道路交通信号控制机无电缆协调控制的实现文献综述

道路交通信号控制机无电缆协调控制的实现-------------文献综述课题意义在现代社会中，经济发展成为社会发展的首要因素，作为经济发展的命脉之一的道路交通发展在经济发展中发挥着重要的作用。在我国，由于汽车普及率的提高，道路交通拥挤的状况日益严重，交通事故频频发生，交通环境不断恶化。为了解决道路交通问题，提高道路的通行能力，预防和减少交通事故，加强道路交通信号的管理和运用尤为重要。道路交通信号是通过一定的形式和特定的内容，向车辆行使人及行人发出能否通过或者如何通行的信息，它的主要功能是用以管理和疏导交通。我国的交通网络犹如一盘棋，要使其通行顺畅，安全有序，必须在全国实行同意的道路交通信号，便于人们掌握和识别，避免交通事故的发生。（选自文献1）交通信号是指挥车辆和行人前进、停止或者转弯，向车辆驾驶人和行为提供各自交通信号，对道路上的交通流量进行调节、控制和疏导的以光色信号、图形、文字或者手势表示的特定信号。（文献3）交通信号既是车辆驾驶人和行人的安全保护神，也是交通警察纠正违章、处理交通事故的执法依据，同时通过交通信号对道路上交通流量的调节、控制和疏导，以达到维护交通秩序，保障交通安全畅通的目的。“交通信号灯”，是指设置在道路交叉路口交通通行的灯光设备。交通信号灯是车辆和行为实行或停或行交替的继续式指挥疏导，把不同方向的交通参与得从时间和空间上隔开，先扣通行，避免相互干扰，减少冲突和交织点，使处在相互矛盾的交通环境中的车辆和行人有秩序的通过交叉路口，保障交通的安全畅通。交通信号灯主要包括：指挥信号灯、车辆道路信号灯、人行横到信号灯。“交通标志”，是指用图形符号和文字，配之以特定的颜色，向车辆驾驶人及行人传递特定信息，用以官职、警告及引导交通的安全设施，是管理道路交通的重要设施之一，它在现代交通管理中发挥着重要的作用。（文献1）合理设置道路交通标志，可以有颜色的组织交通流量，关注交通事故，预防交通堵塞，提高道路的通信能力。交通标志分为主标志和辅助标志。主标志包括：警告标志、禁止标志、指示标志、指路标志、旅游标志、道路施工标志等；辅助标志，是一种与主标志配合使用的特殊标志，附设在主标志的下放，对主标志起辅助作用，不能单独使用，可分为表示区域、距离、时间、车辆种类、警告禁令理由等。（文献10）二.国内外相关研究的现状与发展方向美国、加拿大、英国、德国、日本、韩国等国家自五、六十年代起，各自经历了经济高速发展，交通安全状况严重恶化的时期。通过综合运用3E策略（Enforcement、EngineeringandEducation），完善交通安全法律体系，调整交通安全政策，明确交通安全责任，强化政府的交通安全管理职能，大力推广和使用新技术、新方法，全面提高道路、车辆的安全性，交通安全状况大为改观。在最近二、三十年内，交通事故总量下降并渐趋稳定。进入二十一世纪后，主要发达国家相继提出了以预防交通事故，降低事故严重性为核心的交通安全政策和预防道路交通事故的交通安全管理机制，以促进交通安全水平的进一步提高。

自二十世纪八十年代中期开始，我国道路交通事故的各项指标均持续增长，交通安全状况日趋恶化。交通事故多发已成为严重影响社会发展和人民生活的重要因素，并引起了各级政府及社会民众的极大关注。公安交通管理部门作为交通安全行业管理部门，全力以赴，采取了一系列实质性的措施来加强管理，降低交通事故，如在全国范围内实施“畅通工程”、创建“平安大道”、整治交通事故黑点、加强交通事故预防的措施、建立交通事故预警机制、建设“交通安全村”和“交通安全社区”等，这些措施的实施，大大改善了我国道路交通安全状况。然而，交通安全、交通事故预防涉及“人、车、路、环境”众多因素，目前我国交通普遍存在混合交通情况严重，道路结构水平低，车辆不适合目前交通高速发展的道路建设，人员培训以及交通参与者的素质低下，法规政策的制定、执行、管理水平低等问题。鉴于我国在经济发展、道路与车辆条件、交通安全状况等方面与前述国家当时所面临的问题有许多相似之处，有必要深入系统地研究这些国家的交通安全管理模式与技术，研究我国道路交通安全管理体系和交通安全标准体系，研究预防和减少道路交通事故的根本措施，研究现有的道路设施与车辆运行标准的安全条件与国外的差距，研究提高国民交通安全素质的方法和途径，为完善我国的交通安全管理政策，有效地开展交通安全管理工作，提供理论及技术支持。从根本上减少和预防道路交通事故的发生，降低事故的伤害程度。因此，对我国道路交通安全状况进行专项研究，提出我国道路交通安全的对策框架，遏制道路交通事故的上升势头，保护人民群众人身和财产的安全，是十分迫切的任务。本项目的研究具有非常重要的现实意义，会产生巨大的社会效益和经济效益三.研究方法和研究成果随着城市化进程的加快，城市道路交通拥挤阻塞和环境问题已经成为倍受社会关注的热点问题之一。道路信号交叉口的交通控制方法是从管理角度缓解交通拥挤问题的有效措施之一。因此，积极探索新的、智能化、行之有效的交通控制方法十分必要。目前，单个道路信号交叉口的交通控制方法主要采用基于Webster延误公式的配时模型，预先设定各时段的配时方案。然而，这些模型都只是考虑了平均小时交通流量而忽视了交叉路口交通流的不确定性。实际的交通流量往往随时间不断变化，且具有不确定性。既有的感应控制方法虽然能在一定程度上适应交通流的变化，但其主要是根据前一时段的交通流量选择一种相对合适的配时方案，因此其结果不能很好的适应当前的交通流情况，也缺乏实时性。建立单个道路信号交叉口的智能型交通控制方法，使道路信号交叉口的信号配时考虑道路中交通流变化的不确定性，使道路信号交叉口交通控制方案更具有自适应性，以减少车辆延误、提高通行能力。

1单个道路信号交叉口的控制方法

单个道路信号交叉口的交通控制是道路交通系统的基本、也是最重要的控制方法。对于其控制方法，主要有以下几种：

（1）TRRL方法

TRRL方法的考察断面是停车线，所以计算参数都以停车线断面为准。该方法基于Webster延误公式，在交通流量不大，即饱和度低时，能够得到理想的结果，但当饱和度接近1时，算得的延误不正确，更无法计算超饱和交通情况下的延误。

（2）ARRB方法

ARRB方法考虑了饱和交通情况，尤其是饱和时的停车因素，改进了延误方程，因此能够用于饱和与超饱和状态下的交通信号配时计算。

（3）“冲突点”法

该方法把考察的断面移到了冲突点，更符合车流存在冲突点时的交通流实际情况。

（4）响应式控制

该方法目的是使绿灯时间长度与实际交通状况相适应。分为两种形式：

基于到达车辆车头距的控制：在一个给定的最小绿灯时间内，绿灯无条件开启。该时间过后，若位于停车线前方一定距离处的检测器检测到一辆车到达，则追加一小段绿灯时间。若一直检测到有车辆到达，则绿灯一直被延长，直到最大绿灯时间终了为止。若在追加绿灯时间终了时未检出到达车辆，则绿灯被切换，黄灯亮，然后变成红灯。

基于排队长度的控制：为了有效地利用绿灯时间，在排队车辆被疏散后，绿灯立即停止。在绿灯时间内，通过交叉口的流量总保持在饱和值左右。该方法的关键在于如何设置检测器，需要检测和比较什么数据以及如何根据检测到的数据制定和调整配时方案。

（5）自寻优控制

该方法可分为两种：宏观控制和微观控制。前者对周期和约束条件进行选择，例如确定适当的相位差，以保证系统同步运行，但控制参数，尤其是周期长度不能经常改变，它们取决于平均交通状态。而后者在每个控制周期内都可以调整相序及各相位的绿信比，以最优的控制方式适应短时间内的交通变化。（6）Robust最优化方法[1]

该方法能够利用交通流的平均值和变化量产生相应的信号配时方案。Robust最优化方法在到达车流率随时间变化的时候，无论在交通量适中还是拥挤的条件下，都明显比基于Webster延迟方程的传统模型效果好，且使用Robust方法的效益随着交通量大小和到达流率变化程度的增加而增大。这种方法的主要优点是用于计算配时方案的模型可以适用于更多的交通量情况，而不仅仅局限于交通量较小或较大的情况。虽然这种信号配时模型适用范围更广，但仍不满足根据交通流变化实时调整配时方案的智能化要求（文献11）

参考文献：1.段里仁主编道路交通自动控制中国人民公安大学出版社

２．W.S.HomburgerJ.h.Kell著交通工程基础（Fundamentalsof

TrafficEngineering）

３．任永福刘运通伊宏宾徐建闽编著道路交通控制技术

４．全永粲城市交通控制北京：人民交通出版社

５．何立民北京航空航天大学出版社MCS-51系列单片机应用系统设计（系统配置与接口技术）

６．张积东孙积第夏华龙主编