第十一讲区域交通信号控制系统

§11.1区域交通信号控制系统定义与分类§11.2定时式脱机操作系统§11.3SCATS自适应控制系统

§11.4SCOOT自适应控制系统第十一讲区域交通信号控制系统

§11.1定义与分类区域交通控制系统定义：把某一城区的一部分或全部交通信号的控制作为一个统一指挥控制中心管理下的整体的控制系统。作用：1.整体监视和监控，达到局部最优；2.可因地制宜的选择合适的控制方法；3.可以提高设备利用率。§11.1定义与分类分类1.按控制策略分类（1）定时式脱机操作系统。也即固定配时协调控制系统。利用历史数据及现行统计数据，进行脱机优化处理，并对整个控制网络实施多时段定时控制。（2）适应式联机操作控制系统。也称为自适应控制系统或动态响应控制系统。是指在控制区域中设置车辆检测器，实时采集数据并实施联机最优控制。§11.1定义与分类2.按控制方式分类（1）方案选择式预先做好各种配时方案，按照实际采集数据，选取最佳控制方案，并实施交通控制。（2）方案形成式根据采集的交通数据，实时计算最佳控制参数，进行控制。3.按照控制系统结构分类(1)集中控制式。这种控制系统的优点是控制中心可直接对路口控制器进行操作(其信息传输媒介是通信线路)，便于直接从控制中心了解各个信号交叉口的交通情况；该种控制方式的缺点是控制策略的计算复杂，设备线路繁杂，投资大，维护费用高。§11.1定义与分类(2)分层递阶式。这种控制系统的优点是城市交通控制中心不直接对路口级的信号控制器进行操作，而是通过中间控制层完成，这样做可以减少控制设备．提高控制的实时性，使控制策略的选取更加简单。因此，在实际中，这种系统控制方式被广为采用。集中控制式与分层递阶式比较

项目体制分布式控制集中式控制智能和功能的分布分布到各级集中于中心一级可靠性具有多级保险功能，高一级控制失灵系统功能损失较小为提高系统的可靠性，中心常用双机备分，否则中心主机失灵，系统功能损失严重控制中心需要多个中心站只需一个中心站，主要设备集中于一个中心传输线路传输线路较省，小区中心可以设置在控制区域的中心传输线路均须由各交叉口联到中心，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，可以分期实施，一次投资不需太大灵活性差，一次投资大软件开发比较复杂，需要开发更复杂的控制程序比较简单维修室外设备较复杂，需要较高水平的维修队伍室外设备简单，容易维修使用场合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控制§1圾1.2定时度式脱捡机操迫作系劫统TR董AN冤SY燥T（Tr蛇af陈fi估c漏Ne摩tw搞or蝴k馒St异ud坐y突To抗ol）“交贫通网粱络研岸究工奥具”贤是由裳英国唯交通孔与道脆路研杨究所虹于19疲96年所清提出哪的离毫线优秆化交图通网覆络信因号配漆时的云一套棍软件目。20世纪60年代贝以来信，TR呼AN搂SY捉T得到秒广泛芦应用袖，取茎得明警显效扮果；状到19次80年，TR优AN筝SY杨T软件冶已经朋修改脊过8次。TR怒AN性SY骨T软件扩的构评成TR箩AN膜SY富T仿真冒模型交通驳网络赞结构喘图式周期扑流量匀变化解图示车流槐在连幅线上蓄运行忠状况面的模拜拟优化绿时毅差的贩优选绿灯胞时间笔的优壶选控制盗子区茂的划末分信号塌周期厨时间晃的选些择TR康AN疮SY蒙T组成庄（两绞部分味）⑴仿真毒在信仙号控利制网抗络上姻的车替队模革型（绣宏观学模型蒙）⑵信号吃配时失方案纯优化夺设计哀（计先算机说程序钢）TR逐AN毙SY缴T基本趴原理键图一、送信共号网也络配宗时优吵选的敞目标帮函数讨论境车流标在路币网络继上运浅动状风况的圈主要公参数络，即流平均意延误菠、平风均排执队长智度、骑停车祥率或罩燃油短消耗皇量等问。以雾他们服为自掠变量降可以幻玉建立辰如下扁函数攀：h—传—延误歼时间迷；d—贩—停车触率；c—岭—耗油灭量若求皱得一病组配疮时参驴数，镇则分踢别对野自变菌量求伙偏导族：一、扬信唐号网瓶络配线时优脱选的累目标要函数TR暂AN协SY覆T系统夫中综捏合目代标参冒数包鸟括延爷误时炎间与颗停车飘次数悲在内接的“稀运行偶指标百”：二、太优化险过程1.绿时航差优惨化、束优选条件享：①满毅足最加小绿催灯时风间②满足常路网吐交通吐需求二、煌优化鼻过程2.绿灯贴时间公优化二、另优化晶过程3.子区教的划师分二、俯优化忽过程4.信号政周期盖时间诵的选赢择TR您AN旷SY拾T可以晋为交凯通网佳络各唤子区鲁选取阅一个PI值最绪小公缸共信浸号周海期时随长，烈同时跃还可遥以确余定哪短些交捐叉口明应该葡采用骡双周矿期。选择割交通评路网拦中交制通量甲最重律（饱风和度刘最高向）交星叉口供，保饺证其Y值较录大。自动精选用挂公用芽信号柳周期架；确定前控制踪蝶范围其内交豪叉口誉双周猾期的翁设置锹；借助辰于控驴制子淋区划联分避宿免周脖期过监长。TR锄AN蓄SY摘T方法调的经饼济效矮益序号项目低限%高限%1路网上行驶的车辆平均延误时间减少15402路网通行能力增加5153车辆燃油消耗量下降5204较少交通事故0155设置公共汽车专用车道，并使用“BUSTRANSYT”作配时设计，则可以减少公共汽车延误10306设置“紧急绿波”时，可使消防车延误时间减少33507尾气污染减少515脱机乒控制再系统猫的不例足依赖痒于历陈史交涉通流丝式数据爪，交骄通数亦据更尤新对怨配时祝方案里要求缩慧高；控制网对策斩灵活包性较伴差（百紧急皮事件载处理姥）；无实盯时的句交通抬信息看反馈橡，被词动式敞交通夺控制龙。§1伞1.3SC省AT歇S自适劝应控犬制系黄统SC茶AT跟S实时盏自适余应控狗制系拼统（Sy数dn架ey兴C播o-or猎di奖na华te么dAd将ap讽ti社ve瓶T魄ra缠ff仿ic贴S魔ys娃te棕m）采用方案黎选择馅式配箱时方货案与单点辰感应悼控制相结迹合的蒸控制撇方式胆。SC烧AT检S实时闭自适暑应控宿制系配统子系稼统的嘉划分音与合磨并周期晓时长有的选嘱择配时千参数提优化绿信棍比方魂案的和选择绿时歪差方困案的菜选择一、SC吧AT滨S控制设系统支结构采用洞方案湾选择绢配时仅方案度与单犁点感嫂应控胖制相咸结合造的控推制方锁式。SC拦AT侍S分为馆三级宝：中冈央监喂控中戒心异→勿地区先监控攻中心香→故子楼控制塌区鼠→锋信号昂控制点机二、SC杠AT袋S系统睡优化SC默AT阵S以信号汉周期、绿信箭比及绿时匆差作为脖各自悼独立阿的参敌数进吐行优倦化，员优化灭过程锤以“饱阴和度本”和“综俩合流猜量”为主覆要参蓝数。（1）饱用和度踪蝶（DS）定义醋：车只流有个效利滋用的授绿灯河时间娘与显榆示绿虎灯时糊间之肺比。其中:—绿灯普期间例，无感车通丑过的则时间书；t—通过险停车墙断面联前后伶车辆柴的空泄档时榨间；h—空档挨个数践。二、SC惹AT莫S系统降优化（2）综裹合流俯量朗通过隐停车垒线的钻混合吃车流刑大小疫。—综合京流量予；DS张—饱和端度；g—绿灯戏时间厘；S—最大饭流率元或单铁位小剂时最负大流台量（暗辆／h）三、萄信号蒸周期号长度呢的选至择为保肢持连默续性精，周秩期做除小步两调整姑，其较长度句变化雁在±6石s以内刷，调趴整量酒：新周正期长灯度为四、冒绿信陶比（1）推锅算比璃较方秋案的即各向塑饱和需度DS值（2）对营各个门进口艘道饱举和度DS值中笨，对系应每谎一绿姑信比某方案饲，找鸣出一绞个最晨高的DS值。（3）对沈四种次绿信南比方届案中长对应奥的最津高饱峡和度DS值进牲行比炼较，DS值低午的中烦选。五、蜡绿灯花时差其中带修算正后控时差招；搬规定躁方案杯规定区的绿货灯起泼步时良距；谱修正菊系数倒；药绿快灯起箩步时让距与邪信号死周期驰的函种数关谋系。§1踏1.4SC腊OO萄T自适翠应控演制系帆统SC会OO威T（Sp迹li义t－Cy衔cl弯e—裂Of矮fs扑et猫O搏pt太im乖iz携at编io低n第Te旨ch多ni筐qu都e）即“绿帜信比—周期—绿时旅优化柏技术位”特点波：方跪案形军成式筑的控种制系寨统，估系统搬结构锐是集中野控制航结构一、SC晕OO荣T系统楚结构SC亿OO碎T检测检测啦器的爆布设监测麻数据追的采巴集子区划定眠子区模型车队坑预测排队捆预测拥挤闯预测效能它预测优化策略次序参数矿优选一、SC高OO洽T系统五大驱部分念关系路网上的实时交通状况况车辆检测及数据处理对路网执行控制配时参数组存储单元现行配时方案最新优化配时参数对配时参数调整交通模型配时参数优选下游停车线断面流量图式现行方案的PI值调整配时后PI值系统监测故障监视各交叉口车辆排队现行配时参数继续调整调整完毕二、絮配时士优选板目标牺函数与TR理AN赏SY革T类似趟，SC禽OO往T系统赴也采遥用多端元目丑标函涉数作婆为路遍网信拥号配宪时方仿案实眉施优驶选的御依据涌。目标垃函数秃：三、陪优化1）优惕化策野略：SC机OO鸦T系统嘉优化乞策略逼是通帝过对似交通厉量检沙测并最不断皂调整环配时推参数俘（周控期时棒间、茧绿信胸比、掌绿时遵差）誉。2）绿撕信比咐的优男选根据墓上游映车辆宅到达缠图式珠，判姑断是喊否需胞要改彩变绿味灯放闪行时脂间。扭优选夏原则止：使划交叉舞口总柳饱和栗度最驼小，浙与此获同时棕，考丧虑车像辆排仅队长注度、惨拥挤疫程度秀及最链短绿悬灯时元长的健限制晋等。3）绿植灯起忌步时养距的徒优选依据训：与披交叉考口直哥接关仁联的投路段古上车柜辆延