第十一講區(qū)域交通信號控制系統(tǒng)

§11.1區(qū)域交通信號控制系統(tǒng)定義與分類§11.2定時式脫機操作系統(tǒng)§11.3SCATS自適應控制系統(tǒng)

§11.4SCOOT自適應控制系統(tǒng)第十一講區(qū)域交通信號控制系統(tǒng)

§11.1定義與分類區(qū)域交通控制系統(tǒng)定義：把某一城區(qū)的一部分或全部交通信號的控制作為一個統(tǒng)一指揮控制中心管理下的整體的控制系統(tǒng)。作用：1.整體監(jiān)視和監(jiān)控，達到局部最優(yōu)；2.可因地制宜的選擇合適的控制方法；3.可以提高設備利用率?！?1.1定義與分類分類1.按控制策略分類（1）定時式脫機操作系統(tǒng)。也即固定配時協(xié)調控制系統(tǒng)。利用歷史數(shù)據(jù)及現(xiàn)行統(tǒng)計數(shù)據(jù)，進行脫機優(yōu)化處理，并對整個控制網(wǎng)絡實施多時段定時控制。（2）適應式聯(lián)機操作控制系統(tǒng)。也稱為自適應控制系統(tǒng)或動態(tài)響應控制系統(tǒng)。是指在控制區(qū)域中設置車輛檢測器，實時采集數(shù)據(jù)并實施聯(lián)機最優(yōu)控制。§11.1定義與分類2.按控制方式分類（1）方案選擇式預先做好各種配時方案，按照實際采集數(shù)據(jù)，選取最佳控制方案，并實施交通控制。（2）方案形成式根據(jù)采集的交通數(shù)據(jù)，實時計算最佳控制參數(shù)，進行控制。3.按照控制系統(tǒng)結構分類(1)集中控制式。這種控制系統(tǒng)的優(yōu)點是控制中心可直接對路口控制器進行操作(其信息傳輸媒介是通信線路)，便于直接從控制中心了解各個信號交叉口的交通情況；該種控制方式的缺點是控制策略的計算復雜，設備線路繁雜，投資大，維護費用高?！?1.1定義與分類(2)分層遞階式。這種控制系統(tǒng)的優(yōu)點是城市交通控制中心不直接對路口級的信號控制器進行操作，而是通過中間控制層完成，這樣做可以減少控制設備．提高控制的實時性，使控制策略的選取更加簡單。因此，在實際中，這種系統(tǒng)控制方式被廣為采用。集中控制式與分層遞階式比較

項目體制分布式控制集中式控制智能和功能的分布分布到各級集中于中心一級可靠性具有多級保險功能，高一級控制失靈系統(tǒng)功能損失較小為提高系統(tǒng)的可靠性，中心常用雙機備分，否則中心主機失靈，系統(tǒng)功能損失嚴重控制中心需要多個中心站只需一個中心站，主要設備集中于一個中心傳輸線路傳輸線路較省，小區(qū)中心可以設置在控制區(qū)域的中心傳輸線路均須由各交叉口聯(lián)到中心，當區(qū)域范圍大時，線路造價明顯上升系統(tǒng)靈活性系統(tǒng)控制戰(zhàn)略有很大靈活性，可以分期實施，一次投資不需太大靈活性差，一次投資大軟件開發(fā)比較復雜，需要開發(fā)更復雜的控制程序比較簡單維修室外設備較復雜，需要較高水平的維修隊伍室外設備簡單，容易維修使用場合大面積或一個城市的控制小范圍的或信號比較集中的城市控制§11.2定時式脫機操作系統(tǒng)TRANSYT（TrafficNetworkStudyTool）“交通網(wǎng)絡研究工具”是由英國交通與道路研究所于1996年所提出的離線優(yōu)化交通網(wǎng)絡信號配時的一套軟件。20世紀60年代以來，TRANSYT得到廣泛應用，取得明顯效果；到1980年，TRANSYT軟件已經修改過8次。TRANSYT軟件的構成TRANSYT仿真模型交通網(wǎng)絡結構圖式周期流量變化圖示車流在連線上運行狀況的模擬優(yōu)化綠時差的優(yōu)選綠燈時間的優(yōu)選控制子區(qū)的劃分信號周期時間的選擇TRANSYT組成（兩部分）⑴仿真在信號控制網(wǎng)絡上的車隊模型（宏觀模型）⑵信號配時方案優(yōu)化設計（計算機程序）TRANSYT基本原理圖一、信號網(wǎng)絡配時優(yōu)選的目標函數(shù)討論車流在路網(wǎng)絡上運動狀況的主要參數(shù)，即平均延誤、平均排隊長度、停車率或燃油消耗量等。以他們?yōu)樽宰兞靠梢越⑷缦潞瘮?shù)：h——延誤時間；d——停車率；c——耗油量

若求得一組配時參數(shù)，則分別對自變量求偏導：

一、信號網(wǎng)絡配時優(yōu)選的目標函數(shù)TRANSYT系統(tǒng)中綜合目標參數(shù)包括延誤時間與停車次數(shù)在內的“運行指標”：二、優(yōu)化過程1.綠時差優(yōu)化、優(yōu)選

條件：①滿足最小綠燈時間②滿足路網(wǎng)交通需求二、優(yōu)化過程2.綠燈時間優(yōu)化二、優(yōu)化過程3.子區(qū)的劃分二、優(yōu)化過程4.信號周期時間的選擇TRANSYT可以為交通網(wǎng)絡各子區(qū)選取一個PI值最小公共信號周期時長，同時還可以確定哪些交叉口應該采用雙周期。選擇交通路網(wǎng)中交通量最重（飽和度最高）交叉口，保證其Y值較大。

自動選用公用信號周期；確定控制范圍內交叉口雙周期的設置；借助于控制子區(qū)劃分避免周期過長。TRANSYT方法的經濟效益序號項目低限%高限%1路網(wǎng)上行駛的車輛平均延誤時間減少15402路網(wǎng)通行能力增加5153車輛燃油消耗量下降5204較少交通事故0155設置公共汽車專用車道，并使用“BUSTRANSYT”作配時設計，則可以減少公共汽車延誤10306設置“緊急綠波”時，可使消防車延誤時間減少33507尾氣污染減少515脫機控制系統(tǒng)的不足依賴于歷史交通流數(shù)據(jù)，交通數(shù)據(jù)更新對配時方案要求高；控制對策靈活性較差（緊急事件處理）；無實時的交通信息反饋，被動式交通控制?！?1.3SCATS自適應控制系統(tǒng)

SCATS實時自適應控制系統(tǒng)

（SydneyCo-ordinatedAdaptiveTrafficSystem）采用方案選擇式配時方案與單點感應控制相結合的控制方式。SC遭AT飾S實時武自適鑒應控刮制系溜統(tǒng)子系漿統(tǒng)的粘劃分扒與合儉并周期森時長女的選呆擇配時引參數(shù)視優(yōu)化綠信再比方赴案的蘭選擇綠時艙差方熔案的絨選擇一、SC訴AT頂S控制系杯統(tǒng)結構采用方論案選擇錫配時方獄案與單糞點感應課控制相挑結合的擴控制方蕩式。SCA學TS分為三拖級：中峽央監(jiān)控宴中心匪→地暫區(qū)監(jiān)控餅中心矩→子敬控制區(qū)籠→還信號控幕制機二、SC灑AT剃S系統(tǒng)綿優(yōu)化SC購AT怎S以信號尊周期、綠信比及綠時瘋差作為各陰自獨立更的參數(shù)麻進行優(yōu)澡化，優(yōu)間化過程多以“飽頑和度篇”和“綜合門流量”為主要找參數(shù)。（1）飽和蒼度（DS）定義：卵車流有吼效利用晉的綠燈現(xiàn)時間與家顯示綠抬燈時間返之比。其中:—綠燈期陷間，無杯車通過薦的時間浩；t—通過停報車斷面憑前后車兩輛的空太檔時間激；h—空檔個青數(shù)。二、SC唉AT屋S系統(tǒng)優(yōu)恨化（2）綜禍合流材量忌通過南停車文線的軍混合假車流惠大小害?！C合流甩量；DS餓—飽和勿度；g—綠燈時隊間；S—最大流香率或單嚷位小時膀最大流彩量（輛低／h）三、蠶信號孟周期臨長度題的選俗擇為保持分連續(xù)性慕，周期席做小步打調整，膀其長度崗變化在±6幸s以內，泰調整量貍：新周期泰長度為四、厘綠信姥比（1）推算距比較方著案的各旺向飽和吉度DS值（2）對各潮個進口答道飽和偏度DS值中廢，對牙應每往一綠繼信比啦方案駐，找霞出一蜜個最歲高的DS值。（3）對四洽種綠信毒比方案湯中對應車的最高紙飽和度DS值進后行比贈較，DS值低降的中皆選。五、綠巡壽燈時差其中緞修霉正后粉時差仙；暈規(guī)定灶方案餅規(guī)定伶的綠先燈起濃步時磁距；瘋修正笛系數(shù)薪；皆綠壓燈起橡步時恥距與叔信號狹周期貫的函趁數(shù)關絲式系?！?1.4SC漢OO歇T自適兩應控育制系特統(tǒng)SC就OO汽T（Spl啊it－Cy則cl鋤e—胡Of朱fs珍et訂O肝pt冒im萄iz般at兔io裹n近Te猶ch丹ni制qu漫e）即“綠信草比—周期—綠時優(yōu)邊化技術涌”特點繩：方統(tǒng)案形沿成式葵的控柔制系禮統(tǒng)，艷系統(tǒng)爭結構抬是集中杰控制崗結構一、SCO慨OT系統(tǒng)結捷構SCO雷OT檢測檢測輸器的跟布設監(jiān)測漂數(shù)據(jù)竄的采傷集子區(qū)劃定蟻子區(qū)模型車隊預饅測排隊預旅測擁擠乖預測效能剝預測優(yōu)化策略次序參數(shù)粥優(yōu)選一、SCO怕OT系統(tǒng)五大件部分脆關系路網(wǎng)上的實時交通狀況況車輛檢測及數(shù)據(jù)處理對路網(wǎng)執(zhí)行控制配時參數(shù)組存儲單元現(xiàn)行配時方案最新優(yōu)化配時參數(shù)對配時參數(shù)調整交通模型配時參數(shù)優(yōu)選下游停車線斷面流量圖式現(xiàn)行方案的PI值調整配時后PI值系統(tǒng)監(jiān)測故障監(jiān)視各交叉口車輛排隊現(xiàn)行配時參數(shù)繼續(xù)調整調整完畢二、配玩時優(yōu)選怒目標函梅數(shù)與TRA般NSY跑T類似，SCO賽OT系統(tǒng)也裂采用多輪元目標訓函數(shù)作迷為路網(wǎng)戴信號配閘時方案價實施優(yōu)衫選的依塊據(jù)。目標筍函數(shù)弟：三、優(yōu)液化1）優(yōu)掩化策贊略：SCO桑OT系統(tǒng)優(yōu)串化策略許是通過蝦對交通徐量檢測佩并不斷侵調整配若時參數(shù)洲（周期霜時間、濾綠信比蔑、綠時牧差）。2）綠信誦比的優(yōu)經選根據(jù)矮上游釘車輛卻到達催圖式望，判熄斷是咐否需怒要改焰變綠年燈放芽行時豎間。抱優(yōu)選索原則牛：使嚷交叉拉口總板飽和叨度最揚小，花與此堡同時靠，考炊慮車囑輛排速隊長賀度、逢擁擠跨程度熟及最浙短綠閣燈時蓮長的度限制土等。3）綠燈抖起步時肌距的優(yōu)玩選依據(jù)：膽與交叉拿口直接蹲關聯(lián)的父路段上栽車輛延膝誤時間耀及停車策次數(shù)。務尋子區(qū)PI最小帥值。4）綠