区域交通信号控制系统

区域控制系统可实施城市交通运输的策略，提高现有道路 的交通效率，改善道路交通安全，节省能源消耗，减少环 境污染，收集交通数据，提供交通情报，为整个社会提供 综合的经济效益。
是缓解城市交通问题的重要措施。
可编辑ppt
4
二、分类
1. 按控制策略分 （1）定时式脱机操作控制系统
利用交通流历史及现状统计数据，进行脱机优化 处理，得出多时段的最优信号配时方案，存入控 制器或控制计算机内，对整个区域交通实施多时 段定时控制。 特点：控制简单，可靠，效益投资比高，但不能 适应交通流的随机变化。
缺点： 大量数据的集中处理及整个系统的集中控制，
需要庞大的通信传输系统和巨大的存储容量，这就
极大地影响了控制的实时性，并限制了集中控制的 区域范围。
可编辑ppt
9
2）分层式计算机控制结构
整个控制系统分成上层控制与下层控制。
上层控制主要接受来自下层控制的决策信息，并 对这些决策信息进行整体协调分析，从全系统战 略目标考虑修改下层控制的决策。下层控制则根 据修改后的决策方案再做必要的调整。
可编辑ppt
Leabharlann Baidu11
多级控制的优点 （1）通过数据的预处理和集中传输，能减少传输费用 （2）由于系统不依赖于一个中心控制或集中的传输机
构，系统具有较高的故障保护能力，提高了系统可 靠性。
（3）能处理实时单元的容量较大（检测器，交叉口信 号机等）
（4）控制方法和执行能力比较灵活 多级控制的缺点 （1）需要的设备多，投资高 （2）现场设备的维护比较复杂 （3）控制程序比较复杂 （4）要提供更多的控制地点
第十一章 区域交通信号控制系统
本章内容：
第一节 概念与分类 第二节 定时式脱机操作系统 第三节 自适应式联机操作系统
可编辑ppt
1
第十一章 区域交通信号控制系统
主要内容：了解区域交通信号控制系统的 分类，定时式脱机操作系统和自适应式联 机操作系统的基本原理。
重 点 与 难 点 ： TRANSYT 、 SCOOT 、 SCATS三种具有代表性的控制系统的控制 原理和基本思想。
15
车流运行过程中的车队离散特性：
F a 1bt
t 0.8T
式中： F离散平滑系数
T 车队在连线上行驶 平时 均的 行程时间 s）（
a,b曲线拟合参数
把上游连线“驶出”图式上的每一纵坐标值乘以F即 可得到下游停车线的“到达”图式。
综上所述，不难推算出第i个时段内被阻于停车线的 车辆数mi。
可编辑ppt
6
2. 按控制方式分类：
（1）方案选择方式 对应于不同的交通流，事先做好各类交通模型和 相应的控制参数并存储在计算机内，按实时采集 的实际交通数据，选取最适用的交通模型与控制 参数，实施交通控制。
（2）方案形成方式 根据实时采集的交通流数据，实时算出最佳交通 控制参数形成信号配时控制方案，当场按此方案 操纵信号控制机运行交通信号灯。
上层控制主要执行全系统协调优化的战略控制任 务
下层控制主要执行个别交叉口合理配时的战术控
制任务
可编辑ppt
10
这种结构可以避免集中结构的缺点，可有降级 控制的功能，提高了系统的可靠性；但需增加 设备，投资较高。
例如一种三级分布式控制结构： 第一级 位于交叉口，由信号控制机控制 第二级 位于所控制区域的一个比较中心的地 点 第三级 位于城市内一个合理的中心位置，起 命令控制中心的作用
第二节 定时式脱机操作系统
TRANSYT(Traffic Network Study Tool) “交通网 络研究工具”。是英国交通与道路研究所(TRRL) 于1966年提出的脱机优化网络信号配时的一套程 序。最新版本是11版。
美国：TRANSYT-7F
法国：将TRANSYT改为THESEE和THEBES型
可编辑ppt
2
第一节 概念与分类
区域交通信号控制（简称面控制）系统的对象是 城市或某个区域中所有交叉口的交通信号。
区域交通信号控制系统的正确的概念是：把城区 内的全部交通信号的监控，作为一个指挥控制中 心管理下的一套整体的控制系统，是单点信号、 干线信号系统和网络信号系统的综合控制系统。
建立这种概念的好处： 1）整体监视和控制 2）可因地制宜地选用合适的控制方法 3）可有效、经济地使用设备
TRANSYT是一种脱机操作的定时控制系统，系统 主要由仿真模型及优化两部分组成。
可编辑ppt
13
网络几何尺寸及网络交通流信息
新的信号配时
优化数据
初始信号配时
仿真模型
优化过程 最佳信号配时
网络内的延误及停车次数
性能指标PI 周期流量图
TRANSYT 基本原理图
TRANSYT仿真模型的几个主要环节
可编辑ppt
5
（2）适应式联机操作控制系统
是一种能够适应交通量变化的“自适应控制系 统”，也叫“动态响应控制系统”。在控制区 域中设置检测器，实时采集交通数据并实施联 机最优控制。
特点：自适应控制系统结构复杂、投资高、对 设备可靠性要求高，但能较好地适应交通流的 随机变化，提高了控制的效益。
可编辑ppt
3
区域控制系统的发展
是随着交通控制理论的不断发展，通讯、检测、计算机技 术在交通控制领域的广泛应用而发展起来的。
早期的区域控制系统着重于对周期、绿信比和时差等交通 信号参数进行最优控制。
现代的交通控制系统是多种技术的综合体，它包括车辆检 测、数据采集与传输、信息处理与显示、信号控制与最优 化、电视监视、交通管理与决策等多个组成部分。
1）交通网络结构图式：节点和连线来抽象网络 2）周期流量变化图式 3）车流在连线上运行状况的模拟 为描述车流在一条连线上运行的全过程，
TRANSYT使用了如下的周期流量图式： （1）到达流量图式（“到达”图式） （2）驶出流量图式（“驶出”图式） （3）饱和驶出图式（“满流”图式）
可编辑ppt
可编辑ppt
7
3.按控制结构分
（1）集中式计算机控制结构 （2）分层式计算机控制结构
可编辑ppt
8
1）集中式计算机控制结构
将网络内所有信号联结起来，用一台中、小型计算 机或多台微机联网对整个系统进行集中控制。其原 理结构均较简单。
优点： （1）全部控制设备只位于一个中心，操作方便； （2）系统的研制和维护不太复杂； （3）所需设备较少，维修容易。