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12区域交通信号控制系统知识讲解

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交通工程基础教学PPT交通信号控制交通规划

交通工程基础教学PPT交通信号控制交通规划

02
交通规划
交通规划的基本概念
01
02
03
交通规划的定义
交通规划是对未来交通发 展的预测和规划，包括道 路交通规划、公共交通规 划、停车规划等。
交通规划的目标
提高交通系统的效率、减 少交通拥堵、降低环境污 染、促进经济发展等。
交通规划的参与者
政府机构、交通规划咨询 公司、交通工程设计公司 等。
交通2
绿色交通的推广意义
推广绿色交通有助于减少空气污染、缓解城市交通拥堵、提高居民健康
水平，同时还有助于推动环保产业和可持续发展。
03
绿色交通的实践案例
许多城市已经实施了绿色交通计划，如建设公共自行车租赁点、推广电
动汽车、优化公共交通线路等，这些措施有效地减少了碳排放和空气污
染。
未来交通工程将更加注重科技创新和应用，如发展自动驾驶技术、智能网联汽车、大数据 分析等，以实现更加高效、安全、环保的交通运输体系。
THANKS
感谢观看
交通信号控制原理
要点一
总结词
阐述交通信号控制的原理，包括定时控制、感应控制和自 适应控制等。
要点二
详细描述
交通信号控制的基本原理是通过调节路口信号灯的亮灭时 间来控制车辆和行人的通行权。定时控制是根据预先设定 的时间表来控制信号灯的亮灭时间；感应控制则是通过检 测路口的车流量和行人流量来调整信号灯的亮灭时间；自 适应控制则是在感应控制的基础上，根据实时交通状况调 整信号灯的亮灭时间，以实现更好的交通流控制。
交通设施设计
包括交通信号灯、交通监 控系统、公共交通设施等 的设计，以提高交通设施 的使用效率和安全性。
交通安全设计
通过合理设置交通安全设 施，如护栏、标线、警示 标志等，降低交通事故的 发生率。

《道路交通管理控制》课程第五章 交通信号控制绪论

《道路交通管理控制》课程第五章 交通信号控制绪论

Qingdao Technological University
汽车与交通学院交通运输工程系
信号设置不合理的弊端
将停车、让路标志交叉口改为信号控制交叉口，消除 了原停车或让路标志交叉口的优点。（优点是什么？）
改为信号控制之后，就要为少量次要道路上的车辆放 绿灯，势必给主路道路车辆增加许多不必要的红灯， 从而使主要道路上的车辆产生大量的停车与延误。而 次要道路上，因车少，有些时候亮着绿灯却无车通行。
省级精品课程
第五章 道路交通控制绪论
Qingdao Technological University
汽车与交通学院交通运输工程系
本章主要内容
第一节 概述 交通信号及交通信号灯 交通信号灯的设置依据 信号灯控制类别
第二节 信号控制参数与基本概念 第三节 交通信息采集与处理技术 第四节 短时交通量预测技术
汽车与交通学院交通运输工程系
次要道路通行能力计算
原理：根据计算主要道路车流中可供次要道路车辆穿越的空 档数来求出次要道路可以通行的最大交通量。
假设主路车流按泊松分布到达，可建立计算次要道路可通过
的最大交通量的公式如下：
Qm ax
Qe q 1 eqh
式中：Qm ax —— 次要道路可通过的最大交通量（辆/h）
汽车与交通学院交通运输工程系
Qingdao Technological University
汽车与交通学院交通运输工程系
设置交通控制信号的依据
美国《统一交通控制设施细则》(2000)所制定的依据： 设置交通信号前须做的调查工作：
1）车辆与行人的交通流量 2）进口道上的车辆行驶速度 3）交叉口的平面布置图 4）交通事故及冲突记录图 5）可穿越临界空档 6）交通延误 比较调查结果和《细则》所定依据的最小值，确定是 否设置信号控制。 美国《细则》对设置交通控制信号的8条依据：

12区域交通信号控制系统-PPT文档资料

12区域交通信号控制系统-PPT文档资料

（掌握）
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。
7
12.1 概念与分类
（掌握）
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
ⅱ.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； ⅲ.能处理实时单元的容量较大（检测器，交叉口信号机 等）； ⅳ.控制方法和执行能力比较灵活。
16
12.1 概念与分类
（理解）
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
17
分布方式控制
智能和功能的分布 可靠性 分布到各级
集中式控制
（理解）
集中于中心一级
具有多级保险功能，高一级 为提高系统可靠性，中心常 控制失灵系统功能损失较小。 用双机备份，否则中心主机 失灵，系统功能损失严重。 需要多个中心站 传输线路较省，小区中心可 以设在控制区域的中心 只需一个中心站，主要设备 集中于一个中心
控制中心 传输线路
传输线路均需由各交叉路口 联到中心，当区域范围大时， 线路造价明显上升
系统灵活性
系统控制战略有很大灵活性， 灵活性差，一次投资大 可以分期实施，一次投资不 需太大 比较复杂，需要开发更复杂 的控制程序 室外设备较复杂，需要较高 的水平的维修队伍 大面积或一个城市的控制 比较简单 室外设备简单，易于维修 小范围的或信号比较集中的 城市的控制

交通信号控制系统简介

交通信号控制系统简介

控制器
接收检测器传来的交通流量 信息，根据预设的控制策略 对交通信号灯进行配时。
检测器
实时监测交通流量、车 速等参数，为控制器提
供决策依据。
通信网络
实现控制器与检测器、 上位机之间的数据传输
和信息交换。
上位机软件
提供人机交互界面，方便管 理人员对交通信号控制系统
进行远程监控和操作。
应用领域及意义
应用领域
推广智能化技术应用
引入先进的智能化技术，如人工智能、大数据等，实现交通信号控 制系统的自适应调整和优化配置。
https://
2023 WORK SUMMARY
THANKS
感谢观看
REPORTING
人行感应控制
通过检测器实时监测人行道上的行人 过街需求，根据行人过街需求调整人 行信号灯的配时方案，保通流模型的自适应控制
通过建立交通流模型，实时预测未来交通流的变化趋势，并根据预测结果动态调整信号灯 的配时方案。
基于机器学习的自适应控制
利用历史交通流数据和机器学习算法，训练出能够自动调整信号灯配时的模型，并根据实 时交通流数据进行在线学习和调整。
考察交通信号控制对减少车辆尾气排 放、降低噪音和节约能源等方面的贡 献。
安全性
分析交通事故发生率、违规行为和冲 突点数量等数据，评价交通信号控制 对交通安全的作用。
存在问题诊断及原因分析
信号配时不合理
部分路口信号配时方案未充分考 虑交通流量和道路设计，导致交 通拥堵和延误增加。
设备老化与维护不
足
部分交通信号控制设备使用年限 过长，维护不及时，影响系统正 常运行和交通安全。
基于协同控制的自适应控制
通过多个交叉口之间的协同控制，实现区域交通流的优化和均衡分配，提高整个区域的交 通运行效率。

交通信号控制-精选文档99页

交通信号控制-精选文档99页

一、交通信号控制概论
（三）信号控制类别
3）区域信号协调控制（也叫面控制）
区域信号协调控制把整个区域中的所有信 号交叉口作为协调控制的对象，控制区内各受 控交通信号都受中心控制室的集中控制。对范 围较小的区域，可以整区集中控制；范围较大 的区域，可以分区分级管理，分区的结果往往 成为一个由几条线控制和点控制组成的分级集 中控制系统。区域控制系统按控制策略可以分 为定时脱机控制系统及感应式联机控制系统两 种.
设置交通控制信号虽有理论分析的依据，但尚 未成为公认的有效方法，加上世界各国的交通条件 又各有差异，所以各国制订依据的具体数字不尽相 同，但原则上大多根据以上两条分析依据，考虑各 自的交通实际状况后制订出各自的标准。
一、交通信号控制概论
（三）信号控制类别
一、根据所采用的控制装置的不同，交通信号控 制可以划分为如下三种类型：
一、交通信号控制概论
（三）信号控制类别
2）干线协调控制（又叫绿波协调控制）
主干道信号协调控制是一维信号控制，又称“线 控制”，主要用于城市的主干道上，它把主干路上 相邻的交叉口协调控制，以提高整个主干道的通行 能力。参与协调控制的交叉口采用相同的信号周期， 但各个信号交叉口参考相位的绿灯开始时刻错开一 定的时间差。线控制往往是面控制系统的一种简化 形式，控制参数基本相似。根据道路交叉口所采用 的信号灯控制方式的不同，线控制也可以分为干线 交通信号定时式协调控制及干道交通信号感应式协 调控制。较为普遍的是交通信号定时式协调控制。
交通信号控制
主要内容
一、交通信号控制概论 二、单个交叉口交通信号控制 三、干线交叉口交通信号协调控制 四、交通感应信号
五、区域信号协调控制
一、交通信号控制概论
（一）交通信号

第四章-交通信号控制概述

第四章-交通信号控制概述

2. 信号控制设置的基本理论
停车标志交叉口改为信号交叉口时主要应考虑两个因 素：无信号交叉口的通行能力和延误。 1）停车标志交叉口的通行能力
停车标志交叉口的通行能力为主路通行能力与次路通行 能力之和，主路通行能力可认为和路段通行能力一样，次路 通行能力可通过计算主路车流中可供次路车辆穿越的空档数 来求出次路可以通行的最大交通量。根据以上分析次路可通 过的最大交通量的公式如下：
图 信号相位与信号阶段的关系
4、绿信比 在一个信号周期内，
各相位的有效绿灯时 间与周期长度的比值。
有效绿灯时间=绿灯时间+黄灯时间-损失时间。
在完 全饱 和的 绿灯 期间 放行 的车 流流 率
起始迟滞a
某相位i
与相位i冲突 的相位
前损失时间
绿灯间隔I 全红灯
有效绿灯时间g
饱和 流量 S
终止迟滞b
信号相位与信号阶段的主要区别是：“信号相位”是按 车 流获得信号显示的时序来划分的，有多少种不同的时序排列 就有多少个信号相位；“信号阶段”则是根据交叉口通行权 在 一个信号周期内的更迭次数来划分的。一个信号周期内通行 权转换几次就是几个信号阶段。若一个信号周期内没有搭接 相位，则信号相位和信号阶段的含义是相同的。图2－2中的 丁字型交叉口显示了信号相位与信号阶段的区别。
(2) 相位A 相位B 相位C
C T1
G1 A1
R1
G1 A1
T2
R2
G2 A2
R2
T3
R3
G3 A3
R3
C
C
信号周期与绿灯时段（n=3, r=0)
(3) 相位A r
相位B
C
G1
A
R1
r

交通信号控制系统介绍


Page 13
系统功能-灵活的权限扩展设计
XXGIS TECHNOLOGIES CO., LTD.
XXGIS Confidential
Page 14
系统功能-公交优先（）
RFID有源标签设置在公交 车辆上，RFID阅读器设置 在路口。当公交车辆接近路 口时，有源标签射频装置向 路边的RFID阅读器发送公 交车辆相关信息，RFID阅 读器经过识别、校验后将该 信息传送给路口的信号优 先申请接入设备。经过申请 接入设备处理后，一方面通 过通信链路传输至信号管 理平台的公交信号优先模 块，由平台决策信号优先并 传输至路口的信号控制器， 再由信号控制器控制路口 信号灯执行响应的公交优 先动作。
移动指挥
XXGIS TECHNOLOGIES CO., LTD.
XXGIS Confidential
Page 19
合作优势
GIS可视化集成
数据优势
人员优势
技术优势
行业经验
我们的优势 我们的优势
XXGIS TECHNOLOGIES CO., LTD. XXGIS Confidential Page 20

XXGIS TECHNOLOGIES CO., LTD.
XXGIS Confidential
Page 3
系统架构
XXGIS TECHNOLOGIES CO., LTD.
XXGIS Confidential
Page 4
物理架构
• 警车
• 警务人员
中心应用系统
无线网络 （VPN）
DB
边界接入平台
接入网关 缓存服务
消息分发交换
GIS服务
前置应用服务
WebProxy

01 信号基础---交通信号控制基础概念分享


38、最小绿灯时间 相位绿灯信号允许开启的最短时间。 39、最大绿灯时间 相位绿灯信号允许开启的最长时间。 40、全红状态 所有信号灯组灯色均显示为红色的信号状态。 41、绿冲突 规定不允许同时放行的信号灯组的绿色信号灯同时点亮称为绿冲突。 42、冲突点 在交叉路口内两股不同方向的交通流其行驶轨迹的相交点。
5、车辆检测器 检测车辆的存在及通过状态的装置，并能实时采集通过检测点的车辆交通信息（交通量）。常用的有感应线圈检 测、地磁检测、微波检测及视频检测。
交通信号控制系统
地磁检测器
微波检测器
6、交通信号控制系统 由路口信号设备、检测设备、通信设备、控制计算机及相关软件所组成的用于城市道路交通控制的 系统。
7、自适应控制 根据交通流的状况，在线实时地调整 信号控制参数以适应交通流变化的控 制方式。
感应控制
8、感应控制 交叉路口信号机根据车辆检测器测得 的交通流数据来调节信号显示时间的 控制方式。
➢全感应控制 交叉路口所有相位均有感应请求的感 应控制方式。
➢半感应控制 交叉路口仅部分相位有感应请求的感 应控制方式。
11、交通阻塞 由于交通需求增加，或交通事故、工程施工、违章行为和自然等原因，导致车辆过度密集而增加延误和排队长度，
车辆只能停车等候的交通状态。
12、信号灯组 一个完整的红、黄、绿三头灯或行人红、绿二头灯的组合。 13、信号组
具有同一灯色序列的所有信号灯组的集合。
14、信号相位 在一个信号周期内，同时获得通行权的一个或多个交通流的信号显示状态。
根据时钟同步，通过设定相位差来实现交 叉路口交通信号协调的控制方式。
＋
＋
协调控制
5、区域协调控制（面控） 把城市某一区域内的多个交叉路口交通信

11-12ppt11 交通信号控制的基本概念10.21解析


分别在停车/减速让路控制方式与信号控制方式下的交通流量
--延误时间变化曲线可以用教材中图6-5近似描述。
T型交叉口上停车标志控制和信号控制时 的理论延误曲线
三、设置交通信号控制的依据标准

1、交叉口机动车、非机动车、行人 交通量的大小为主要依据。

2、交通事故发生次数多少（人身伤 害）。

3、优先控制交叉口（如视野条件、 特殊路口等）。
二、设置交通信号控制的理论依据
通行能力 考察在停车/减速让路控制方式下交叉口次要道路的 最大通行能力是否能够满足其实际交通量通行的需要。 延误 交叉口控制方式改变前后交叉口的平均延误时间的 变化。
二、设置交通信号控制的理论依据
（1）次要道路的最大通行能力计算
假设交叉口主要道路行驶车辆的到达率服从泊松分布， 可得到交叉口次要道路的最大通行能力的计算公式如下：
时间参数
4、绿灯间隔时间（I）
在定时控制中，绿灯间隔时间可取为末首车辆实际时间
间隔 ，末首车辆实际时间间隔由基本间隔时间和附加路口腾
空时间两部分构成。其中基本间隔时间是由车辆的差异性和
运动特性决定的时间量，一般取值为2-3s，附加路口腾空时 间则是由路口特性决定的时间量，其大小大体上可以根据两 股冲突车流所需行驶时间差来确定。
dh Vc Vc Vc 2a 2a a
，称之为平均车辆一次完全停车所对应的“减速-加速延误
性能指标参数
交叉口总的延误时间是指所有通过交叉口的车辆 的延误时间之和，用D表示；交叉口的平均延误时间 则是指通过交叉口的车辆的延误时间平均值，用d表 示。
性能指标参数
2、停车次数（h）
也叫停车率，是指车辆在通过交叉口时受信号控制 影响而停车的次数，即车辆在受阻情况下的停车程度。

交通信号控制(整理).ppt

交通信号相位设定
（1）信号相位必须同交叉口进口道车道渠化（即车 道功能划分）方案同时设定；
（2）信号相位对应于左、右转弯交通量及其专用车 道的布置，常用基本方案如下图所示：
演示课件
二、单个交叉口交通信号控制
（二） 定时信号配时的基本方法
演示课件
二、单个交叉口交通信号控制
（二） 定时信号配时的基本方法
演示课件
二、单个交叉口交通信号控制
（一）定时信号配时方案的基本内容
信号损失时间：一次信号周期内，任何 方向车辆都不能通行的时间 启动损失时间：每个相位绿灯初期车辆 因启动而实际并未用于通车的一段时间
黄灯末损失时间：黄灯初期车辆可以通行而黄 灯末期车辆不能通行的那段时间 绿灯间隔时间：从上一相位绿灯结束到下一相 位绿灯开始之间的一段时间
二、单个交叉口交通信号控制
（二） 定时信号配时的基本方法
到目前为止，定时信号的配时方法在国际上主 要 有 英 国 的 TRRL(Transport and Road Research Laboratory) 法 （ 也 称 Webster 法 ） 、 澳 大 利 亚 的 ARRB(Australian Road Research Board)法以及美国 的HCM（Highway Capacity Manual）法等。在我 国有“停车线法”和“冲突点法”等。
演示课件
二、单个交叉口交通信号控制
（一）定时信号配时方案的基本内容
1.信号相位方案 在一个信号周期内，信号机按照预
设的相位方案轮流开放不同的信号显示， 对各向车辆和行人给予通行权，此时各 进口道不同方向所显示的不同灯色的组 合称为一个信号相位。（通行权改变， 相位改变）
演示课件
两
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6
12.1 概念与分类
2）分类
（1）按控制策略分类 ①定时式脱机操作控制系统
（掌握）
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。
7
12.1 概念与分类
交通管理和控制
Traffic Management and Control
之十二
区域交通信号控制系统
主讲人：于妍霞
大连交通大学 大连 Da Lian Jiaotong University， Da Lian (E-mail: ranibow20051981@)
目录
12.1概念与分类 12.2定时式脱机操作系统 12.3自适应式联机操作
（理解）
17
智能和功能的分布 可靠性
控制中心 传输线路
系统灵活性
软家开发 维修 适用场合
分布方式控制
（理解）
集中式控制
分布到各级
集中于中心一级
具有多级保险功能，高一级 为提高系统可靠性，中心常 控制失灵系统功能损失较小。用双机备份，否则中心主机
失灵，系统功能损失严重。
需要多个中心站
只需一个中心站，主要设备 集中于一Байду номын сангаас中心
ⅱ.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；
ⅲ.能处理实时单元的容量较大（检测器，交叉口信号机 等）；
ⅳ.控制方法和执行能力比较灵活。
16
12.1 概念与分类
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
（2） 按控制方式分类
（掌握）
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。
图12.1 信号系统的类型
12.1 概念与分类
（了解） 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集中式计算机控制结构
（掌握）
优点： a.全部控制设备只位于一个中心，操作方便； b.系统的研制和维护不太复杂； c.所需设备较少，维修容易。
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。
12
12.1 概念与分类
13
12.1 概念与分类
（理解） 。
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；
14
图12.3 分层控制
12.1 概念与分类
（理解） 多级控制的优点： ⅰ.通过数据的预处理和集中传输，减少传输费用；
20
（理解）
12.2 定时式脱机操作系统
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。
1)仿真在信号控制网络上的车队模型（交通模型） 2)信号配时方案优化设计（计算机程序）
路网数据 交通流数据
新的信号配 时方案
配时优化 所需数据
（理解）
初始信号 配时方案
②适应式联机操作控制系统
（掌握）
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。
8
12.1 概念与分类
大面积或一个城市的控制
小范围的或信号比较集中的 城市的控制
目录
12.1概念与分类 12.2定时式脱机操作系统 12.3自适应式联机操作
12.2 定时式脱机操作系统
（了解） 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。 美国：TRANSYT-7F，目前最新版本是10版。 法国：将TRANSYT改为THESEE和THEBES型
②分层式计算机控制结构
（理解）
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。 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。
9
12.1 概念与分类
（3）按控制结构分
（掌握）
①集中式计算机控制结构 ②分层式计算机控制结构
10
12.1 概念与分类
①集中式计算机控制结构
（理解）
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。
图12.2 集中控制
11
12.1 概念与分类
12.1 概念与分类
1）基本概念
（理解）
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。
3
传输线路较省，小区中心可 传输线路均需由各交叉路口
以设在控制区域的中心
联到中心，当区域范围大时，
线路造价明显上升
系统控制战略有很大灵活性，灵活性差，一次投资大 可以分期实施，一次投资不 需太大
比较复杂，需要开发更复杂 比较简单 的控制程序
室外设备较复杂，需要较高 室外设备简单，易于维修 的水平的维修队伍