浅议城市智能交通信号控制系统设计的相关问题.docx
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1、 浅议城市智能交通信号控制系统设计的相关问题 王成玉摘要:交通信号控制系统是城市道路交通管理系统中对交叉路口、行人过街,以及环路出入口采用信号控制的子系统,是运用了交通工程学、心理学、应用数学、自动控制与信息网络技术以及系统工程学等多门学科理论的应用系统。本文对于设计要实现一个城市平面交叉路口智能交通信号控制系统相关问题进行分析,在分析控制系统设计总体设计基础上,对于系统设计方案、系统器件选型以及系统总体设计重点问题进行研究。关键词:智能交通; 信号控制; 系统设计Abstract: traffic signal control system of city road traffic mana
2、gement system on the crossing, pedestrian crossing, as well as loop entrance signalized control subsystem, using traffic engineering, psychology, applied mathematics, automatic control and information network technology and system engineering and other subjects and the application of the theory syst
3、em. In this paper, the design should realize a city intersection traffic signal control system related problem analysis, in the analysis of control system design based on the overall design, system design, system component selection and system design of focus problem research.Keywords: intelligent t
4、ransportation system; signal control; system design中图分类号:U284.77+1文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)交通信号控制系统是现代城市交通管理和控制的基础,它通过适合本市的信号控制系统设备和控制方案,达到交通最大程度的畅通。主要包括交通工程设计、车辆信息采集、数据传输与处理、控制模型算法与仿真分析、优化控制信号调整交通流等。一、智能交通信号控制系统的现状1、当前世界各国广泛使用的最具代表性、有时效性的城市道路交通信号控制系统有三个:英国TRANSYT交通信号控制系统,由英国道路研究所花费近十年时间研制成功的控制系统,
5、经过不断改进,已发展到TRANSYT-8型;澳大利亚SCAT系统,采用先进的计算机网络技术,呈计算机分层阶梯形式,模块形式结构;英国SCOOT(Split cycle offset qptimization tech-nique)系统,由英国道路研究所在TRANSYT系统的基础上采用自适应控制方法,经过八年的研究与1980年提出的动态交通控制系统。由于其采用实时控制,有明显的优于静态系统的效果,被许多国家采用。2、我国的城市交通控制系统方面的工作起步较晚。较为突出的是南京城市交通控制系统,该系统结合了SCOOT与SCATS的优点,是我国完全国产化自行设计建成的第一个适合中国混合交通条件及路网密
6、度低、路口间距悬殊的城市道路条件的交通控制系统。近期,国内还有很多的研究所或大学、公司开发了微机化、模块化的信号控制系统,例如西北工业大学空中交通管理研究所研制与开发的XATM系列智能交通信号机,淄博双百电子公司SB-UTC2000城市交通控制系统,上海东川公司UTC I 100多时段多方案式交通信号控制机等,以上信号控制系统都采用了多相位、多时段控制方式,克服了早期信号机简单的两相位、单时段控制带来的不灵活性等缺点,在功能方面也增加了不少。例如XAIM系列智能交通信号机,在控制模式、应急方案、硬件事故检测与保护、联网功能、软件入机界面、控制优化算法等方面都比早期的信号机有较大的提高。二、智能
7、交通信号控制系统的组成1、系统基本组成交通信号控制系统的基本组成是主控中心、路口交通信号控制机以及数据传输设备。其中主控中心包括操作平台、交互式数据仓、效益指标优化模型、数据(图像)分析处理等。2、系统核心交通信号控制系统的核心是控制模型算法软件,是贯穿规划设计在内的信号控制策略的管理平台,体现着交通管理者的控制思想,它包括信号控制系统将起到的作用和地位。目前,国内外已应用的信号控制系统大多是以优化周期方案、优化路口绿信号配比以及协调相关路口通行能力为基础的,是根据历史数据和自动检测到的车流信息,通过设置的控制模型算法选取适当的信号配比控制方案,是被动的控制策略。应用较多的核心软件即效益指标优
8、化模型是英国运输和道路研究所研制的SCOOT系统和澳大利亚悉尼为应用背景开发的SCATS系统,他们是动态的实时自适应控制系统的早期代表,也是未来一个时期交通信号控制系统智能化发展的开发基础。随着网络技术的发展,交互式控制策略是信号控制由感控到诱导实现了真正的智能,交通信号控制系统不仅可以检测到车流量等交通信息参数,调控路口绿信号配比,变化交通限行、禁行等指路标志,还可以根据系统联接的数据库完成与交通参与者之间的信息交换,向交通参与者显示道路交通信息、停车场信息,提供给交通参与者合理的行驶线路,以达到均衡道路交通负荷的主动的控制策略。尤其重要的是计算机网络技术和数字化使数据传输和信息利用得到了可
9、靠保证。可以说,城市道路智能交通信号控制系统是城市道路交通管理随着信息产业技术迅猛发展的综合产物。3、系统控制方法交通信号控制系统的主要控制方法有以下几种:单点定配时多相位信号协调控制(时钟调用预设方案、减少交通冲突点、配合早断和迟启),车辆感应实时自适应协调控制(调整周期、绿信比,增加有效绿灯时间),用户优先无电缆干线协调控制(协调周期、相位差,照顾行人、公交车、特种车),实时自适应区域控制(交通流仿真、优化效益指标、均衡区域交通流)。4、运行管理与分级控制由于交通信号控制系统的建设是与城市规划及道路规划息息相关的,因此,智能交通信号控制系统的管理模式就是集中管理,分级控制,充分利用现有设施
10、,按实际交通现状先进行单个交叉路口的自适应协调,然后是主干线的协调控制,实现分布式协调的分级控制,最终达到区域控制的系统最优。信号控制系统的运行管理主要包括对主控中心数据库包括地理信息在内的操作平台的数据更新,对交叉路口设施尤其是车辆检测设备的检修和校对,保证完好率和准确率。三、智能交通信号控制系统设计1、控制系统设计概述本设计要实现一个城市平面交叉路口智能交通信号控制,系统由智能控制专用模块、控制电路以及其它外围电路组成。考虑到实际情况,系统在智能控制的基础上还设定多种操作模式,包括定时控制模式、人工操作模式,以保证系统在特殊情况时也能进行交通控制。本方案采用定时控制、人工控制、智能控制的多
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