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智能城市交通控制系统的设计与实现随着城市化进程的加速，越来越多的人口聚集在城市中，交通问题也日益突出。
为了应对交通拥堵、安全问题等挑战，智能城市交通控制系统应运而生。
本文将探讨智能城市交通控制系统的设计与实现，以解决交通问题，提高城市交通效率。
一、智能城市交通控制系统的目标与需求智能城市交通控制系统的目标是提高交通效率，减少交通拥堵，提升城市交通安全性。
为实现这一目标，系统需满足以下需求：1. 交通流量监测与预测：系统应具备实时监测道路交通流量的功能，并能预测未来交通流量变化，以便提前采取相应措施。
2. 路口信号控制：通过智能信号灯控制，减少交通拥堵，提高路口通行能力。
此外，信号控制系统应根据交通流量实时调整信号配时，使路口交通更加顺畅。
3. 交通事故预警与应急处理：系统应能及时监测交通事故，并能快速响应并处理事故。
预警系统可以提前发现潜在的事故风险，减少交通事故发生率。
4. 路况信息发布：为了提供更好的出行体验，系统应能将实时的路况信息发布给用户，帮助用户选择最佳的出行路线。
5. 数据分析与优化：系统应能收集和分析交通数据，通过算法优化交通流量分配和交通控制策略，以提高交通效率。
二、智能城市交通控制系统的核心组成部分智能城市交通控制系统主要由以下核心组成部分构成：1. 传感器网络：通过布置在道路上的传感器，实时监测交通流量，检测各路口的车辆数量、速度等信息，并将数据传输给中央控制系统。
2. 中央控制系统：负责接收传感器的数据，并实时分析和处理这些数据。
中央控制系统基于实时数据和相关算法，根据交通情况控制信号灯的配时，并向用户提供路况信息。
3. 信号灯控制器：通过与中央控制系统的通信，接收信号配时等指令，并控制信号灯的变化，以优化路口的交通流量。
4. 交通事故预警与应急处理系统：通过监测交通数据和智能分析算法，实时预警潜在的交通事故风险，并与紧急救援系统等联动，快速响应和处理交通事故。
5. 用户终端：通过手机APP、电子显示屏等形式，向用户提供路况信息、优化导航等服务，方便用户选择最佳出行路线。
智能交通控制系统的设计与实现随着城市化进程的不断加速，交通拥堵问题愈加突出，人们对于智能交通的需求和重视度不断提高。
智能交通系统作为现代交通管理的新型模式，对城市交通的发展和优化起着重要作用。
本文将探讨智能交通控制系统的设计与实现，从系统架构、功能模块、技术路线等方面进行分析。
一、系统架构设计智能交通控制系统主要由数据采集、信息处理、决策控制三个部分组成。
其中，数据采集部分通过各种传感器设备获取城市交通的各项数据信息，包括交通流量、车辆速度、距离、方向、位置等。
信息处理部分通过各种算法对数据进行分析和处理，并进行实时的交通状况和预测。
决策控制部分则是根据提供的交通信息和预测结果，进行最优化交通方案的制定和控制。
二、功能模块设计智能交通控制系统主要包括路况监测、智能识别、数据共享、监控预警四大功能模块。
1、路况监测路况监测是智能交通系统最基础的功能模块，通过多种传感器设备，对交通流、车速、车道占用、接触电缆等数据进行实时监测。
通过数据分析和处理，系统得出交通状况和拥堵情况。
2、智能识别智能识别模块主要通过自动化技术，将各种交通工具（车辆、行人、非机动车、重要人员）和各种道路设施（标志、标线、灯光、信号灯、监控设备）进行自动化识别和监测。
对系统产生的数据进行汇总统计，帮助决策者更好地掌握城市交通状况和预测。
3、数据共享数据共享是智能交通控制系统极其重要的一部分，它将系统所采集到的数据通过网络共享，提高各部门之间交流和协作的效率，促进交通体系的完整性和一致性。
4、监控预警智能交通控制系统可以通过智能识别模块对道路交通情况进行监控，实现对节点的预警。
在出现交通拥堵、事故等紧急情况时，可以及时通知相关部门，做出紧急处理。
三、技术路线设计智能交通系统的技术路线主要包括数据采集技术、数据传输技术、信息处理技术和决策控制技术。
1、数据采集技术数据采集技术是智能交通系统的基础，包括以下方面：传感器、卫星定位、无线通信等。
智能交通控制系统设计与实践智能交通控制系统是一种基于信息技术和网络技术的交通控制系统，它通过传感器、通信设备、计算机等技术手段，实现对交通流量、交通行为的实时监测和控制，提高了道路网络的交通运行能力和道路安全性。
本文将围绕智能交通控制系统的设计和实践，探讨该系统的工作原理、应用场景、实现方法以及实际效果。
一、智能交通控制系统工作原理智能交通控制系统主要由三部分组成：数据采集、数据处理、控制执行。
系统通过传感器、摄像头等设备采集现场交通信息，经过数据处理和分析后，将结果反馈给控制端，采取相应的控制策略，执行相应的控制指令，从而实现交通流量的控制和车辆的导航、调度等功能。
二、智能交通控制系统的应用场景智能交通控制系统的应用场景广泛，既可以应用于城市交通管控，又可以应用于高速公路、机场等交通枢纽控制。
在城市交通管控领域，智能交通控制系统可以通过设置智能交通信号灯、红绿灯控制系统、电子警察等设备，进行智能化的交通管理和控制，减轻交通拥堵、提高道路通行效率。
在高速公路、机场等交通枢纽控制领域，智能交通控制系统则可以通过车辆识别、导航、调度等手段，实现交通流量的高效管理和控制，保障交通安全和通行效率。
三、智能交通控制系统的实现方法智能交通控制系统的实现方法主要有以下几种：1. 车辆识别技术。
通过识别车辆号牌、电子标签、车辆颜色等特征，对车辆进行自动跟踪和监测，实现车辆的导航、调度等功能。
2. 交通信号灯控制技术。
设置智能交通信号灯控制系统，根据交通流量和道路条件实时调整交通信号灯的配时，减轻交通拥堵、提高道路通行效率。
3. 数据处理与分析技术。
利用计算机、数据库、人工智能等技术手段，对采集到的交通信息进行数据处理和分析，提取出有用的信息，为后续的交通控制和调度提供支持和依据。
四、智能交通控制系统的实际效果智能交通控制系统的建设和实施，可以大大提升城市交通运行效率和道路安全性。
据调查统计，上海、北京等城市采用智能化交通控制系统后，交通拥堵指数明显降低，交通出行时间缩短近30%；广州、深圳等城市采用智能化红绿灯控制系统后，交通 accidents rates 明显下降，道路通行效率提高约20%。
智能交通控制系统设计与开发智能交通控制系统是一项基于先进技术和人工智能的创新应用，旨在改善城市交通拥堵问题，提升交通效率，保障交通安全。
本文将探讨智能交通控制系统的设计与开发，并介绍其可能的实施方案和相关技术。
一、智能交通控制系统概述智能交通控制系统是一个集成了传感器、相机、监控设备以及数据处理和分析平台的综合系统。
该系统通过实时收集、分析和处理交通数据，从而实现交通信号控制、拥堵监测和交通事故预警等功能。
智能交通控制系统具有以下特点：1. 实时性：系统能够快速响应实时的交通情况变化，根据实际交通状况调整信号灯的配时。
2. 自适应性：系统能根据交通流量实时调整交通信号灯的配时策略，以达到最佳的交通流效率。
3. 数据驱动：系统通过收集、分析和挖掘交通数据，提供合理的决策依据，为城市交通管理和规划提供数据支持。
二、智能交通控制系统的设计要点1. 传感器布设：智能交通控制系统需要设置传感器进行数据采集，例如车辆检测器、相机、RADAR等。
传感器的布设位置和数量应充分考虑道路结构和交通需求，以保证有效的数据采集。
2. 数据采集与处理：采集到的交通数据将通过网络传输至数据处理和分析平台，进行实时的数据处理和交通状况分析。
这些处理结果将为交通信号控制提供依据。
3. 通信与控制：智能交通控制系统涉及到信号灯的控制和调度。
通过通信系统连接交通信号灯设备，并实现信号灯的配时调度和控制。
4. 系统优化与调整：智能交通控制系统需要不断进行系统优化和调整，根据不同的交通需求和城市规划进行调整，以实现交通流效率最大化。
三、智能交通控制系统的实施方案1. 预测模型：通过分析历史交通数据和实时交通数据，建立预测模型，预测未来的交通流量和拥堵情况。
这样可以提前调整信号灯的配时，减少交通拥堵。
2. 信号灯控制策略：根据交通数据分析结果，制定合理的信号灯控制策略。
例如，根据交通流量调整绿灯时间长度，优先保障高峰时间段交通流畅。
3. 多模态交通控制：智能交通控制系统应该综合考虑不同交通模式之间的协调与配合，包括公共交通、自行车和行人等。
城市智能交通管理系统方案研究与设计的开题报告一、研究背景城市化进程的加速使得城市面临着越来越拥堵的交通问题，这不仅限制了城市经济社会的发展，也给人们的生活带来了极大的不便。
如何优化城市交通，提高交通运行效率，降低交通事故的发生率，成为了城市环境建设与管理的重要问题。
面对这一问题，智能交通管理系统应运而生并逐渐得到广泛应用。
二、研究目的本课题旨在研究城市智能交通管理系统方案，通过对城市交通信号控制、车辆识别、交通事故管理、城市交通信息发布等模块进行设计和实现，提高城市交通的运行效率、安全性和便捷性，减少交通拥堵和交通事故的发生率，为城市环境的改善和社会发展做出积极贡献。
三、研究内容本课题主要研究内容包括：1.城市智能交通管理系统的方案设计，对系统进行整体规划和设计，明确各模块的功能和交互关系。
2.城市交通信号控制模块的设计，该模块主要负责交通信号控制、路口优化和道路拥堵监测等，通过智能化的信号控制算法和优化策略，实现道路的流畅和交通的高效。
3.车辆识别模块的设计，该模块主要负责对车辆信息的采集与处理，包括车牌识别、车辆类型和车速监测等，提供精准的车辆管理依据和实时监测数据。
4.交通事故管理模块的设计，该模块主要负责交通事故的预警、处理和统计等，通过智能化的事故预测和预警机制，为交通事故的预防和应对提供科学的决策支持。
5.城市交通信息发布模块的设计，该模块主要负责对城市交通信息的发布和传播，包括实时路况信息、交通警示和路段限行等，为司乘人员提供准确、及时的交通信息。
四、研究方法1.文献研究法：对城市智能交通管理系统的发展历程、研究现状和发展趋势进行综述，分析其关键技术和应用场景，为方案设计和优化提供理论依据和参考资料。
2.调查研究法：结合实际需求，通过问卷调查、实地调研等方式，收集相关数据和意见反馈，了解用户需求和期望，为系统设计和改进提供参考。
3.模块化设计法：将城市智能交通管理系统拆分为多个功能模块，进行模块化设计和开发，实现系统的高效运行和维护。
智能交通控制系统的设计与模拟研究近年来，随着城市化进程的加快以及机动车辆数量的增加，城市交通堵塞问题愈加突出。
如何有效缓解交通拥堵成为各城市亟需解决的难题。
在这一背景下，智能交通控制系统应运而生，成为了当下解决交通拥堵的主要手段之一。
智能交通控制系统的设计与模拟研究旨在通过智能化的数据采集和分析、动态的信号灯控制来优化城市道路的通行能力，使车辆平稳快速的流动，提升道路利用率，从而缓解交通拥堵。
智能交通控制系统的主要技术包括：路网优化设计、智能信号控制技术、智能车辆识别技术、多模态交通综合管理等。
其中，路网优化设计是智能交通控制系统的核心技术之一。
它通过分析城市道路网络结构、交通流量、车辆速度等数据，对城市现有道路进行优化调整，使其更符合实际需求，提高道路利用率。
同时，智能信号控制技术也是智能交通控制系统的重要技术之一。
它可以根据实时交通数据和路网状态，对信号灯进行智能控制，调节道路通行能力，从而提升道路利用率和交通效率。
除此之外，智能交通控制系统还需要利用智能车辆识别技术，对行驶的车辆进行准确识别，实时监控车辆行驶状态，为交警部门提供重要的事故处理和疏导交通信息。
同时，系统还需要根据不同的交通需求，采用不同的交通模式，实现多模态交通综合管理，最终达到城市交通快速、高效、智能化的目标。
智能交通控制系统的设计与模拟研究不仅属于交通领域，还牵涉到城市规划、信息技术等领域。
因此，在开展研究工作时，需要建立跨学科团队，有效协调各方面知识和技术，充分发挥团队各成员的优势，实现设计与模拟研究的有序推进。
在研究过程中，需要进行大量的数据采集和建模工作。
通过系统的数据收集和分析，获取路网结构、车流量、平均车速等重要指标。
同时，还需要对交通流动进行模拟研究，建立道路网络模型和交通流模型，通过模型分析和优化，实现交通流动过程的控制与优化。
在进行智能交通控制系统的设计与模拟研究时，需要充分考虑实际情况并根据不同城市之间的差异性进行适配。
智能城市中的智能交通控制系统设计与实现随着城市化进程的加快和人类对生活质量的要求不断提升，智能城市的概念已经逐渐进入人们的视野。
智能城市建设的核心是智能交通，而智能交通的控制系统是实现智能城市的重要基础之一。
本文将详细介绍智能交通控制系统的设计与实现。
一、智能交通控制系统概述智能交通控制系统是指利用现代信息技术，将交通流量、道路状况、交通信号等多种数据进行实时收集、处理和分析，以达到合理规划和控制城市交通，提高道路使用效率，保障交通安全，减少环境污染的目的。
智能交通控制系统包括交通信号控制系统、交通调度系统、智能交通管理系统、车辆信息服务系统等多个子系统。
通过网络技术实现各子系统之间的数据传输和共享，形成一个完整的交通控制网络。
二、智能交通控制系统设计与实现智能交通控制系统的设计与实现包括以下几个方面：1. 交通信号控制系统交通信号控制系统是智能交通控制系统的核心部分，主要用于实时控制路口红绿灯状态，提高道路通行效率和交通安全性。
该系统通常包括信号控制器、信号灯、交通检测器、通信设备等硬件设备和信号控制软件、数据库等软件系统。
2. 交通调度系统交通调度系统是指通过对城市交通流量的实时监测和分析，对各条道路和交通节点进行全面规划和调度，以实现城市交通高效、快捷运行的系统。
该系统通常包括无线通讯设备、交通控制中心、交通监测设备、交通仿真模型等硬件设备和数据采集、处理、存储等软件系统。
3. 智能交通管理系统智能交通管理系统是指对城市交通运行环境进行综合监测，通过信息技术实现对道路交通拥堵、事故等事件的实时处理和管理。
该系统通常包括播报设备、GPS定位设备、终端显示器、数据处理器等硬件设备和实时交通信息处理、交互式查询、违法追踪等软件系统。
4. 车辆信息服务系统车辆信息服务系统是指通过对车辆信息的收集和处理，向公众提供精准的道路流量和交通预测信息。
该系统通常包括智能遥感设备、车辆监控台、道路安全监管系统、自动导航设备等硬件设备和车辆位置、速度、路径等信息处理软件系统。
基于物联网的智能交通信号控制系统设计与研究智能交通信号控制系统是基于物联网技术的一种新型交通控制系统，它通过集成传感器、通信设备、数据分析和智能算法，实现对交通信号的智能化控制和优化。
本文将对基于物联网的智能交通信号控制系统进行设计与研究，并介绍系统的原理、功能以及未来的发展方向。
一、引言随着城市化进程的加速和车辆数量的急剧增加，传统交通信号控制方式无法满足行车效率和交通安全的需求。
因此，研究智能交通信号控制系统已成为重要课题。
基于物联网的智能交通信号控制系统利用先进的技术手段实现对交通信号的智能化控制和优化，从而提高路网通行效率和减少交通事故发生率。
二、系统原理基于物联网的智能交通信号控制系统主要包括车辆检测子系统、数据传输子系统、信号控制子系统和用户界面子系统。
1. 车辆检测子系统车辆检测子系统通过布置在道路或交叉口的传感器，实时检测车辆的数量、速度、长度等信息。
常用的传感器包括地感线圈、视频监控、雷达等。
这些传感器将采集的数据传输到数据传输子系统进行处理和分析。
2. 数据传输子系统数据传输子系统负责接收、处理和传输来自车辆检测子系统的数据。
它采用无线网络或有线网络与交通信号控制系统进行数据交换。
通过这一子系统，交通信号控制系统能够实时获取车辆信息，为信号控制提供依据。
3. 信号控制子系统信号控制子系统根据车辆检测子系统传输的数据，采用智能算法对交通信号进行控制。
常用的控制算法包括定时控制、感应控制和自适应控制等。
这些算法根据车流量、拥堵情况等变化进行动态调整，以优化交通信号控制，提高道路通行效率。
4. 用户界面子系统用户界面子系统提供给交通管理者和用户进行交互的界面。
交通管理者可以通过该界面设置信号控制参数，监控交通状况等。
用户可以通过移动设备等接收实时交通信息，以便选择最佳的出行路线。
三、系统功能基于物联网的智能交通信号控制系统有多项功能，如下：1. 实时交通监测与分析系统能够通过车辆检测子系统采集道路上的车辆信息，并将其传输到数据传输子系统中进行处理和分析。
智能交通控制系统设计与实现智能交通控制系统（Intelligent Traffic Control System，ITCS）是一种利用现代信息技术，对交通流进行智能控制的系统。
该系统致力于提高交通效率、减少交通拥堵、改善交通安全和环境质量。
本文将介绍智能交通控制系统的设计与实现。
一、智能交通控制系统的原理智能交通控制系统通过采集、传输和处理交通相关数据，再根据处理结果进行智能调度和控制，实现优化交通流的目的。
其主要原理包括：1. 数据采集与传输：智能交通控制系统通过安装在各个关键位置的传感器，采集交通信息，如车流量、速度、密度等。
采集到的数据会通过网络传输到控制中心进行处理。
2. 数据处理与分析：控制中心利用先进的计算机技术和算法，对采集到的交通数据进行实时处理和分析。
通过对数据的处理，系统能够实时了解交通状况，并预测未来的交通趋势。
3. 智能调度与控制：根据数据处理的结果，智能交通控制系统会制定相应的调度策略。
通过对交通信号灯的控制、路口的优化规划等手段，系统能够实现对交通流的智能调度与控制。
二、智能交通控制系统的设计要求在设计智能交通控制系统时，需考虑以下要求：1. 实时性：智能交通控制系统需要实时采集和分析交通数据，并根据实时情况调整交通信号，以应对交通流量的变化。
因此，系统的设计应具备较高的实时性。
2. 精确性：智能交通控制系统的数据分析和预测应具备较高的精确性，以确保交通调度和控制的准确性。
设计时需选择合适的算法和模型，并考虑数据采集的精度和传输的可靠性。
3. 可扩展性：智能交通控制系统需能够应对不断增长的交通流量和日益复杂的交通情况。
设计时需考虑系统的可扩展性，以支持更多的传感器和交通控制设备的接入。
4. 安全性：智能交通控制系统涉及到大量的交通数据和交通设备，因此安全性是设计时的重要考虑因素。
必须采取合适的安全措施，保障数据传输的安全性和系统的稳定性。
三、智能交通控制系统的实现方法智能交通控制系统可以采用以下方法来实现：1. 传感器技术：安装在道路上的传感器可以采集到交通的实时数据，如车辆数量、车速、道路状况等。
智慧城市中的智能交通控制系统设计与实现随着城市化进程的不断深入和科技水平的不断提高，智慧城市的建设变得越来越重要。
其中的智能交通控制系统是一个关键组成部分，其作用是通过空间、时间和信息方面的智能集成，对城市交通流进行控制和优化，以实现安全、高效、绿色的多元化出行服务。
本文将探讨智慧城市中智能交通控制系统的设计与实现。
一、智能交通控制系统的架构智能交通控制系统需要通过物联网技术对城市交通流进行监测，分析和管理，其架构主要由三个层次组成：传感器层、数据处理层和应用层。
传感器层主要通过安装各种类型的传感设备，如摄像头、车载GPS、交通地磅等，来实现对城市交通环境的实时监测。
这些传感设备可以采集到城市交通环境中的各种数据，如车辆的速度、数量、密度、车型等，以及道路的状况、交通信号灯状态、天气情况等。
这些数据主要通过通信网络进行传输。
数据处理层主要是对传感器层采集到的数据进行处理和分析，以提供对城市交通流的智能化管理。
在这一层次中，需要建立一个数据处理平台，通过对采集的数据进行分类、筛选、加工和分析，可以生成交通状况的实时动态图，提供交通状况分析和预测，还可以进行交通实时智能优化。
应用层主要是对数据处理层的结果进行应用和展示，以为城市交通管理部门、市民及企业提供各种服务。
在这一层次中，可以通过移动应用等形式对城市交通信息进行发布、推送和查询，向车主提供行驶路线、实时交通状况查询等服务，向市民推荐公交线路、共享单车等出行方案，以及向交通管理部门提供路网联调、管辖范围内车辆实时追踪等服务。
二、智能交通控制系统的设计与实现1.数据采集与通信智能交通控制系统的设计首先需要考虑传感器层的数据采集和通信问题。
对于智能交通控制系统来说，车辆车速和位置等数据的准确度和实时性十分重要，因此传感器的部署位置和数量、数据采集方式以及通信网络的选择等方面的设计都需要尽可能考虑到这些要素。
对于传感器的选择，可以结合实际情况，根据道路交通流量、道路形态、车辆流量等不同因素进行综合衡量，选择合适类型和数量的传感器，并根据实际情况进行合理布局。
城市智能交通控制系统研究与设计作者：卫小伟来源：《现代电子技术》2010年第17期摘要:智能交通系统是当前我国交通运输领域的前沿研究课题。
研究的核心是针对日益严重的交通需求和交通资源的压力,采用信息技术、通信技术、计算机技术,从城市交通系统的分类出发,分析基于城市交通控制系统的可行性,并提出城市智能交通控制系统研究与设计,指出智能交通系统的系统控制理论、交通信息的智能处理、应用及其性能改善。
关键词:智能交通系统; 交通控制; 多智能体; 自适应控制中图分类号:TN919-34文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)17-0189-04Design and Application of Urban Intelligent Traffic Control SystemWEI Xiao-(1.Shaanxi College of Communication &Technology, Xi’an 710021, China; 2.College ofEl ectronics and Control, Chang’an University, Xi’an 710064, China)Abstract: The intelligent transportation system is the forefront of the current research subject in the transportation field. Aiming at the increasing traffic demand and the lack of the transportation resources,the information technology, communications technology and computer technology are adopted in the research. Proceeding from the classification of the urban transportation system, the feasibility of the intelligent transportation system based on the urban intelligent traffic control system is analyzed, the design scheme of the urban traffic control system is proposed, and the control theory of the intelligent transport system is offered. The intelligent processing of traffic information, and the application and performance improvement of the system are discussed.Keywords: intelligent transportation system; traffic control; multi-agent; adaptive control0 引言根据中国目前的交通现状及面临的问题说明交通控制在经济发展及城市化进程中的重大作用,并提出发展智能交通系统的重要目的和现实意义。
智能交通系统是一个涉及面广、综合各种高新技术的研究领域。
以下重点介绍智能交通系统分类及基于多智能体的城市交通控制系统设计。
1 国内城市交通现状及面临的问题我国城市交通现状是:城市交通基础设施建设速度跟不上迅速增长的交通需求;常规公共交通萎缩;出租车和私人小汽车迅速增加;轨道交通开始起步;交通管理技术水平低。
以上问题导致交通拥挤、交通事故、环境污染、以及能源问题将会日趋严重。
面临的问题是:车型种类繁杂、混合交通严重;自行车等非机动车数量惊人;城市布局和交通不相适应;出行方式单一、没有选择余地;步行困难、事故多发。
2 城市交通控制的目的和意义随着社会经济的发展、城市化进程的加快和机动车辆的迅猛增加,城市交通问题日益严重。
城市交通拥挤不仅造成交通事故频发、车辆延误增大,而且进一步带来能源浪费和环境污染的加剧,由此引起的不良社会后果更是难以估计。
目前,城市交通问题已成为全球经济发展的瓶颈,是全球性的“城市病”之一。
交通控制的目的是要在确定的行政规范约束下,应用先进的技术手段,采用合适的运作方式来确保公共和私人运输方式具有最佳的交通条件。
具体来说,交通控制的目的表现在以下几个方面:(1) 减少交通事故,增加交通安全。
通过实施交通控制,可以把发生冲突的交通流从时间和空间上进行分离,从而减少交通事故,增加交通安全。
(2) 缓和交通拥挤,提高交通效益。
合理的交通控制,可以对交通流进行有效的引导与调度,使城市交通流保持在一种平稳的运行状态,从而避免或减缓交通拥挤,缩短在路车辆的交通延误,提高交通运输的整体效益。
(3) 减少环境污染,降低能源消耗。
实施良好的交通控制,可以减少在路车辆的停车次数,保持车辆在较佳的状态下运行,大大减少尾气排放和能源消耗。
3 城市交通控制系统的分类城市道路交通控制系统可以从不同的角度进行分类,这里分别从空间关系、控制方式上对城市道路交通控制系统简单分类。
3.1 按空间关系划分从空间关系上可以把城市交通系统分划为单交叉口控制(点控制)、交通干线的协调控制(线控制)和区域交叉口的网络控制(面控制)三种形式。
(1) 单个交叉口的点控制单个交叉口的点控制是一种最基本的控制方式。
孤立交叉口点控制的控制参数是信号周期和绿信比,控制的目标一般是车辆延误和交叉口的通行能力。
在理想的情况下,希望总延误时间最小和交叉口的通行能力得到最大的利用。
由于点控制的设备简单、投资省、维护方便,至今仍是应用较多的一种信号控制方式。
从技术上讲,它又分为离线点控制和在线点控制两种形式。
前者采用定时信号配时技术,目前仍然是其他控制方式的配时基础;后者是交通响应控制或车辆感应控制,它是根据交叉口各个入口交通流的实际分布情况,合理分配绿灯时间到各个相位,从而满足交通需求。
(2) 干线交通的协调控制城市路网中的交通干线承担着很重的交通负荷,保证干线的交通畅通对改善一个地区甚至一个城市的交通状况往往起着至关重要的作用。
在城市交通路网中,有时交叉口相距很近,两个相邻的交叉口之间的距离通常不足以使一小队车流在有限时间内完全疏散。
单个交叉口分别设置单点信号控制时,车辆经常遇到红灯,时停时开,行车不畅,环境污染严重。
为了减少车辆在各个交叉口的停车次数,特别是当干线的车辆比较畅通时,相邻交叉口之间的控制方案宜采用相互协调的控制策略。
最初协调信号计时的方法是基于绿波的概念,相邻交叉口执行相同的信号控制周期,主干线相位的绿灯开启时刻错开一定的时间,交叉口的次干线在一定程度上服从主干线的交通。
当一列车队在具有许多交叉口的一条干线上行驶时,协调控制使得车辆在通过干线交叉口时总是在绿灯开始时到达,因而无需停车即可通过交叉口,形成一条交通流的绿波带。
绿波控制能有效提高车辆行驶速度和道路通行能力,确保道路畅通,减少车辆在行驶过程中的延误时间和能源消耗。
干线交通协调控制的控制参数是周期长度、绿信比和相位差,控制的目标一般是车辆的平均延误和停车次数。
干线信号协调控制方法的设计流程图如图1所示。
图1 干线信号协调控制方法的设计流程图(3) 区域交通网络的协调控制区域交通信号控制的对象是城市或某个区域中所有交叉口的交通信号。
随着计算机技术、优化方法、自动控制和车辆检测技术的发展,人们研究把一个城市区域内或一个局部小区内所有交叉口的交通信号联合起来综合加以协调控制,以使得区域内的车辆在通过某些交叉口时所产生的总损失最小。
在这种控制方式下,交通信号机将交通量数据实时地通过通信网传至上位机,上位机根据路网交通量的实时变化情况,按一定时间步距不断调整正在执行的配时方案。
上位计算机同时控制一个城市区域中的多个交叉路口,实现区域中交叉口之间的统一协调管理,提高路网的运行效率。
通过这种控制方式,容易实现交通路网的统一调度与优化管理。
区域信号协调控制配时优化的设计如图2所示。
图2 区域信号协调控制配时优化的设计流程图3.2 按控制方式划分按控制方式可以把城市道路交通控制分为定时控制、感应控制、自适应控制和智能控制几种类型。
(1) 定时控制定时控制方式以历史交通流数据为依据,找出每个日/周和时间段的不同交通流变化规律,用人工方法或计算机仿真等手段预先准备好不同日/周和不同时间区段内使用的配时方案,它属于开环控制,不易根据车流状况实时调整控制方案。
由于定时控制对交通信号机的要求低,无需实时交通量的检测,因而仍然是目前城市道路交通系统中应用较为广泛的一种控制策略。
(2) 感应控制感应控制的原理是根据车辆检测器测量的交通流数据调整相应的绿灯时间的长短和时间顺序,以适应交通流的随机变化。
这种方式比定时控制有更大的灵活性。
(3) 自适应控制自适应控制是根据检测到的有关道路交通信息,并基于预测模型预测到的未来交通需求,从系统信号配时方案库中选择相应的优化方案,或实时计算产生相应的优化控制方案实现交通自动控制。
(4) 智能控制严格意义上讲,智能控制不仅仅是交通信号的控制,而是整个交通系统的控制,即智能交通系统。
智能交通系统是交通控制的最高层次,它将先进的信息技术、数据通讯技术、检测传感技术、自动控制理论、运筹学、人工智能和计算机及其网络等一系列高新技术综合运用于交通运输各个子系统,从而建立起一种大范围、全方位发挥作用的实时、准确、高效的交通运输综合管理体系。
智能交通系统把人、车、路和环境等交通运输系统的各个环节有机整合,从而使车、路的运行功能一体化和智能化。
智能交通系统是解决交通问题的必由之路,安全、高效、环保、低耗、快捷、舒适的绿色交通是智能交通的发展方向。
4 城市智能交通控制系统设计智能是一种应用知识对一定环境进行处理的能力,或对目标准则进行衡量的抽象思考能力。
另一种定义是在一定环境下针对特定的目的而有效地获取信息、处理信息和利用信息从而成功达到目的的能力。
智能交通系统,是利用人工智能的理论和方法,解决交通问题的综合系统。
人工智能近年发展的成果,为智能交通系统的研究提供了坚实的理论基础,可以利用这些成果解决传统方法无法解决的问题。
这是因为:一方面交通系统是结构复杂、影响因素多、随机性很强的系统,利用数学方法解决交通问题的难度很大,所建立的模型往往过于复杂,难于求解,同时也很难用一种或几种模型来概括交通流系统的多样性。
