多功能动态智能交通网系统

本科生毕业论文（设计）册学院：数学与信息科学学院专业：数学与应用数学班级：2008级B班学生：赵小亮指导教师：韩力文河北师范大学本科毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目：多功能动态智能交通网系统学院：数学与信息科学学院专业：数学与应用数学班级：2008级B班学生姓名：赵小亮学号：2008011440指导教师：韩力文职称：副教授1、论文（设计）研究目标及主要任务本论文主要探讨了现代及未来智能交通的发展方向，提出了多功能动态智能交通网系统的构想，力争实现现代交通网的智能化、自动化、集成化、多功能化。2、论文（设计）的主要内容（1）单一路口实时自适应智能交通灯（2）相邻路口智能交通灯实时配合（3）智能路网配合与调度控制（4）智能交通网附带功能（5）智能交通应急人为干预3、论文（设计）的基础条件及研究路线现代数理科学与工程技术的高速发展，尤其是传感器、智能控制、计算机技术等高科技的发展为我们解决交通拥堵提供了基础条件。本文将沿着单一路口实时自适应智能交通灯相邻路口智能交通灯实时配合智能路网配合与调度控制智能交通网附带功能智能交通应急人为干预为主线由简单到复杂、由低级到高级、由低智能到高智能进行研究。4、主要参考文献[1]姜长生，王从庆等.智能控制与应用.北京：科学出版社，2007，7[2]涂序彦，王枞等.智能控制论.北京：科学出版社，2010，10[3]侯江涛.基于传感器网络的智能交通系统模型应用研究.山东科技大学硕士论文[4]AraN.Knaian.Awirelesssensornetworkforsmartroadbedsandintelligenttransportationsystems[D].Massachusetts:MassachusettsInstituteofTechnology,2000.[5]丁永生，刘宝等.基于生物网络的智能控制与优化.北京：科学出版社，2010，35、计划进度阶段起止日期1查找资料，储备相关知识；撰写较详细的研究安排，制定调查对象具体内容，准备工具，为下一阶段调查研究做准备。2011年10月8日—2011年11月9日2深入石家庄各路、段路口调查道路交通中存在的问题与不足，并做好详尽记录；上网获取国内外智能交通的最新研究结果，借鉴并学习其成果。2011年11月10日—2011年12月5日3根据调查阶段所获取的信息，分析总结道路交通中存在的问题，针对问题给出解决草案大纲。2011年12月6日--2012年2月18日4针对大纲将问题细化，确定研究具体内容，并深入研究，最终完成论文初稿。2012年2月19日--2012年9月20日5请教学者及相关技术人员，征求他们对论文的修改意见，进行多次修改后完成定稿。2012年4月21日--2012年5月11日指导教师:年月日教研室主任:年月日河北师范大学本科生毕业论文（设计）开题报告书数学与信息科学学院数学与应用数学专业2012届学生姓名赵小亮论文（设计）题目多功能动态智能交通网系统指导教师韩力文专业职称副教授所属教研室计算数学教研室研究方向计算几何课题论证：随着全球范围内城市化趋势的迅猛发展，越来越多人民向城市集中，全球大多是人口将在城市生活，而城市的交通拥堵的现状亟待解决。传统的非智能交通网无法适应时代的发展。现代数理科学与工程技术的高速发展，尤其是传感器、智能控制、计算机技术等高科技的发展为我们解决交通拥堵提供了新思路，特别使是对多功能动态智能交通网系统的实现成为可能。近些年国内外学者对智能交通的相关研究非常重视，并取得许多可喜的成果。多国进行智能交通的实践尝试，积累宝贵的和经验，对本课题的研究有重要借鉴意义。方案设计：设计内容见附录1：《开题报告书（方案设计）部分》。进度计划：2011年10月8日—2011年11月9日查找资料，储备相关知识；撰写较详细的研究安排，制定调查对象的具体内容，准备工具，为下一阶段调查研究做准备。2011年11月10日—2011年12月5日深入石家庄各路、段路口调查道路交通中存在的问题与不足，并做好详尽记录；上网获取国内外智能交通的最新研究结果，借鉴并学习其成果。2011年12月6日--2012年2月18日根据调查阶段所获取的信息，分析总结道路交通中存在的问题，针对问题给出解决草案大纲。2012年2月19日--2012年9月20日针对大纲将问题细化，确定研究具体内容，并深入研究，最终完成论文初稿。2012年4月21日--2012年5月11日请教学者及相关技术人员征求他们对论文的修改意见，进行多次修改完成定稿。指导教师意见：指导教师签名：年月日教研室意见：教研室主任签名：年月日附录1：《开题报告书（方案设计）部分》方案设计：现代数理科学与工程技术的高速发展，尤其是传感器、智能控制、计算机技术等高科技的发展，为我们解决交通拥堵提供了新的基础条件。本论文主要探讨了现代及未来智能交通的发展方向，提出了多功能动态智能交通网系统的构想，力争实现现代交通网的智能化、自动化、集成化、多功能化。本文将沿着单一路口实时自适应智能交通灯相邻路口智能交通灯实时配合智能路网配合与调度控制智能交通网附带功能智能交通应急人为干预为主线由简单到复杂、由低级到高级、由低智能到高智能进行研究。单一路口实时自适应智能交通灯主要采用了层次分析法进行路况信息的评估，获取初步最优控制策略，并采用机器学习的方法不断改进升级策略库。相邻路口调控配合调控模型的方案设计主要有交通信息采集子系统、数据分析预测子系统、专家控制策略库子系统、策略实施子系统、策略实际调控效果评估子系统、自主学习策略更新子系统等组成。智能路网配合与调度控制系统方案主要由分层模糊遗传神经网络模型协调调度、专家系统策略控制库、自主学习自适应控制、智能路线选择等子系统组成。智能交通网的主要附带功能方案内容包括有交通监管、交通事故责任认定、停车场车位实时预报及自动选择、路灯节能自动控制等附带功能。人工应急干预机制方案设计主包括有突发事件处理子系统、仿人专家干预子系统、免疫应答机制的学习记忆智能控制子系统。对智能交通人工路网仿真模拟方案主要包括是测试系统的稳定性、研究算法收敛速度和评估智能交通网的通行效率。路网变更及设计的方案设计最要采用修改智能交通系统的拓扑结构和组织结构，提高系统扩充性与可修改性并能进行路网仿真模拟指导道路线路及立体交通设计和公交路线设计。河北师范大学本科生毕业论文（设计）文献综述国内研究现状：目前国内外对智能交通网研究还出初期阶段，所取得的结果也比较有限。相关实践也有一些积极的尝试，取得一定的成果，但与期望相比还是很不尽人意。目前对与道路信息的采集还处于完善阶段，道路交通状况的评估模型也处于探究阶段，真正可靠有效的道路采集及处理技术还不完善。在今后一段时间内智能交通仍然将长期处于理论构建阶段，并会有少量低智能集成调控的实践尝试。由简单到复杂、由低级到高级、由单一功能到集成功能的总趋势不会改变，理论构建为主、相关实践为辅的局面还将持续一段时间。国内外对于智能交通的研究所取得一些成果，对我们有很大的借鉴意义。但是综合分析他们的相关研究里面却存在着很多不足，主要表现为：1、研究主要集中在如何对单一路口交通信号灯的智能控制研究，未考虑相邻路口交通信号灯的相互配合调控算法，更没有涉足对整个交通网的调控研究，无法实现跨区域调度分流车流量的功能。2、控制模型单一无法应对复杂多变的实际环境。3、交通网智能化程度低，智能算法单一，不能综合使用多种智能算法。4、有关机器学习的智能技术在交通网上的研究非常少，研究层次太低，不能满足实际需要。5、智能交通网功能单一分散，集成化程度低。本文主要参考了相关文献如下：姜长生，王从庆等编著的《智能控制与应用》：该书系统地讨论了智能控制理论的基本方法，以及最新的理论、技术和成果。全书内容丰富，论述全面、系统。本文所采取的智能交通网的智能算法都对该书由所借鉴。涂序彦，王枞编著的《智能控制论》：该书研究了生物与机器的智能控制过程的共同规律，介绍了基于广义智能、面向广义控制的广义智能控制理论。系统介绍了自寻优、自学习、自识别、自适应、自稳定、自组织、自协调等实现手段，重点研究了拟人智能控制系统。所得到的许多理论可以应用到智能交通网智能化的设计中。丁永生，刘宝等编著的《基于生物网络的智能控制与优化》：本书主要要讨论了基于生物网络智能控制盒优化的理论、技术及应用的若干方面，主要包括免疫网络、神经内分泌网络、神经内分泌免疫网络、生物整体网络等研究领域启发的理论、技术与应用方法。本书所探讨仿生物智能对智能交通中的智能算法的设计具有重要的借鉴意义。侯江涛.《基于传感器网络的智能交通系统模型应用研究》：本硕士论文论述了现代道路信息采集传感器的最新成果，所提出传感器已具备初级的智能化，对智能交通网信息采集和处理分析等方面有一定的借鉴意义。庞中华，崔红编著的《系统辨识与自适应控制MATLAB仿真》：本书主要介绍了系统辨识与自适应控制的基本理论和方法。对智能交通实现自适应控制和仿真模拟具有借鉴意义。姜启源，谢金星等编著的《数学建模（第三版）》：系统简绍了数学建模思想在上产实践中的应用，其多种建模思想对本文有借鉴意义。河北师范大学本科生毕业论文（设计）翻译文章北京理工大学2009年18卷1号基于结合遗传算法与直觉模糊理论的图像检索方法WANGXiaoyin1XUWeihua2HUChangzhen摘要：本文提出了一种基于直觉模糊理论与遗传算法相结合的新的图像检索方法,旨在解决原有方法的缺点。每个图像在垂直方向上被分割成一组数目恒定的子图像，提取每个子图像的颜色特征以得到染色体编码。我们认为，模糊的部分和直觉模糊程度与每个像素的彩色图像直方图有关联。某些图像的模糊特征和直观模糊特征来描述图像内容。根据高效子图像组合选择交叉和变异等操作。根据这些子图像颜色组合特征而获得的检索的结果。测试结果表明这种方法可在不降低速度的情况下提高图像检索的精度，其平均精度在80％以上。关键词：直觉模糊遗传算法颜色直方图图像检索随着计算机技术和网络技术迅速发展，有越来越多的信息在互联网上传播。图形是重要的信息载体，故图像检索技术成为研究的重点。图像检索最基础的任务是提取图像特征。为了准确表示图像内容。形象特征应该有综合性和完整性。但若特征数量太多，那就不太容易得到好的检索结果，如何完全表达图像和去除不影响检索准确度的无用特征是一个重要问题。利用模糊推理和遗传算法可以在一定程度上解决这个问题。到目前为止，这个图像检索的系统仍然是罕见的。邹用最简单的设置计算图像的视觉粗糙的特征子集，并使用交互式遗传算法评价图像的功能[1]。杨用算法估计交叉概率和突变概率基于模糊推理技术[2]。Soodamani用基于先验知识和遗传算法使用范式系统反馈路径的学习基础来设定一个特征模板。一个普遍的问题是逻辑模糊和遗传算法在优化搜索路径时不合适染色体进行编码。它忽视表达图像特征。在本文中模仿人类视觉的连续性和心理的导向性，我们运用直觉模糊编码理论中的染色体遗传算法进行搜索路径的优化。它是根据图像的颜色特征，同时也考虑图像的模糊性和色彩的直观模糊的特征。然后变异、交叉和选择图像特征用于有效地以优化提高图像检索系统。1.图像检索系统的模型该系统包括图像色彩特征表达、颜色特征的优化和颜色匹配。遗传算法应用于特征优化，其中包括染色体变异、交叉和选择。其流程图如图1。直观功能表达特征匹配图像检索结果染色体编码选择交叉变异功能优化图1图像检索系统模型流程图首先，将每个图像在垂直方向分割成一组数量为常数的子图像集，图片可以表示为每一个不同的组合的子图像的集合，该方法称为“单位平均分割”[4]。子图像像素用模糊理论表达出来并且有助于颜色直方图中的色彩因子的表达，然后有直观模糊集理论解释释。得到了每个象素部分直观模糊和的颜色模糊程度,这些都具有一定的价值。所有这些特征形式构成每个象素的色彩特征，在遗传算法中完成每个象素的色彩特征的图像特征的编码。然后通过变异、交叉和选择处理功能，得到有效的图像特征。最后根据图像的相似度检索图像进度,通