交通信號控制系統(tǒng)課件

交通信號控制系統(tǒng)

UrbanTrafficSignalControlSystem

課程介紹自我介紹姓名：王力單位：北方工業(yè)大學自動化系研究室：智能交通研究所聯(lián)系方式：88802861(O)五教1003室Email:li.歡迎大家來討論交流！

教學內(nèi)容第1章緒論（2學時）第2章交通基礎(chǔ)理論（2學時）第3章交通信號控制基礎(chǔ)（2學時）第4章交通信號控制方法（2學時）第5章集中式交通信號控制系統(tǒng)（2學時）第6章

網(wǎng)絡式交通信號控制系統(tǒng)（2學時）第7章交通信號仿真系統(tǒng)（2學時）第8章智能交通系統(tǒng)與復雜網(wǎng)絡簡介（2學時）參考資料（網(wǎng)站）【1】城市交通（建設部城市交通工程技術(shù)中心）【2】中國交通技術(shù)論壇【3】流體中文網(wǎng)

【4】美國PATH工作組

【5】美國密尼蘇達交通信號組

【6】英國TRL實驗室

【7】中國交通信息中心【8】國家智能交通系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心【9】上海城市綜合交通信息網(wǎng)【10】中國交通綜合信息網(wǎng)絡【11】ITSAmerica【12】ITSJapan【13】ITSEurope交通信號控制系統(tǒng)

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第一章 概述北方工業(yè)大學自動化系1-1交通的本質(zhì)與研究內(nèi)容何為交通？辭海官方：交通是各種運輸和郵電通信的總稱

運輸：鐵路、公路、水路、航空和管道五種方式

郵電：郵政和電信城市交通：衣食住行交通是城市的命脈,沒有交通便沒有城市必要客流、物流的移動

不只是交通工具的移動交通變遷：步行時代馬車時代汽車時代高速公路時代智能運輸時代交通與城市衣食住行：行已成世界性難題城市是由建筑、交通及生態(tài)環(huán)境(不只是綠化)組成：建筑是凝固的藝術(shù)、交通是連接靜態(tài)建筑的動態(tài)風景線；交通設施建設用地占城市用地10%~40%；城市交通基礎(chǔ)設施的建設規(guī)模與基本功能（交通規(guī)劃）；交通設施的功能及其建設位置與形式（土木工程、交通工程）設施建設與有效利用的關(guān)系（交通管理與控制）交通設施投資成為城市建設投資的主體；交通需求非剛體，具有可壓縮性（單雙號限行、擁擠收費）交通問題的主要成因交通需求快速增長與交通供給之間矛盾難以短時間緩和；城市規(guī)劃的不當：土地使用性質(zhì)、人口的分布不當；交通規(guī)劃不當：交通設施規(guī)模、設施分布（空間分布）、設施結(jié)構(gòu)（不同規(guī)格的設施）、交通系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（公共交通和個體交通、大容量交通和小容量交通系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）不當；交通設施的設計不當：不重視交通功能的交通設施設計，土木工程為主的設施設計；交通設施使用不當：城市和交通管理的技術(shù)和手段遲后；交通政策的不當：不當?shù)臎Q策過程和建設與投資政策，影響上述工作的合理化，影響投資與運營效益的發(fā)揮。交通控制手段的運用不當：交通組織、信號控制系統(tǒng)、誘導系統(tǒng)、停車管理系統(tǒng)、交通執(zhí)法管理等手段使用不當，交通問題研究的基本格局按交通問題產(chǎn)生的時間順序分交通規(guī)劃理論：解決為什么修路、在哪修路、修什么路（高速路、快速路、主干道、次干道等）的問題交通工程理論：研究道路線型設計、交通對象（車輛/人）特性、交通流理論、道路交通特性（路段/交叉口通行能力）交通管理與控制理論：政策管理：限行、擁擠收費、公交票價、油價等靜態(tài)交通管理：車輛和人按照什么流向走（交通組織與交通渠化）、車停在哪（停車管理）動態(tài)交通管理誘導：VMS、短信、網(wǎng)站、廣播信號控制：手動、自動、點控、線控、面控交通違法管理交通系統(tǒng)人/物交通工具交通設施交通環(huán)境信息交通規(guī)則安全、通暢、便捷、效率先進的交通系統(tǒng)交通問題研究的基本格局按交通系統(tǒng)的構(gòu)成要素分安全、舒適、智能、環(huán)保、高效智能交通系統(tǒng)信息技術(shù)、電子技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)、計算機技術(shù)、軟件技術(shù)、視頻技術(shù)……交通信號控制領(lǐng)域可能涉及的研究內(nèi)容（2）與交通信號相關(guān)的交通管理技術(shù)交通誘導系統(tǒng)（軟硬件）：信息獲取、誘導策略、信息發(fā)布交通違法管理系統(tǒng)：違法檢測、抓拍、交通沖突分析技術(shù)：機-機、機-人、機-非沖突檢測與分析智能交通信息處理技術(shù)短時交通流預測、旅行時間預測交通信號仿真系統(tǒng)交通圖像處理技術(shù)：采集、壓縮、前景建模、目標跟蹤與識別地理信息系統(tǒng)GIS車輛無線定位系統(tǒng)GPS多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)應用無線通信技術(shù)應用射頻技術(shù)應用………….對象、手段、目標、效果！1-2交通學科的發(fā)展脈絡“Theaimofbasicresearchintrafficscienceistodiscoverthefundamentallawsgoverningtrafficsystems.Themainaimoftrafficengineeringisonplanning,designandimplementationoftransportationnetworkandtrafficcontrolsystems.”

“交通科學的基礎(chǔ)研究的目的是發(fā)現(xiàn)制約交通系統(tǒng)的基本規(guī)律；而交通工程的主要目的在于交通運輸網(wǎng)絡和交通控制系統(tǒng)的規(guī)劃、設計和建立。”

——Phys.Rept.2000,329:199-3291國外交通學發(fā)展歷史1939年形成于美國1940年后歐洲也發(fā)展起來1950年以后澳洲（新南威爾士大學）1960年代日本的發(fā)展（京都大學）1978年中國的發(fā)展（同濟大學）交通工程（TrafficEngineering）交通運輸工程(TransportationEngineering)學科演變：

——道路、鐵道、汽車、數(shù)學、心理學等專業(yè)轉(zhuǎn)向

——交通工程成為專業(yè)；

——本科專業(yè)運輸工程：交通運輸、交通工程；

——研究生專業(yè)：一級學科—交通運輸工程；二級學科—1)道路與鐵道工程；2)交通信息工程與控制；

3)交通運輸規(guī)劃與管理；

4)載運工具運用國內(nèi)交通運輸工程學科發(fā)展簡況

1)最早擁有交通運輸工程一級學科的大學：同濟大學(面向道路、鐵道、機場)

東南大學(面向道路為主)西南交大(面向鐵路為主)北方交大(面向鐵路為主)長安大學(面向道路為主)2)第二批擁有交通運輸工程一級學科的大學：北京航空航天大學(面向航空為主)3)第三批擁有交通運輸工程一級學科的大學：吉林大學國內(nèi)重點學科分布擁有兩個重點學科的大學：同濟大學（道路與鐵道、交通運輸規(guī)劃與管理）、北方交通大學（規(guī)劃與管理、信息工程與控制）、西南交大（道路與鐵道工程、載運工具運用）

國內(nèi)交通運輸工程學科長江學者分布同濟大學：道路與鐵道工程、交通信息工程與控制；東南大學：道路與鐵道工程、交通運輸規(guī)劃與控制；西南交大：交通運輸規(guī)劃與管理；北京交大：交通運輸規(guī)劃與管理；北京工業(yè)大學：交通運輸規(guī)劃與管理；吉林大學：交通運輸規(guī)劃與管理交通需求分析3交通方式劃分4交通流分配網(wǎng)絡平衡分配分析分區(qū)出行量現(xiàn)狀路網(wǎng)流量建模交通分配模型方式劃分模型出行分布距陣方式劃分預測出行生成模型Pi=f1(Li)Aj=f2(Lj)出行分布模型Tij=f(Pi，Aj，tij)預測未來土地使用預測調(diào)查土地使用調(diào)查交通觀測出行調(diào)查Pi出行生成模型Aj出行分布模型ijTij方式劃分模型ijTij(1)Tij(2)Tij(3)交通分配模型ijQkij(m)未來路網(wǎng)流量第一階段第二階段第三階段第四階段常規(guī)“四階段”預測模型1-4交通信號控制的本質(zhì)交叉口交通工程設計的本質(zhì)：從空間上減少交叉口交通沖突點1．采用渠化交通。在交叉口內(nèi)合理布置交通島、交通標志和標線、或增設車道等，引導各方向車流沿一定路徑行駛，減少車輛之間的相互干擾。如環(huán)形平面交叉可消滅沖突點。2．修建立體交叉。將相互沖突的車流從通行空間上分開，使其互不干擾。這是解決交叉口交通問題最徹底的