Közúti folyamato paramétereine modell alapú becslése és forgalomfüggő irányítása PhD tézisfüzet Varga István ol. özleedésmérnö Témavezető: Prof. Dr. Boor József tanszévezető egyetemi tanár Budapesti Műszai és Gazdaságtudományi Egyetem Közleedésmérnöi Kar 2006
1 A utatás motivációja, módszere A özleedéstudomány számára az egyi legnagyobb ihívás a zsúfolt örnyezetünben létesített özleedési rendszere tervezése és műödtetése. Különösen igaz ez a özúti alágazatban, azon belül pedig a városi özleedési hálózatoban. A növevő igénye iszolgálása érdeében az esete többségében nem lehetséges a pályaapacitáso további bővítése, hanem a meglévő hálózat jobb ihasználtságát ell elérni. Ehhez nélülözhetetlen a özleedési folyamato hatéonyabb szabályozása, amiben a orszerű özúti özleedésirányítás ínálhat új lehetőségeet. A szabályozási problémá megoldásában segít a más diszciplíná által idolgozott elméleti eredménye integrálása és az irányítást végző techniai berendezése műszai színvonalána emeledése is. Az általam végzett tudományos muna célja az volt, hogy feltárja a özúti özleedésben meglévő irányítási problémá egy részét és azora a modern irányításelmélet segítségével adjon megoldásoat. A motiváció abból a felismerésből származi, hogy a özúti özleedés sajátosságai miatt elsősorban csa a orszerű, robusztus irányítási algoritmuso szolgálhatna megfelelő minőségi megoldásoal. A özúti özleedés egyi sajátossága, hogy jellemzően olyan folyamatoat ell irányítani, amelyeről soszor nem állna rendelezésünre teljes örű mérési adato. Az ilyen jellegű rendszere szabályozása csa a rendszer belső állapotána becslése révén és robusztus irányításo tervezésével lehetséges, ahol a ülönböző zavarásoat, modellezési hibáat és bizonytalanságoat is figyelembe tudju venni. Kutatásaim során egy mási általános megállapításra is jutottam. A özúti özleedés irányításában alapvető problémát jelentene a özúti folyamatora és a beavatozó jelere fennálló erős orláto. Ezen egyenlőségi és egyenlőtlenségi feltétele ezelésére olyan módszereet ellett választanom, amelye lehetővé teszi a özúti folyamato állapotaina orlátozáso mellett végzett becslését, valamint irányítását. A utatómunám során megoldott feladat jelentősége elsősorban az előbb említett orlátozáso figyelembevételével végzett állapotbecslés és irányítás özleedési irányítórendszerere történő idolgozásában van. Ezeel a techniáal sierült - szimulációban - minőségi javulást imutatni a jelenleg használt, más állapotér alapú becslő és irányító algoritmusohoz épest. 1
2 A utatómuna előzményei és célitűzése Napjainban a mérnöi tudományo világszerte jelentős változásoon menne eresztül, melyne során nagy léptében növeszi az informatiai eszözö alalmazása. Az egyi iemeledő és gyorsan fejlődő szaterület a jele és rendszere elmélete, a rendszerelemzés és, ehhez apcsolódóan, az irányítástechnia. A szabályozó rendszere tervezése során a lasszius frevencia tartománybeli analízis és szintézis módszerei (Bode, Nichols, Nyquist) az 1960-as évetől iegészülte az időtartománybeli rendszer- és irányításelméleti módszereel. Ezeet a modern irányzatoat a rendszerállapot és az állapottér bevezetése jellemezte, így a hozzáju illeszedő tervezési módszereet állapottér módszerene nevezté el. A orsza egyi legjelesebb épviselője a magyar származású Kálmán Rudolf, aine a 60-as éveben megjelent ciei [11],[12] számos alapvető oncepció idolgozását és probléma megoldását jelentetté. Az állapottér elmélet a mai (posztmodern) rendszer és irányításelmélet, valamint a orszerű irányítási rendszere tervezéséne is egyi alapvető eleme. A özúti özleedési folyamato állapotérben történő leépezésére 30 évvel ezelőtt indulta meg próbálozáso. A özúti folyamato állapotbecsléséne alapgondolata először Nahi és Trivedi munájában fogalmazódott meg [20]. A 80-as éveben Cremer és Keller [5],[6], valamint Nihan és Davis [21],[22] egyszerű ereszteződésben becsülté a célforgalmi folyamatoat. Az állapotbecslés mellett egyre nagyobb szerepet apott a dinamius állapot-visszacsatoláson alapuló szabályozáso tervezése özúti rendszereben [23]. Az egyi legnagyobb projet eretében Papageorgiu és munatársai a Párizs melletti örgyűrűn állítottá üzembe az ALINEA [24] szabályozást, majd megjelente a főént az optimális LQ szabályozásra építő megoldáso [25]. Magyarországon a özúti irányításban az ilyen megözelítés nem honosodott meg. Az általános jelzőlámpa irányításo területén többe özött Gilicze, Fí és Malári hozott új eredményeet. 2.1 Célforgalmi mátrix feltétele mellett végzett becslése mozgó horizonton A özleedési áramlat egyi jellemző paramétere az az információ, hogy egy özleedési rendszerben a járműve honnan hová tartana. Egy jármű által választott behaladó és ihaladó irány özött a apcsolatot a honnan-hová információ teremti meg, amit mátrixba szervezhetün [5],[6]. A magyar terminológiában célforgalmi mátrixna nevezett strutúrát értelmezhetjü egy egész városi hálózatra, vagy csa egy egyszerű csomópontra is. A özúti folyamato paraméterei és így a célforgalmi adato sem mindig mérhetőe automatius berendezéseel, azonban épese vagyun ezeet becsülni állapot-megfigyelő alalmazásával [4],[31],[32]. A Kálmán-szűrő használata ezen a területen megfelelő, de nem mindig ad pontos 2
értéet a folyamatora jellemző orláto miatt. Ez a felismerés vezetett oda, hogy a célforgalmi mátrix becslésére valamilyen, a orlátozáso figyelembevételére is alalmas állapot-megfigyelőt célszerű használni. A rendelezésre álló techniá özül a orlátozáso mellett végzett Mozgó Ablaos Becslés (cmhe) [2],[26],[27] alalmazása tűnt a legígéretesebbne. 2.2 Egyedi ereszteződés jelzőlámpa szabályozása torlódásdetetáló szűrővel Az egyedi ereszteződése jelzőlámpás szabályozásána elsődleges célja a csomópont elsőbbségi viszonyaina meghatározása, valamint a biztonságos járműáthaladás biztosítása úgy, hogy a forgalom lefolyása a lehető leghatéonyabb legyen. A hatéonyságot a teljes áthaladási idő, a sorban álló járműve száma, a megálláso száma, a örnyezeti terhelés és még más minőségi mérőszámo alapján is értéelhetjü. A zsúfolt örnyezetben műödő irányítórendszer egyi legnagyobb problémája, hogy az irányítás hatása nem mindig érvényesül, mert a túltelített forgalomban torlódáso aadályozzá a járműmozgást. Ezt nehezítheti, hogy a csomóponti forgalomirányító berendezése általában csa egy tervezési célfüggvény ielégítésére alalmasa, így felmerül az igény egy átonfiguráló strutúra tervezésére. Kutatómunám célja egy olyan szabályozó strutúra idolgozása volt, amelyben a torlódási információ birtoában, lehetőség van az éppen atuálisan iválasztott célfüggvény ielégítése érdeében, a soron övetező cilus fázistervét módosítani. A torlódási információ előállításához egy hibadetetáló szűrő alalmazására van lehetőség, amely a ihaladni nem épes járműve számána várható értéét tudja meghatározni. A hibadetetáló szűrő vizsgálata során megállapítottam, hogy a megvizsgált lehetősége özül a geometriai megözelítésű FPRG szűrőtípus [15],[19] tűni a legalalmasabbna a feladatra. 2.3 Több csomópontból álló hálózat forgalomirányítása modell preditív szabályozással Abban az esetben, amior több jelzőlámpás ereszteződés özött viszonylag evés a távolság, aor célszerű a forgalomirányító berendezése műödését összehangolni [13],[17]. A özúti járműve forgalma mellett ez vonatozhat a tömegözleedési eszözöre és a gyalogosforgalomra is. Az összehangolás ülönösen nagy hangsúlyt ap olyan helyeen, ahol több ereszteződés van egymáshoz özel isebb vagy nagyobb hálózatban, elsősorban a városoban. Kutatómunám során olyan szabályozási eljárás idolgozását tűztem i célul több csomópontból álló hálózatora, amely a hatásörébe vont valamennyi ereszteződés jelzőlámpáina szabályozását összehangoltan, forgalomtól függően végzi el. A 3
szabályozóna épesne ell lennie arra, hogy dinamiusan alaítsa i a ereszteződése fázisterveit. A megoldáshoz olyan módszert ell választani, amelyben a beavatozó jel épzése során lehetőség van figyelembe venni valamennyi orlátozó feltételt. Erre a Modell Preditív Szabályozón (MPC) [10],[18] alapuló eljárás ínál lehetőséget, amelyben elérendő cél lehet a helyzetjelző vonalanál sorban álló járműve számána minimalizálása. 2.4 Közúti folyamato leírása pozitív rendszerént A pozitív tulajdonságo az ember örnyezetében számos területen apna ülönös jelentőséget [8]. Nagyszámú példát találun arra, hogy a legtöbb olyan változó, amely valamilyen anyag vagy energiamennyiséget épvisel, pozitív értéészletű. A pozitív rendszere első definícióját Luenberger [16] adta meg: A pozitív rendszer egy olyan rendszer, amelyben az állapotváltozó mindig pozitíva, vagy legalábbis nem negatíva. A özúti özleedés paraméterei és állapotváltozói szintén olyan fiziai jellemző, amelyene csa pozitív elemei lehetne (pl.: járműszám, forgalomnagyság, járműsűrűség). A vizsgált özúti özleedési folyamato többségében az állapoto az eredeti fiziai jelentésü alapján pozitíva, sőt általában még a beavatozó jel is az. Az ilyen rendszereet természetesen pozitív rendszerene neveztem el. Kutatómunám során világossá vált, hogy a pozitív lineáris rendszere modellezési és irányítási problémái [1],[28],[29],[30] miatt a gyaorlati feladato megoldására az általános lineáris rendszerént felírt, de csa a pozitív ortánson belül irányított modelleet érdemes vizsgálnom. 2.5 Az alalmazott modelle verifiációja A szabályozótervezés céljából felépített modelle észítése során töreedni ell a minimális reprezentáció elérésére. Az ilyen modelle egyszerűsítette, azaz nem alalmasa a valós folyamato pontos szimulációjára, de iválóan megfelelne a modell alapú állapotbecslő és irányítórendszere tervezéséhez, ülönösen, ha sierül a folyamatoat lineáris modellosztályoal leírni. A modell egyszerűsítéséből származó állapothibáat a orszerű robosztus szabályozáso alalmazásával tudju ezelni. A dolgozatomban használt modelle a Store and forward alaptípushoz tartozna, azon belül is leginább a bemutatott TUC modellre hasonlítana. A TUC modell helyességét számos publiáció és három nagyvárosban iépített dinamius irányítórendszer által szolgáltatott edvező tapasztalato bizonyítjá: Chania, Görögország, 23 db ereszteződés; Southampton, Nagy-Britannia, 53 db ereszteződés; München, Németország, 25 db ereszteződés [14]. 4
3 Új tudományos eredménye 1. Tézis. Módszert dolgoztam i a özúti özleedési folyamato állapotváltozóina és paramétereine orlátozáso mellett végzett, modell alapú becslésére, amelyet özleedési rendszer célforgalmi mátrixána becslésén eresztül mutattam be, ahol a célforgalmi mátrix elemeit teintettem állapotváltozóna. Megvizsgáltam a özúti folyamato nehezen, vagy egyáltalán nem mérhető forgalmi paramétereine becslésére használt jelenlegi módszereet. Rámutattam a Kálmán-szűrő alalmazására építő megoldáso hiányosságára. A Kálmán-szűrő által becsült várható érté nem minden esetben megfelelő a folyamato állapotaira fennálló orlátozó feltétele miatt. Bizonyítottam, hogy a célforgalmi mátrix becslése orlátozáso mellett is elvégezhető a cmhe technia alalmazásával, csöentve ezzel a becslési hibát (sztochasztius rendszere esetén anna várható értéét). A fordulási rátá modellezése céljából a diszrét idejű lineáris időinvariáns sztochasztius állapottér modellt az alábbi módon írtam fel: x ( + 1) = x ( w ( (3.1) ij ij + ahol w ij ( az állapotzaj, x ij ( pedig a fordulási ráta, ami azt írja le, hogy az adott i irányból behaladó járműve meora hányada (%) fordult el és haladt i a j irányba, =1,2,..N. A rendszerben mérjü a bemenő és a imenő járműve számát, a imeneti mérés zajjal terhelt, a mérési (imeneti) egyenlet az alábbi alaú: n j + i=1 ij y ( = qi ( xij ( v j ( (3.2) ahol q i ( az adott i irányból a ereszteződésbe behaladó forgalom nagysága, y j ( az adott j irányba a ereszteződésből ihaladó forgalom nagysága, i = 1,...,n és j = 1,...,m, v j ( egy nem definiált eloszlású zaj. A bemeneti járműáramlás is mérési zajjal terhelt, ahol ζ i ( a nulla várható értéű normál eloszlású zaj. Megmutattam, hogy a rendszer állapotai becsülhető az alábbi orlátozáso figyelembe vételével is: 0 x m j=1 x ij ij ( 1 ( = 1 (3.3) A feltétele mellett végzett állapot-megfigyelő tervezésére a orlátozáso mellett végzett Mozgó Ablaos Becslési (MHE) techniát javasoltam, amely az állapoto várható értéét becsüli meg úgy, hogy övetezőben 5
felírt Ψ funcionált minimalizálja és ielégíti a dinamiai egyenletet (3.1), valamint a (3.2) mérési egyenletet: ( x N 1 Ψ = min, wˆ,..., wˆ N 1 wˆ T N 1 Q 1 0 1 wˆ ) N 1 Ψ 1 T 1 + wˆ Q wˆ + j j j= N j= N A dinamiai feltétele ( j a horizont futó indexe): x ˆ j Axˆ j Gwˆ + 1 = + j = N 1,..., 1 y j Cxˆ j vˆ j A ezdeti érté a horizont elején: vˆ T j R 1 vˆ j + Ψ * N (3.4) j (3.5) = + j = N 1,..., (3.6) x ˆ = x wˆ N N N 1 + (3.7) A tézis az érteezés 3. fejezetén valamint a övetező publiációon alapul: [V-1],[V-5],[V-6],[V-9],[V-10],[V-11]. 2. Tézis. Módszert dolgoztam i egyedi ereszteződés jelzőlámpás szabályozására, ahol hibadetetáló szűrő alalmazásával becsültem meg a torlódott járműve számát. A torlódási információt felhasználtam a jelzőlámpá irányítását végző átonfiguráló szabályozóstrutúrában, amelyne alapját egy LQ optimális algoritmus alotja. Megvizsgáltam az egyedi ereszteződése jelzőlámpás szabályozásána meglévő módszereit, majd javaslatot tettem a csomóponti mozgáso állapottérben felírt dinamiai leírására az alábbi diszrét idejű, lineáris időinvariáns (LTI) sztochasztius állapottér modellel: x( + 1) = Ax( + Bu( + x ( + v ( x ( (3.8) be q + A mérési (imeneti) egyenlet: y( = Cx( + v ( (3.9) ahol x( vetor az állapotot, azaz csomópont behajtó ágaiban a helyzetjelző vonal előtt sorban álló járműve számát jelöli. A beavatozó jel a zöld idő u(. A B mátrix elemei jelöli az átbocsátó épesség mérőszámait. A rendszerben mérjü a sorhoz érező x be ( bejövő járműmennyiséget, és az x( sorhosszaat. A v q és a v y változó mérési zajo. y f 6
Bemutattam, hogy az így felépített (3.8) modellben lehetőség van az egyes ágaból ihaladni nem épes járműve x f ( számána detetálására, ami a (3.10) állapotegyenlet reziduál információjána iszámítását jelenti. A torlódási információ (reziduál) meghatározására egy FPRG hibadetetáló szűrőt terveztem. A szűrőt, amely egy nem teljes rendű állapot-megfigyelő, torlódásdetetáló szűrőne neveztem el. Felírása diszrét LTI esetre az alábbi módon történt: z( + 1) = Fz( Ey( + Du( r( = Mz( Hy( (3.10) ahol r a reziduál értée, (amely az x f várható értée), z a szűrő állapota, az F, E, D, M, H paramétermátrixo pedig a rendszer folytonos idejű FPRG hibadetetáló szűrő mátrixaina diszrét idejű megfelelői. A torlódásdetetáló szűrővel meghatározható a behajtó ágaban fellépett torlódás mértée, amit a ésőbbieben felhasználtam a jelzőlámpa szabályozásban. Átonfiguráló, optimális szabályozó strutúrát dolgoztam i, amely a fázis időtervet minden cilus elején újragenerálja. A szabályozó algoritmus alapja egy LQ optimális szabályozó, amely a becsült torlódás alapján épes az irányítás átonfigurálására. A tézis az érteezés 4. fejezetén valamint a övetező publiációon alapul: [V-7],[V-13],[V-14],[V-31]. 3. Tézis. Módszert dolgoztam i a több csomópontból álló jelzőlámpa hálózato szabályozására. Bemutattam, hogy Modell Preditív Szabályozó alalmazásával a rendszerben meglévő természetes orláto mellett is lehetőség van valamennyi jelzőlámpa fázisidő tervéne cilusonénti, dinamius meghatározására. Megvizsgáltam a több csomópontból álló jelzőlámpa hálózato forgalomszabályozásána jelenleg használt módszereit, majd javaslatot tettem a járműmozgáso állapottérben történő felírására, amelyet a szairodalomból ismert TUC [7] modellre alapoztam. Javasoltam a több csomópontból álló jelzőlámpa hálózatoban végbemenő jármű mozgáso állapottérben történő leírását az alábbi diszrét idejű LTI sztochasztius állapotegyenlettel: x( + 1) = Ax( + Bu( + xbe ( + w( (3.11) ahol x a sorban álló járműve száma, u a beavatozó jel (a szabad jelzésidő), x be a lehatárolt rendszer határain belépő járműve száma (amelyet a mérhető hibaént vettem fel), w a nem mérhető hibá összessége. A nem 7
mérhető hibá özött szerepelne a mérésere raodó zajo és az állapothiba. A mérése v nulla várható értéű, normál eloszlású zajjal terhelte: y ( = Cx( + v( (3.12) Megfogalmaztam a B mátrix felépítéséne módszerét több ereszteződésből álló hálózatban, valamint bemutattam, hogy lehetőség van a beavatozó jelere fennálló övetező feltétele ielégítésére is: O j i= 1 u i u t i (3.13) i MIN u t i (3.14) i t MAX MAX j j = 1... J (3.15) ahol O j a j-i ereszteződéshez tartozó irányított járműoszlopo száma, J az irányított ereszteződése száma. Módszert dolgoztam i MPC szabályozó tervezésére, amely a hálózatban sorban álló járműve számát minimalizálja. A bemutatott szabályozó minden jelzőlámpa cilusban úgy állapítja meg a beavatozó jelet, hogy a övetező funcionált minimalizálja, miözben ielégíti a (3.11) dinamiai és a (3.12) mérési egyenleteet és a (3.13), (3.14) és a (3.15) orlátozó feltételeet is: N 1 p T T J ( = ( x + ) i ( Qxi ( ui ( Rui ( (3.16) 2 i= 1 ahol N p a prediciós horizont hossza, x i ( a helyzetjelző vonala előtt sorban álló járműve száma, u i ( a szabad jelzés idő hossza. A tézis az érteezés 5. fejezetén valamint a övetező publiációon alapul: [V-2],[V-3],[V-4]. 4. Tézis. Módszert dolgoztam i, amelyben a özúti folyamatoat általános (nem pozitív) rendszerént modelleztem, a pozitív tulajdonság figyelembe vételét pedig a visszacsatolt rendszerben a szabályozótervezés során biztosítottam a megfelelően felállított orlátozáso beépítésével. Javaslatot tettem a lineáris rendszerént modellezett özleedési folyamato pozitív ortánson belüli irányítását lehetővé tevő szabályozó tervezési feltételeine meghatározására. Rámutattam, hogy az általam vizsgált özúti folyamato többsége természetesen pozitív értéészletű rendszer, azaz az állapoto az eredeti fiziai jelentésü alapján pozitíva, sőt még a beavatozó jel is az. A pozitív tulaj- 8
donságból övetezi, hogy szóba jöhető állapottér modelle fiziailag értelmes megoldásai (trajetóriái) csa nemnegatív oordinátáat tartalmazhatna. A szabályozási feladatot nehezíti, hogy a beavatozó jelere még orlátossági feltétele is fennállna. Bemutattam, hogy a pozitív lineáris rendszere modellezési és irányítási problémái miatt a gyaorlati feladato megoldására az általános lineáris rendszerént felírt, de csa a pozitív ortánson belül irányított modellosztályt tartom a legígéretesebbne. Javaslatot tettem a szabályozótervezéshez szüséges módszere és orlátozó techniá alalmazására, amelyeben lehetőség van az állapotora és a beavatozó jelere fennálló pozitív tulajdonságo figyelembe vételére. A Modell Preditív Szabályozó algoritmus használata esetén javaslatot tettem a prediciós horizont méreténe a megválasztására. A tézis az érteezés 6. fejezetén valamint a övetező publiációon alapul: [V-2],[V-30]. 9
4 Továbbfejlesztési lehetősége és gyaorlati alalmazhatóság A bemutatott eredménye átolvasása után ézzelfoghatóna tűni, hogy a továbbfejlesztés elsődleges iránya az eredménye integrálásában rejli. Az összehangolt, több csomópontból álló hálózato szabályozása esetén láthattu, hogy a módszer egyi alap paramétere a csomópontoban lévő fordulási rátá értée, amelyet ott onstansna feltételeztem. A szabályozási feladat azonban nagyban függ a fordulási rátá értéétől, így igazán pontos eredményt az első tézisemben bemutatott becslés eredményeiből aphatnán. Az első és a harmadi tézis összeapcsolásán túl a másodi tézisben bemutatott torlódásdetetáló szűrő integrálása további javulást hozhat. Egy mási lehetőség a szabályozáso javítására, ha a öltségfüggvényben a járműoszlopo hossza helyett a teljes utazási időt vesszü figyelembe. Enne az új változóna használatához azonban teljesen át ell alaítani a felállított hálózati modellt is, ami ezzel bizonyosan nemlineáris váli. A bemutatott módszere gyaorlati felhasználására abban az esetben nyíli lehetőség, ha a forgalomirányító berendezés alalmas az összetettebb programozási feladato elvégzésére. Az utóbbi időben végbement gyors fejlődés eredményeéppen a legújabb típuso esetében ezt már meg lehet oldani, így a módszere valós örülménye özötti ipróbálásra hamarosan sor erülhet. Különösen ivitelezhetőne látom a célforgalmi mátrix becsléséne módszerét, amely elsősorban a örforgalma esetében adhat hasznos eredményt. 10
5 Felhasznált irodalom [1] Bacciotti, A.: On the positive orthant controllability of two-dimensional bilinear systems, Sys. Control Lett., 3: 53-55, 1983 [2] Bemporad, A., Mignone, D., Morari, M.: "Moving Horizon Estimation for Hybrid Systems and Fault Detection" ACC San Diego, California, 1999 [3] Boor J.: LQ control. BME KAUT dotori épzés segédlet. 2006 [4] Cremer, M., Keller, H.: "Dynamic Identification of Flows from Traffic Counts at Complex Intersections" Proc. 8th Int. Symposium on Transportation and Traffic Theory, University of Toronto Press, Toronto Canada, 1981, pp 199-209. [5] Cremer, M., Keller, H.: "Systems Dynamics Approach to the Estimation of Entry and Exit O-D Flows" Ninth International Symposium on Transportation and Traffic Theory, VNU, Utreccht, The Nederlands, 1984, pp. 431-450. [6] Cremer, M., Keller, H.: "A New Class of Dynamic Methods for the Identification of Origin-Destination Flows" Transportation Research-B, 1987, Vol. 21B, No. 2, pp. 117-132. [7] Diaai, C, Dinopoulou, V., Aboudolas, K., Papageorgiou, M., Ben-Shabat, E., Seider E., and Leibov, A.: Extensions and new applications of the Traffic Control Strategy TUC. TRB 2003 Annual Meeting. [8] Farina, L., Rinaldi, S.: Positive linear systems: Theory and applications. New Yor: Wiley, 2000. [9] Hangos, K., Boor, J., Szederényi, G.: Computer controlled systems. Veszprémi Egyetemi Kiadó. 2002. ISBN 963 9220 94 9 [10] Hegyi, A.: Model Predictive Control for Integrating Traffic Control Measures. PhD Thesis Technische Universiteit Delft, 2004 [11] Kalman, R.E.: "A New Approach to Linear Filtering and Prediction" Journal of Basic Engineering (ASME), 1960, 82D, pp. 35-45. [12] Kalman, R.E., Ho, Y.C., Narendre, K.S.: Controllability of Dynamic Systems, Contribution to Differential Equations, Vol. 1. Pp. 189-213. [13] Kövesné dr. Gilicze Éva: Összehangolt, időterv szerint műödő jelzőlámpás ereszteződése forgalmi folyamatai. Kandidátusi érteezés, MTA 1977 [14] Kosmatopoulos, E., Morris, R., Bielefeldt, C., Richards, A., Muec, J., Weichenmeier, F., Papageorgiou, M.: Field evaluation of the signal control strategy TUC at three urban traffic networs. Pprints 4th IFAC Worshop, 11
Banso, Bulgaria, 3-5 October 2004, pp. 67-73. [15] Kulcsár, B.: Design of robust detection filter and fault correction controller. PhD dotori érteezés. 2005 [16] Luenberger, D.: Introduction to Dynamics Systems, Wiley, New Yor, 1979 [17] Nagy Ervin Szabó Dezső (szer.): Városi özleedési éziönyv Műszai Könyviadó, Budapest, 1984 [18] Maciejowsi, J. M.: Predictive Control with Constraints. Prentice Hall. 2002 [19] Massoumnia, M. A.: A geometric approach to the synthesis of failure detection filters. IEEE Transactions on Automotic Control, AC-31(9):839 846, 1986 [20] Nahi, N., Trivedi, A.: Recursive Estimation of Traffic Variables: Section Density and Average Speed, Transportation Science, Vol 7, pp 269-286., 1973 [21] Nihan, N.L. and Davis, G.A.: "Recursive Estimation of Origin-Destination Matrices from Input/Output Counts" Transportation Research B, 1987, Vol. 21B, No. 2, pp. 149-163. [22] Nihan, N.L. and Davis, G.A.: "Application of Prediction-Error Minimization and Maximum Lielihood to Estimate Intersection O-D Matrices from Traffic Counts" Transportation Science, 1989,Vol 23, No 2. [23] Papageorgiou, M.: Applications of Automatic control concepts to Traffic Flow Modeling and Control Lecture Notes in Control and Information Sciences 50. Springer-Verlag, 1983 [24] Papageorgiou, M., Haj-Salem, H., & Blosseville, J.: ALINEA: a local feedbac control law for ramp metering. Transportation Research Record, 1320, pp. 58-64., 1991 [25] Papageorgiou, M. "Concise Encyclopedia of Traffic and Transportation Systems" Pergamon Press, 1991 [26] Rao,V. C. "Moving Horizon strategies for the constrained Monitoring and Control of Nonlinear Discrete-Time Systems" PhD Thesis U. of Wisconsin-Maidson, 2000 [27] Rao,V. C., Rawlings, J. B., Mayne, D. Q.: "Constrained State Estimation for Nonlinear Discrete-Time Systems: Stability and Moving Horizon Approximations" IEEE Transaction on Automatic Control, 2003, Vol 48. pp. 246-258. [28] Sachov, Y. L.: Controllability of bilinear systems with a scalar control in the positive orthant, (in Russian) Mat. Zameti 58 (1995), no. 3, 419-424; 12
translation in Math. Notes 58 (1995), no. 3-4, 966-969 (1996). [29] Sachov, Y. L.: On positive orthant controllability of bilinear systems in small codimensions, SIAM J. Control Opt., 35: 29-35, 1997 [30] Valcher, M.E.: Controllability and reachability criteria for discrete-time positive systems, International Journal of Control 65(3) (1996) 511-536. [31] Zijpp, N.J. van der: "Dynamic origin-destination matrix estimation from traffic counts and automated vehicle identification data" Transportation Research Record No. 1607. TRB, Washington, DC, 1997, pp. 87-94. [32] Zijpp, N.J. van der: "Comparison of methods for dynamic origin-destination matrix estimation" IFAC Transportation Systems Symposium, Chania, Grecce, 1997, pp. 1445-1450. 13
6 Saját publiáció jegyzée 6.1 Az érteezéshez apcsolódó publiáció 6.1.1 Idegen nyelvű folyóirat [V-1] [V-2] [V-3] [V-4] Kulcsár, B., Bécsi, T., Varga, I.: Estimation of dynamic origin destination matrix of traffic systems, Periodica Polytechnica ser. Transp. Eng., Budapest, Hungary, 2004, Vol. 33. No 1-2. pp. 3-14. Varga, I., Boor, J.: New Approach in Urban Traffic Control Systems, Periodica Polytechnica ser. Transp. Eng., Budapest, Hungary, (accepted) Péni, T, Varga, I., Szederényi, G. and Boor, J.: Robust model predictive control with state estimation for the pressurizer system of the Pas nuclear power plant. Hungarian Journal of Industrial Chemistry Veszprém, 2005, Vol. 33(1-2) pp. 89-96. Varga, I., Kulcsár, B., Péter, T.: Design of intelligent traffic control system. ERCIM NEWS NO. 64, pp. 38-39, April 2006 6.1.2 Magyar nyelvű folyóirat [V-5] [V-6] [V-7] Kulcsár Balázs, Varga István, Boor József: Modern özúti forgalomirányítás I., A forgalmi paramétere becslése. Városi Közleedés 2005/1 pp. 23-26. Varga István, Kulcsár Balázs, Boor József: Automatius eseménydetetálás állapot-megfigyelővel Közleedéstudományi Szemle LVI. évfolyam 6. szám, (2006. június) pp. 208-214. Varga István, Kulcsár Balázs, Boor József: Modern özúti forgalomirányítás II., Jelzőlámpás szabályozás. Városi Közleedés 2006/3 pp. 161-165. 6.1.3 Idegen nyelvű onferencia [V-8] P. Gáspár, I. Szászi, T. Bartha, I. Varga, J. Boor, L. Palovics and L. Gianone: Visual lane and obstruction detection system for commercial vehicles, in Proceeding. of the SafeProcess '2000 Conference, vol. 2, pp. 908-913, Hungary, June 2000. [V-9] István Varga, Balázs Kulcsár, József Boor: General Moving Horizon Estimation of Traffic Systems. The 12th Mediterranean Conference on Control and Automation. Kusadasi, Aydin, Turey, June 6-9, 2004. \pdfs\med_pdfs\1125.pdf 14
[V-10] Balázs Kulcsár, István Varga: Simulation Of Turning Rates In Traffic Systems. The 16TH EUROPEAN SIMULATION Symposium (ESS2004). Budapest, Hungary, October 17-20, 2004, ISBN: 1-56555- 286-5 (boo, pp. 291-296; ISBN: 1-84233-106-X (CD) \pdf\log- 39.pdf [V-11] Kulcsár, B., Varga, I., Boor, J.: Constrained Split Rate Estimation by Moving Horizon 16th IFAC World Congress Prague, Czech Republic, July 3-8, 2005, IFAC2005 DVD \Fullpapers\03276.pdf [V-12] Tamás Luspay, István Varga, Balázs Kulcsár: Modeling and parameter estimation in road traffic systems. MITIP September 11-12, 2006, Budapest pp.415-420. [V-13] Varga, I.: Connection between modern traffic management systems. Proceedings of the Symposium on euroconform complex retraining of specialists in road transport, (Budapest), pp. 333-338, Budapest University of Technology and Economics, Hungary, 9-15 June 2001 [V-14] István Varga, Balázs Kulcsár, József Boor: Traffic Light Control Using Moving Horizon Estimation. 9th MINI Conference on Vehicle System Dynamics, Identification and Anomalies (VSDIA 2004) pp. 453-464, Budapest, Hungary 8-10. November, 2004 [V-15] Kulcsár, B., Varga, I., Boor, J.: Estimation of road traffic parameters. In: Worshop on system identification and control systems. Budapest. Hungary 11. July, 2005 6.1.4 Magyar nyelvű onferencia [V-16] Varga I.: Korszerű forgalomirányító rendszere. TEMPUS JEP-14191-99 "Euroconform Complex Retraining of Specialists in Road Transport" urzus eretében, Misolc, 2001. szeptember 21. [V-17] Varga I.: Korszerű forgalomirányító özponto, az Automatizált forgalomszámláló és iértéelő rendszere, és a Közúti forgalomirányító berendezése című előadáso a TEMPUS JEP-14191-99 urzus eretében, Győr, 2001. otóber 1. 6.1.5 Eletronius publiáció [V-18] Varga I., Kató L., Molnár G., Forgalomirányító Központo BME Közleedésautomatiai Tanszé, 1998. Segédlet. http://www.a.bme.hu/~ozut/ [V-19] Kató L., Varga I., Molnár G., Közúti forgalomirányító berendezése BME Közleedésautomatiai Tanszé, 1999. Segédlet. http://www.a.bme.hu/~ozut/ 15
[V-20] Kató L., Molnár G., Varga I., Kombinált özúti-vasúti forgalomirányító rendszere BME Közleedésautomatiai Tanszé, 1999. Segédlet. http://www.a.bme.hu/~ozut/ [V-21] Kató L., Varga I., Molnár G., A özúti özleedési forgalom méréséne módszerei és techniai eszözei BME Közleedésautomatiai Tanszé, 2000. Segédlet. http://www.a.bme.hu/~ozut/ [V-22] Varga István, Kulcsár Balázs, Forgalmi paramétere mérése és becslése BME Közleedésautomatiai Tanszé, 2006. Segédlet. http://www.a.bme.hu/~ozut/ 6.1.6 Kutatási jelentés [V-23] Tóth János, Varga István: A orszerű özleedési forgalomirányító rendszere. TEMPUS JEP-14191-99 eretében (3.2 fejezet) 2001. (26 oldal) [V-24] Varga István: A özúti özleedés forgalmi paramétereine a mérése, a mérés helyettesítése becsléssel (1.1-K1-2) EJJT RET Kutatási jelentés 2005 (30 oldal) [V-25] Varga István, Kulcsár Balázs: A becslési módszere alalmazhatósága a özúti özleedésben. (1.1-K1-3) EJJT RET Kutatási jelentés 2005 (21 oldal) [V-26] Bécsi Tamás, Varga István: A özúti özleedésben előforduló anomáliá iszűrése, incidense detetálása. (1.1-K2-4) EJJT RET Kutatási jelentés 2005 (27 oldal) [V-27] Kulcsár Balázs, Varga István: A özúti özleedési modelle paramétereine vizsgálata a szabályozás szempontjából. Érzéenység vizsgálato (1.1-K4-2) EJJT RET Kutatási jelentés 2005 (16 oldal) [V-28] Varga István: A özúti özleedésben jelenleg használt forgalomirányítási módszere (1.1-K4-3) EJJT RET 2005 (30 oldal) [V-29] Varga István, Kulcsár Balázs: A özúti forgalomirányításban jelenleg használt beavatozó eszözö, és a modern forgalombefolyásoló rendszere. (1.1-K4-4) EJJT RET Kutatási jelentés 2005 (17 oldal) [V-30] Matolcsi Máté, Varga István: Pozitív bilineáris rendszere irányíthatósága. MTA SZTAKI 2006/5 (13 oldal) [V-31] Varga István, Kulcsár Balázs, Preitl Zsuzsa: Egyedi jelzőlámpás csomópont forgalomfüggő szabályozási lehetősége új módszere segítségével. (1.1-K3-1) EJJT RET Kutatási jelentés 2006 (17 oldal) 16
6.2 Az érteezéshez özvetlenül nem apcsolódó publiáció 6.2.1 Idegen nyelvű folyóirat [V-32] István Varga, Tamás Bartha, Alexandros Soumelidis: On-line Testing of the Reactor Protection System in the Pas Nuclear Power Plant. ERCIM NEWS NO. 56, pp. 33-34, Januar 2004 6.2.2 Idegen nyelvű onferencia [V-33] Varga, I. and Katics, B.: Testing concept for proper functioning of the reactor protecting system in the nuclear power plant of Pas. Proceedings of the 13th International DAAAM Symposium. (Vienna) pp. 587-588, Austria, 2002. [V-34] István Varga, Tamás Bartha, Alexandros Soumelidis, Béla Katics: A concept for on-line testing of distributed safety-critical supervisory systems. IMS 2003 7th IFAC Worshop on Intelligent Manufacturing Systems Bp. pp. 175-180, Hungary, 6-8 April 2003 [V-35] István Varga, Tamás Bartha, Géza Szabó, Bálint Kiss: Status and Actual Ris Monitoring in a NPP Reactor Protection System. 7TH International Conference On PSAM, Berlin 2004. pp. 2654-2659. [V-36] T. Bartha, I. Varga, A. Soumelidis, G. Szabó: Implementation of a Testing and Diagnostic Concept for an NPP Reactor Protection System, 5th European Dependable Computing Conference (EDCC-5), Springer- Verlag GmbH, ISBN: 3-540-25723-3, pp. 391. [V-37] I. Varga, G. Szederényi, K. M. Hangos And J. Boor: Modelling and model identification of a pressurizer at the Pas Nuclear Power Plant. In 14th IFAC Symposium on System Identification, pp. 678 683, 2006. CD\ID060210.pdf 6.2.3 Magyar nyelvű onferencia [V-38] Szabó Géza, Varga István, Bartha Tamás: Állapotmonitorozási és megbízhatósági információ integrálása erőművi informatiai rendszereben. Acta Agraria Kaposvárinesis. Volume8 No3 2004 ISSN 1418-1789, pp. 99-115 [V-39] Boor József, Bartha Tamás, Varga István: Biztonsági ocázato az irányítástechniai architetúrában, Szerezete élettartam gazdálodása onferencia, MTA PAB PA Rt, Pécs 2005. november 9.-11. CD- iadvány (megjelenés alatt) 17