第六章 交通信息控制技术

1、第六章第六章 交通信息控制技术交通信息控制技术本章主要内容：本章主要内容：n道路交通控制道路交通控制n城市高速公路（快速路）交通控制城市高速公路（快速路）交通控制n轨道交通（列车）运行控制轨道交通（列车）运行控制6.1 道路交通控制n交通信号控制采用先进的信号控制策略对交通流进行控制，从而实现城市或区域的交通流运行的通畅和平稳。n快速路进出口控制根据快速路及其相关道路的交通流状况，对快速路的进出口进行控制，以达到减少交通阻塞，给出建议车速，以达到使路网交通流运行协调稳定的目的。6.1.1 城市道路交通控制的发展城市道路交通控制的发展n1、19世纪，最开始出现在英国（英国最早开始工业革命，最早发

2、展铁路等现代交通方式），1868年在伦敦的威斯敏斯特街口安装了交通信号灯，用来照明道路。n2、1918年，纽约安装手动操纵三色信号灯，是真正意义上的信号灯。n3、1926年，英国人制作了结构简单的交通信号灯，可以单段定周期地交换控制红、绿灯，这是城市交通自动控制的基础。n4、英国研制出早、中、晚不同时段信号周期不同的多段定周期式交通信号灯。n5、1930年，美国研制成功了世界上第一台感应式信号机。这种信号机可以根据交通情况，自行调节信号时间。n6、1964年，加拿大多伦多建成了世界上第一个具有计算机控制的城市交通控制系统。（面控）n7、70年代，英国在西伦敦和格拉斯哥建成了试验性的区域交通控制

3、系统。三个重要的区域交通信号控制系统nTRANSYTnSCOOTnSCATS交通信号控制发展的阶段：交通信号控制发展的阶段：n定时控制向协调控制发展n感应信号控制n计算机应用城市道路交通控制发展阶段的技术模式：城市道路交通控制发展阶段的技术模式：n原始模式n机械模式n生物模式n智能模式n全球智能模式6.1.2 城市道路交叉口的信号控制城市道路交叉口的信号控制1、信号控制参数、信号控制参数信号相位信号相位：一个交叉口某个方向的交通流（或几个方向交通流组合）同时得到的通行权或被分配得到这些通行权的时间带。确定信号相位的考虑因素确定信号相位的考虑因素：交通安全交通效率饱和度n周期长周期长：一个信号灯

4、表示绿、黄、红一个循环（从绿灯开始到下一次绿灯开始为止）所需的时间称为周期长，以秒（s）为单位表示。n绿信比绿信比：相位i的有效绿灯时间Gi与周期长C的比值为绿信比gi，giGi/Cn相位差相位差绝对相位差相对相位差2、信号灯控制分类、信号灯控制分类n点控方式点控方式定周期控制交通感应控制行人信号控制n线控制方式线控制方式定周期控制交通感应控制n面控制方式面控制方式6.1.3 SCATSn悉尼协调自适应交通控制系统SCATS（Sydney Coordinated Adaptive Traffic System）nSCATS系统包括中央监控系统，区域控制中心和图形界面（GUI）工作站n我国的上海

5、、天津等城市也在运行SCATS1、SCATS系统工作原理和结构SCATS中理论需要掌握的是：中理论需要掌握的是：n交通信号信号控制的知识交通信号信号控制的知识n检测器的类型检测器的类型n检测数据的类型检测数据的类型n区域区域(Region)的概念的概念n实时的自适应战略控制与战术控制的算法实时的自适应战略控制与战术控制的算法n具体到具体到scats系统的实施就需要交通调查、土系统的实施就需要交通调查、土木工程方面的知识木工程方面的知识2、SCATS主要环节有：主要环节有：1）子系统的划分与合并n通过“合并指数”的计算确定子系统的合并或分离2）配时参数优选“算法”n信号周期、绿信比及绿时差作为各

6、自独立的参数分别进行优选n以“综合流量”、“饱和度”为主要依据n饱和度 n综合流量 ggDS3600SgDSq3）信号周期时长的选择n以子系统为基础n选择饱和度最高的交叉口确定整个子系统采用的周期时长n信号周期的调整采取连续小步距的方式，新的周期长度变化限定在6sncmin、cs、cmax、cx4）绿信比方案的选择5）绿时差方案的选择n广州使用广州使用SCATS的案例：该系统简称的案例：该系统简称GZITMS，主要通过运用主要通过运用SCATS等交通信号控制系统及时发等交通信号控制系统及时发布信息，并通过中央控制监视系统进行全天候监布信息，并通过中央控制监视系统进行全天候监控和调配。控和调配。

7、n广州市智能交通管理指挥中心计划建在岑村车管广州市智能交通管理指挥中心计划建在岑村车管所附近，此项目建成后，广州交通管理的指挥调所附近，此项目建成后，广州交通管理的指挥调度将形成度将形成“110”指挥联动中心、交通指挥中心和指挥联动中心、交通指挥中心和各区分控中心三级指挥模式。同时，各个路口各各区分控中心三级指挥模式。同时，各个路口各方向信号灯的时长将会更加合理，市民在出行时方向信号灯的时长将会更加合理，市民在出行时也可以随时了解到全市各主干道的道路状况，选也可以随时了解到全市各主干道的道路状况，选择一条更方便快捷的道路行驶。择一条更方便快捷的道路行驶。n该系统建成后，一旦哪个路口发生交通堵塞

8、，集成指挥调该系统建成后，一旦哪个路口发生交通堵塞，集成指挥调度系统就会自动报警，指挥中心则可及时调度警力和救援度系统就会自动报警，指挥中心则可及时调度警力和救援抢险部门快速到达现场，排除交通堵塞。同时，指挥中心抢险部门快速到达现场，排除交通堵塞。同时，指挥中心还将通过交通电台、路面的可变情报板、互联网等途径发还将通过交通电台、路面的可变情报板、互联网等途径发布交通堵塞信息，引导车辆分流，减低交通拥挤程度。此布交通堵塞信息，引导车辆分流，减低交通拥挤程度。此外，该系统建成后，市民在出门之前就可上网了解广州任外，该系统建成后，市民在出门之前就可上网了解广州任一主干道的道路状况；在路上也可以通过交

9、通电台、各主一主干道的道路状况；在路上也可以通过交通电台、各主要干道设立的交通情报板或者发送短信了解到实时的道路要干道设立的交通情报板或者发送短信了解到实时的道路交通状况，选择一条畅通的道路行驶。交通状况，选择一条畅通的道路行驶。n该系统的交通信号控制系统将采用该系统的交通信号控制系统将采用SCATS区域控制系统，区域控制系统，建成后的建成后的SCATS信号控制路口将达信号控制路口将达400多个，占安装信号多个，占安装信号灯路口的灯路口的90以上。以上。SCATS区域控制系统可调节每个路区域控制系统可调节每个路口红绿灯的时长，车辆在遇到第一个绿灯后，在随后的路口红绿灯的时长，车辆在遇到第一个绿

10、灯后，在随后的路口都可能一路绿灯通行。另外，该系统还有一个信息存储口都可能一路绿灯通行。另外，该系统还有一个信息存储系统，安装在各个路口或路面的检测器可记录下任何时段系统，安装在各个路口或路面的检测器可记录下任何时段的车流状况，并将这些信息存储起来，相关部门可根据该的车流状况，并将这些信息存储起来，相关部门可根据该系统的历史记录调节路口信号灯时长、各方向车道数量。系统的历史记录调节路口信号灯时长、各方向车道数量。6.1.4 SCOOTn绿信比信号周期绿时差优化技术绿信比信号周期绿时差优化技术n在在TRANSYT的基础上发展起来的，原理与的基础上发展起来的，原理与TRANSYT相相似，不同之初在

11、于用采集到的实时交通流数据连续的实时似，不同之初在于用采集到的实时交通流数据连续的实时调整调整绿信比、周期时长及绿时差绿信比、周期时长及绿时差这三个参数这三个参数1、检测、检测n检测器n检测器的安装位置n车流检测数据的采集2、子区、子区n固定，不可合并和分拆（SCATS的子系统可以合并与拆分）3、模型、模型n周期流量图（车队预测）n排队预测n拥挤预测4、优化、优化n优化策略对优化配时参数随交通到达量的改变而做频繁的适量的调整n优化次序n绿灯时长优选n绿时差优选n周期时长优选6.2 城市高速公路（快速路）交通控制城市高速公路（快速路）交通控制高速公路的标志标线：n轮廓标志n禁令标志n限速标志n指

12、示标志n地点里程等n高速公路交通控制系统包括三大部分：n信息采集子系统信息采集子系统（车辆检测器、气象检测器、紧急电话和巡逻车）n监控中心监控中心n信息提供子系统信息提供子系统（交通标志、标线、信号灯、可变情报板、可变限速标志牌）6.2.1 匝道控制匝道控制n匝道匝道：立交桥和高架路上下两条道路相连接的路段，也指：立交桥和高架路上下两条道路相连接的路段，也指高速公路与邻近的辅路相连接的路段。高速公路与邻近的辅路相连接的路段。 n入口匝道控制以道路本身的容量为依据，控制匝道进入的交通流量，保持主线交通流始终处于畅通状态。n出口匝道控制缓解出口匝道衔接的平面交叉口的交通阻塞和防止出口排队过场而导致

13、高速干道上交通阻塞为目的的控制方法。n出口匝道控制因为没有相应的替代路径而会导致车辆不能正确达到目的地，遭到司机和出行者的强烈反对，一般极少采用入口匝道控制器的目的：入口匝道控制器的目的：n限制进入城市快速路主线的车辆数n调节影响司机的路线选择行为入口匝道控制系统设备包括：入口匝道控制系统设备包括：n路边控制器n主线车辆检测器n匝道车辆检测器n信号灯n地面停车标线n匝道口可变信息板1、单车道入口匝道调节、单车道入口匝道调节n需求容量差额控制min( ),( ),capinoutthreaqqk oor kr其他nAlinea 控制n占有率法 公式略（见教材）( )(1)( )Routr kr

14、kkook2、多匝道协调控制n定时式TOD控制n交通响应型控制n混合型控制6.2.2 主线控制主线控制n主线控制主线控制就是当道路交通需求接近通行能力时，对主线上交通流进行调节和诱导，使之比较均匀、稳定。n主线调节n速度调节n车道使用控制n驾驶员信息系统6.2.3 高速公路交通控制趋势高速公路交通控制趋势n高速公路和地面道路交通整合控制n建立高速公路交通控制与交通管理共用信息平台n开发高速公路交通事故预防与紧急救援的软硬件技术n建立区域高速公路自动监控系统n实习高速公路网络化管理n充分利用相关数据n未来的智能高速公路高速公路监控系统高速公路监控系统 其主要用于高速公路，重要路段和隧道 ，主要检测下面意外事故如：n隧道的撞车意外事故检测（Crashed Vehicle），n非法停车检测（Stopped Vehicle），n逆向行车检测(Reversed Vehicle)，n行人检测(People)，n意外产生的烟雾检测（Smoke)，n行车中的泄漏物检测(Object)，n交通拥挤警报（Traffic Flow Alarm - 分五等级拥挤警报由畅通到堵塞)n他其它意外事故撞车意外事故撞车意外事故非法停车和交通拥挤警报非法停车