化技術的研究[D];鄭州大學;2010年

7 王慶麗;火電廠負荷經(jīng)濟調度算法研究及鍋爐熱經(jīng)濟性診斷[D];鄭州大學;2010年

8 孔祥偉;城市二次供水智能控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D];鄭州大學;2010年

9 雷明杰;神經(jīng)網(wǎng)絡和遺傳算法在中厚板軋機中的應用研究[D];鄭州大學;2010年

10 白明;船舶管系路徑優(yōu)化算法研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

【二級參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李凱,黃厚寬;支持向量機增量學習算法研究[J];北方交通大學學報;2003年05期

2 姚智勝;邵春福;高永亮;;基于支持向量回歸機的交通狀態(tài)短時預測方法研究[J];北京交通大學學報;2006年03期

3 趙暉;高自友;;變分不等式的混沌搜索算法[J];北京交通大學學報;2006年06期

4 董春嬌;邵春福;熊志華;;基于優(yōu)化SVM的城市快速路網(wǎng)交通流狀態(tài)判別[J];北京交通大學學報;2011年06期

5 錢文靜;鄧仲華;;云計算與信息資源共享管理[J];圖書與情報;2009年04期

6 林繼鵬,劉君華,凌振寶;并行支持向量機算法及其應用[J];吉林大學學報(信息科學版);2004年05期

7 焦海賢;隨機動態(tài)交通分配模型的穩(wěn)定性分析[J];重慶交通學院學報;2005年06期

8 任其亮;;基于小波與混沌集成的短時交通流預測[J];重慶交通大學學報(自然科學版);2008年04期

9 石崧,陳嫻;武漢主城區(qū)交通瓶頸透視及科學規(guī)劃管理探討[J];城市規(guī)劃;2002年03期

10 郭瑞軍;王晚香;;城市交通擁擠的社會成本分析初探[J];城市公共交通;2008年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 保麗霞;楊兆升;劉雪杰;劉新杰;;與交通控制協(xié)同的交通流準均衡分配模型研究[A];可持續(xù)發(fā)展的中國交通——2005全國博士生學術論壇（交通運輸工程學科）論文集（下冊）[C];2005年

2 高云峰;胡華;楊曉光;;交叉口群協(xié)調控制相位差優(yōu)化模型研究[A];第二屆中國智能交通年會論文集[C];2006年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 栗紅強;城市交通控制信號配時參數(shù)優(yōu)化方法研究[D];吉林大學;2004年

2 孫喜梅;城市路網(wǎng)實時動態(tài)交通信息的組合預測模型和方法研究[D];吉林大學;2002年

3 保麗霞;基于信息集成的城市交通流誘導與交通控制協(xié)同的關鍵理論及技術研究[D];吉林大學;2006年

4 陳昕;基于協(xié)同學的城市交通控制與誘導系統(tǒng)協(xié)同的理論與方法研究[D];吉林大學;2006年

5 周元峰;基于信息的駕駛員路徑選擇行為及動態(tài)誘導模型研究[D];北京交通大學;2007年

6 冮龍暉;城市道路交通狀態(tài)判別及擁擠擴散范圍估計方法研究[D];吉林大學;2007年

7 連愛萍;城市動態(tài)網(wǎng)絡交通流分配及相關問題的研究[D];北京交通大學;2007年

8 吳建軍;城市交通網(wǎng)絡拓撲結構復雜性研究[D];北京交通大學;2008年

9 胡一竑;基于復雜網(wǎng)絡的交通網(wǎng)絡復雜性研究[D];復旦大學;2008年

10 崔迪;群落結構的復雜網(wǎng)絡及其交通行為的研究[D];北京交通大學;2009年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張春勤;道路交通動態(tài)信息發(fā)布策略研究[D];吉林大學;2011年

2 王燕;基于期望效用理論與前景理論的出行決策模型對比研究[D];西南交通大學;2011年

3 祝付玲;城市道路交通擁堵評價指標體系研究[D];東南大學;2006年

4 於毅;城市道路交通狀態(tài)判別方法研究[D];北京交通大學;2007年

5 劉新杰;城市交通控制系統(tǒng)與交通流誘導系統(tǒng)協(xié)同策略研究[D];吉林大學;2007年

6 賈森;基于實時信息的城市道路交通狀態(tài)判別方法研究[D];北京交通大學;2007年

7 任園園;冰雪條件下城市道路交通流特性及管理對策研究[D];吉林大學;2008年

8 孫鳳霞;城市區(qū)域交通可變信息板布點方法研究[D];吉林大學;2008年

9 楊志勇;基于前景理論的出發(fā)時刻和出行路徑選擇模型研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2007年

10 鄧清清;交通誘導系統(tǒng)的流量預測和路徑優(yōu)化并行算法研究[D];大連理工大學;2008年

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高志剛;劉海洲;周濤;;交通波理論在交通瓶頸處的應用分析[J];交通標準化;2009年11期

2 石崧,陳嫻;武漢主城區(qū)交通瓶頸透視及科學規(guī)劃管理探討[J];城市規(guī)劃;2002年03期

3 張波;;云南昭麻等3條高速年內(nèi)開建[J];筑路機械與施工機械化;2012年04期

4 施潤;陳桔;桓釋宇;梁峰;劉聰;;昆明城市東北出入口交通瓶頸調查分析與對策[J];交通科技與經(jīng)濟;2009年06期

5 劉小明;及延輝;李穎宏;王力;張永忠;;交通瓶頸影響下兩路口聯(lián)動控制策略研究[J];武漢理工大學學報(交通科學與工程版);2012年01期

6 楊紫潔;賈志絢;;交通瓶頸處大、小型車插隊行為的演化分析[J];太原科技大學學報;2014年01期

7 劉小明;鄭淑暉;鐘劍;張杰;;交通瓶頸下相序設置對路口交通狀況影響分析[J];公路交通科技;2008年07期

8 曾廣湘;薛郁;;準滑�？刂茟糜谛腥送ǖ赖慕煌ㄆ款i[J];物理學報;2011年01期

9 安居;李健;劉小明;;交通瓶頸對區(qū)域土地利用的制約研究[J];山西建筑;2007年14期

10 ;建設[J];筑路機械與施工機械化;2013年06期

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 香港知名財經(jīng)評論員 香港商報副總編輯 顏安生;[N];深圳特區(qū)報;2014年

2 記者 羅麗 通訊員 王樹華;[N];呂梁日報;2014年

3 本報評論員 李瓊;[N];湖北日報;2014年

4 周杭生;[N];聯(lián)合時報;2005年

5 記者 何錟坡;[N];珠海特區(qū)報;2010年

6 記者 黃偉清;[N];南京日報;2005年

7 郭中昱;[N];開封日報;2007年

8 本報評論員;[N];昆明日報;2007年

9 本報記者 毛立軍;[N];人民政協(xié)報;2003年

10 本報記者 林蔚學;[N];閩西日報;2011年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 梅朵;基于云計算的交通瓶頸控制與誘導協(xié)同模型研究[D];吉林大學;2015年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 安居;交通瓶頸對區(qū)域土地利用的制約研究[D];北京工業(yè)大學;2007年

2 鄧瑞;城市區(qū)域路網(wǎng)交通瓶頸識別與預測[D];西南交通大學;2012年

3 賀寒輝;基于仿真技術的交通瓶頸研究[D];湖南大學;2006年

4 尹琨杰;基于動態(tài)交通分配的城市中心區(qū)交通瓶頸識別與疏導策略研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

5 李淑萍;長春市二環(huán)路交通瓶頸識別及改擴建方案研究[D];吉林大學;2012年

6 陳昱光;城市道路交通瓶頸信號控制方法研究[D];吉林大學;2008年

7 陳萬鑫;城市道路瓶頸交叉口識別及解決方案研究[D];吉林大學;2013年

  本文關鍵詞：基于云計算的交通瓶頸控制與誘導協(xié)同模型研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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