کنترل پیش‌بین مقاوم صریح مبتنی بر مدل در شبکه ترافیک شهری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه ریاضی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

2 استاد، گروه ریاضی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

3 دانشیار، گروه مهندسی برق، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

بهینه‌سازی زمان چرخه‌های ترافیکی و همچنین کنترل مسیر در تقاطع‌های ترافیک شهری در شرایطی که شبکه با عدم قطعیت مواجه است مساله مهم و پیچیده‌ای است. در این مقاله یک روش جدید برای تعیین بهینه سیگنال ترافیک با استفاده از کنترل پیش بین مقاوم مبتنی بر مدل ارائه شده که یکی از ویژگی‌های مهم آن در نظرگرفتن عدم قطعیت برای جریان ورودی به شبکه ترافیک است. بدین منظور ابتدا از بین مدلسازی‌هایی که تاکنون برای شبکه ترافیک شهری ارائه شده، مدلی همراه با عدم قطعیت انتخاب و کنترل پیش‌بین مقاوم مبتنی بر مدلی برای آن طراحی شده است. علاوه بر آن برای غلبه بر پیچیدگی محاسبات آنلاین، از برنامه‌ریزی چندپارامتریک برای حل آن به صورت آفلاین استفاده شده و با استفاده از داده‌های ترافیکی، کنترلر طراحی شده مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که روش پیشنهادی ضمن برآورده کردن بسیاری ار نیازهای شبکه، میزان محاسبات آنلاین را کاهش می‌دهد که امکان استفاده عملی از آن در شبکه‌های واقعی ترافیک شهری را مقدور می‌سازد.

کلیدواژه‌ها


Aboudolas, K., Papageorgiou, M., Kouvelas, A., and Kosmatopoulos, E., (2010), "A rolling-horizon quadratic-programming approach to the signal control problem in large-scale congested urban road networks", Transportation Research Part C: Emerging Technologies, 18(5), pp. 680-694.
-Aboudolas, K., Papageorgiou, M., and Kosmatopoulos, E., (2009), "Store-and-forward based methods for the signal control problem in large-scale congested urban road networks", Transportation Research Part C: Emerging Technologies, 17(2),
pp.163–174.
-Bemporad, A., Heemels M. and Vejdemo-Johansson, M., (2010), "Networked Control Systems", London, SpringerVerlag.
-Berg, M., Hegyi A., Schutter B., and Hellendoorn, H., (2007), "Integrated traffic control for mixed urban and freeway networks: A model predictive control approach", European Journal of Transport and Infrastructure Research, 7(3).
-Borrelli, F., Bemporad. A. and Morari, M., (2017), "Predictive Control for Linear and Hybrid Systems," London, Cambridge University Press.
-Chui, C. K. and Chen, G., (1989), "Linear Systems and Optimal Control," Berlin, Heidelberg­, Springer-Verlag.
-Frejo, J. R. D., and Camacho, E. F., (2012), "Global versus local mpc algorithms in freeway traffic control with ramp metering and variable speed limits", IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 13(4), pp. 1556-1565.
-Lin, S., Schutter, B. D., Xi Y., and Hellendoorn, H., (2011), "Fast model predictive control for urban road networks via MILP", IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 12(3), pp. 846– 856.

-Le, T, Vu, H. L., Nazarathy Y., Vo Q. B., and Hoogendoorn, S., (2013), "Linear-quadratic model predictive control for urban traffic networks", Transportation Research Part C: Emerging Technologies, 36, pp. 498 – 512.
-Lu, K., Du, P. J., Cao Q., Zou T. He, and Huang, W., (2019), "A novel traffic signal split approach based on explicit model predictive control", Mathematics and Computers in Simulation, 155, pp. 105 – 114.
 
-Tettamanti, T., Luspay T. Kulcsár B. Péni T. and Varga, I., (2014), “Robust control for urban road traffic networks”, in IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 15(1),
pp. 385–398.

-Yin, Y., (2008), "Robust optimal traffic signal timing", Transportation Research Part B: Methodological, 42(10), pp. 911 – 924.