دانلود مقاله ترجمه شده کنترل مقاوم برای (کنترل) شبکه‌های ترافیک مسیرهای شهری

چکیده

هدف تحقیق پیش رو، ساخت یک الگوریتم بهینه برای کنترل چراغ‌راهنما بر اساس ترافیک پاسخگو با در نظر گرفتن عدم قطعیت می‌باشد. هدف کنترل ترافیک، مینیمم سازی طول صف‌های سنگین در یک شبکه شهری است. مسئله کنترل، به صورت یک افق متمرکز و یکنواخت فرموله سازی می‌شود که این افق، نامعلوم بوده اما عدم قطعیت مربوط به محدوده تقاضای سفر و نیز طول صف، پیش‌بینی مسئله را تحت تأثیر قرار می‌دهد. یک روش بهینه‌سازی مینیمم/ماکزیمم تحت قید برای دست‌یابی به یک ترکیب زمانی بهینه برای سبز بودن چراغ پیشنهاد شده است که تابع هدف را تحت شرایطی که بدترین حالت عدم قطعیت در نظر گرفته شود، مینیمم سازی می‌کند. به عنوان یک مثال ترسیمی، مطالعه شبیه‌سازی خاصی برای اثبات اثربخشی و قابلیت پیاده‌سازی روش پیش‌بینی مقاوم ازنظر محاسباتی، صورت گرفته است. با استفاده از داده‌های ترافیک واقعی و نرم‌افزار شبیه‌ساز ترافیک در مقیاس کوچک، الگوریتم پیشنهادی کنترل چراغ‌راهنمای مقاوم مورد تجزیه‌وتحلیل قرار گرفته و با پاسخ‌های حاصل از روش کنترل پیش‌بین اسمی و نیز روش زمان‌بندی زمان ثابت تحت شرایط ترافیک مختلف، مقایسه شده است.

1-مقدمه

کنترل ترافیک جاده‌ای در مناطق شهری، یک موضوع تحقیقاتی است که دهه‌های متمادی مورد توجه بوده است. در حالت خاص، استراتژی‌های ترافیک پاسخگو مورد بررسی قرارگرفته‌اند که دلیل این توجه، وجود پاسخ‌های دینامیکی زمان واقعی در مسائل کنترل ترافیک است، مثلاً در [1]. روش‌های مبتنی بر مدل اهمیت، الگوهای ذخیره و فوروارد [2]، مفاهیم جدیدی در حوزه مدل‌سازی برای کنترل چراغ‌راهنما در شبکه‌های گسترده می‌باشند، مثلاً روش‌های بهینه‌سازی درجه دوم خطی با افق نامتناهی به صورت آفلاین [3]، [4]، با این فرض که شرایط ترافیک با گذشت زمان، تغییر چندانی نمی‌کند. به‌منظور مدل‌سازی تغییرات رخ داده در شرایط ترافیک، محاسبه مجدد الگوریتم‌های تقسیم سیگنال مبتنی بر مدل پیشنهاد شده است. یکی از قدرتمندترین روش‌ها، روش‌های بهینه‌سازی آنلاین نظیر مدل کنترل پیش‌بین (MPC) و یا کنترل افق متمرکز (RHC) می‌باشد [5]. در هر گام زمانی، این روش که بر اساس کاهش افق زمانی است: 1) شرایط ترافیک را در یک پنجره زمانی با افق آینده پیش‌بینی می‌کند، 2) شاخص عملکرد شبکه (که اغلب) از پیش تعریف شده است را با یافتن الگوی مناسب چراغ‌راهنما، مینیمم سازی می‌کند و 3) دنباله اول مربوط به متغیرهای تصمیم‌گیری بهینه را اعمال می‌نماید. با  داشتن الگوی مدل‌سازی ذخیره و فوروارد، مراجع [6] و [7] کنترل بهینه درجه دوم تحت قید و نیز کنترل غیرخطی تحت قید را تحت شرایط حلقه باز در الگوی مدل کنترل پیش‌بین، ترکیب کردند....