（交通运输规划与管理专业论文）交通信号线控模型研究.pdf

摘要 摘要 交通控制的目标是减少延误和停车次数，在线控系统中延误和停车次数是对 立统一的。通过带宽度较小时，延误与停车次数是相互对立的，但随着通过带宽 度增加延误和停车次数趋向统一，理论上实际交叉口位置与理想信号位置重合 时，通过协调控制可以使系统延误和停车次数同步最少。交通控制模型对交通控 制的效果具有重要影响，通过带宽度靠模型设计实现，因而交通控制模型的研究 具有实用价值。 文献研究发现，国内外现有的以通过带宽度最大为目标的模型和系统存在两 方面问题： 一是带速问题，查阅到的系统或模型在子区内选择一个设计带速，或上下行 方向各选择一个带速。事实上由于子区内各交叉口间距不同、路况极交通条件不 同，各相邻交叉口间实际行驶速度必然不同，甚至同一行驶区间的两个方向车辆 行驶时间也不相同，选择等带速必然存在系统误差。通过诱导实现运行车速与带 速的统一，有不可取之处：降低车速意味着增加延误，提高车速容易诱发交通事 故。 二是带宽问题，在查阅到的模型和系统中，普遍运用一个协调相位协调相向 行驶的两股车流，由于交叉口间隔、区闻行驶车速、设计参数等各因素的影响， 在子区内相向行驶的车流到达某些交叉口的时间不同步，用一个时段为不同步的 两股车流提供路权，必然有一个方向存在绿时损失，这是一个协调相位难以克服 的。 针对上述问题，本论文主要从提高效率减少系统误差和建立增加通过带的模 型两方面进行研究，完成了以下工作： 假定交叉口闻旅行时间是确定( 或分时段确定) 的，按旅行时间建立上下行 通过带锋线( 连续折线) ，建立通过带宽度与改变某条锋线( 另一条锋线不动) 间的数学关系，通过优化计算获得单协调相位时差优化模型。 在国内外现有的模型和软件中，均单独对各交叉口进行绿信比优化，而且需 要反复运算才能获得满意结果。本论文以提高带宽为目标，建立协同优化的绿信 比优化模型，使绿信比的选择合理、快捷。 北京工业犬学工学博土学位论文 运用交通控制中某些手段，建立两种双协调相位优化模型，一种是运用相向 路口先后放行的相位相序控制方式，实现相向车流到达时间差与相位时长相近的 的交叉口的双协调相位模型。另一种是按锋线差和相位约束条件，建立子周期时 长可不相等、相序、相位时长可不对称的双子周期模型，在每个子周期中有个 协调相位，两个子周期协调相位的时差与锋线差一致。两种双协调相位模型单独 或共同用于控制子区中，可使子区总带宽达子区公用周期的5 0 左右。 按本论文所建立的模型得到的是最优解集，可以根据交通需求从中选择最适 宜的执行方案。 研究表明，随着周期改变，绿信比必然发生改变，而周期和绿信比确定后对 应着总带宽最大的系列时差方案。在不同周期下，这些最优的时差方案各不相同， 尤其在引入双周期模型后己不能简单地用差异描述，因而可以得出结论，方案选 择模式必然失去很多周期下的最优解。 本论文的研究成果是基础模型，可用于无检测系统的分时段干线协调控制， 也可编成软件实时生成与交通流构成相一致的控制方案。 一些著名软件所得的优化方案是非凸的，而本论文提出的优化模型是可以得 到最合理方案的。 关键词线控；模型：带速：带宽；双协调相位 a b s t r a c t t h f n cc o n t r o lt a k e sc u t t i n gd o w nt h ed e l a ya n dt h en u m b e ro fs t o p sa st a r g e t t h ed e l a ya n dt h en u m b e ro fs t o p sa r eu n i f i e da n do p p o s i t ei nt h ea r t e r i a l c 0 0 r d i n a t e dc o n t r o ls y s t e m w h e nt h ew i d t ho fg r e e nb a n di sn a r r o w , t h ed e l a ya n d t h en u m b e ro fs t o p sa r eo p p o s i t e b u t 、v i t l lt 1 1 ei n c r e a s co ft h ew i d t ho fg r e e nb a n d a n du n i f i c a t i o no ft h ed e l a ya n dt h en u m b e ro fs t o p s i nt h e o r y , w h e nt h el o c a t i o n so f r e a li n t e r s e c t i o n sa n di d e a lt r a 伍cs i g n a l sa r ec o i n c i d e d c o o r d i n a t e dc o n t r o lc a nb e u s e dt om a k et h ed e l a ya n dt h en u m b e ro fs t o p ss y n c h r o n a la n dm i n i m a l t r a f f i c c o n t r o lm o d e lp l a y sa ni m p o r t a n tr o l ei nt h ee f f e c to ft r a f f i cc o n t r 0 1 t h ew i d t ho f g r e e nb a n dc a nb ei m p l e m e n t e db ym o d e ld e s i g n ；t h e r e f o r et h er e s e a r c ho nt r a m c c o n t r o lm o d e lh a sp r a c t i c a lv a l u e a c c o r d i n gt ol i t e r a t u r er e s e a r c h ，t h ea c t u a lm o d e l s ，b o t hh o m ea n do v e r s e a s ， 山a tc o n s i d e rt h em a x i m i z a t i o no ft h ew i d t ho fg r e e nb a n da sa na i m ，h a v es u c ht w o k i n d so f p r o b l e m s t h ef i r s ti sd e s i g nv e h i c l es p e e d t l cs y s t e m so rm o d e l st h a tc a l lb ec o n s u l t e d o n l yc h o o s eo n ed e s i g nv e h i c l es p e e di nas u b a r e ao rl e tt h eu p s t r e u ma n dt h e d o w n s t r e a mh a v es e p a r a t ed e s i g nv e h i c l es p e e d i nf a c t ，o w i n gt ot h ed i f f e r e n c eo f d i s t a n c eb e t w e e na d j a c e n ti n t e r s e c t i o n s ，r o a da n dt r a f f i cc o n d i t i o n s ，t h er e a lr u n n i n g s p e e do fe a c ha d j a c e n ti n t e r s e c t i o nm u s tb ed i f i e r e n t a n de v e ni nt h es a m ed i s t r i c t ， t h et r a v e lt i m eo ft h eu p s t r e a ma n dt h ed o w n s t r e a ma r ed i f i e r e n t s os y s t e m d e v i a t i o nm a yb ep r o d u c e di fw ec h o o s et h es a m ed e s i g nv e h i c l es p e e d i th a s u n d e s i r a b l ee f f e c tt h a tv i ai n d u c e m e n tt oi m p l e m e n tt h eu n i f i c a t i o no fr u n n i n gs p e e d a n dd e s i g nv e h i c l es p e e d ：r e d u c i n gc a rs p e e dm e a n si n c r e a s i n gd e l a ya n di n c r e a s i n g c a rs p e e dc a np l a c eap r e m i u mo nt r a 伍ca c c i d e n t s t h es e c o n di st h ew i d t ho fg r e e nb a n d t h es y s t e m so rm o d e l st h a tc a nb e c o n s u l t e dl a r g e l yu s eac o o r d i n a t e dp h a s et oc o o r d i n a t eo p p o s i n gv e h i c l ef l o w s a sa r e s u l to ft h ei n f l u e n c eo fm a n yf a c t o r s ，s u c ha st h ed i s t a n c eb e t w e e na d j a c e n t i n t e r s e c t i o n s ，s e c t i o n a lt r a v e ls p e e da n dd e s i g np a r a m e t e r se t c ，t h eo p p o s i n gv e h i c l e f l o w sr e a c hc e r t a i ni n t e r s e c t i o n sa td i f f e r e n tt i m e u s i n gap e r i o do ft i m et oo f f e r o p p o s i n gv e h i c l ef l o wr i g h to fw a y , g r e e nl o s st i m ec e r t a i n l ye x i s t si no n e d i r e c t i o n ， a n di tc a n tb eo v e r c a m eb yac o o r d i n a t e dp h a s e t 0t h eu p p e rp r o b l e m s ，t h i sp a p e rm a i n l yr e s e a r c h e so ni m p r o v i n ge f f i c i e n c y ， r e d u c i n gs y s t e md e v i a t i o na n ds e t t i n gu pam o d e lt h a ta d d sp a s s a g eb a n d ，a n dh a s a c c o m p l i s h e dt h ef o l l o w i n gw o r k ： t h i sp a p e ra s s u m e st h a tt r a v e lt i m eo fi n t e r s e c t i o n si sf i x e do rf i x e db yp e r i o d o ft i m e ，s e t su pf o n t a ll i n e s ( c o n t i n u o u sb r o k e nl i n e s ) o fg r e e nb a n d so fu p s t r e a m a n dd o w n s t r e a mb yt r a v e lt i m e ，s e t su pm a t h e m a t i cr e l a t i o no ft h ew i d t ho fg r e e n b a n da n dc h a n g i n go n ef r o n t a ll i n e ( t h eo t h e ru n a ，1 0 v e d ) ，a n do b t a i n so p t i m u mm o d e l o fp h a s ea n do f f s e to fi s o l a t e dc o o r d i n a t i o nb yo p t i m i z a t i o nc a l c u l a t i o n 1 1 1 北京工业大学工学博士学位论文 i nt h ed o m e s t i ca n di n t e r n a f i o n a l e x i s t i n gm o d e l sa n ds o f t w a r e a l ls o l e l y o p t i m i z es p l i to fi n t e r s e c t i o n sa n di no r d e rt oo b t a i ns a t i s f i e dr e s u l t a l lo ft h e mn e e d t ob ec a l c u l a t e da g a i na n da g a i n t h i sp a p e rt a k e sr a i s i n gt h ew i d t ho f g r e e nb a n da s t h et a r g e t ，s e t su ps p l i to p t i m i z a t i o nm o d e lo fc o o p e r a t e do p t i m i z a t i o n ，a n dm a k e s t h eo p t i o no fs p l i tr e a s o n a b l ea n df a s t u s i n gc e r t a i nm e a s u r e so ft r a f f i cc o n t r o l ，t h i sp a p e ro f f e r st w ok i n d so f o p t i m i z a t i o nm o d e l so fd o u b l e c o o r d i n a t e dp h a s e o n eu s e st h ek i n do fp h a s e c o n t r o lt h a tt h eo p p o s i n gi n t e r s e c t i o n so p e nt ot r a f f i ca td i f f e r e n tt i m e ，a n d i m p l e m e n t sad o u b l e c 0 0 r d i n a t e dp h a s em o d e lo fi n t e r s e c t i o n st h a tt h ea r r i v a lt i m e d i 虢r e n c ec o m e sc l o s et ot h ep h a s ep e r i o d t h eo t h e rf i r s t l yb u i l d sc o n s t r a i n t c o n d i t i o no fp h a s ea n df r o n t a ll i n e d i f f e r e n c e ；a n dt h e ne s t a b l i s h e sad o u b l e s u b - c y c l e dm o d e l ，i nw h i c ht h ec y c l el e n g t hc a nb eu n e q u a l ，a n dp h a s es e q u e n c e ， p h a s el e n g t hc a nb ea s y m m e t r i c e a c hs u b c y c l eh a so n ec o o r d i n a t e dp h a s e ，a n dt h e t i m ed i f f e r e n c eo ft h et w os u b c y c l e sa c c o r d sw i t ht h ef r o n t a l1 i n ed i f f e r e n c e i ft h e t w ok i n d so fd o u b l e c o o t d i n a t e dp h a s ea r eu s e di nc o n t r o l l e dd i s t r i c t ；o i n t l yo r s e p a r a t e l y , i tc a nm a k es u b - c y c l e st o t a lw i d t ho fg r e e nb a n dr e a c h5 0 a r o u n do f s u b c y c l e sp u b l i cc y c l e t f l em o d e ib a s e do nt h i s p a p e rc a no b t a i no p t i m u ms o l u t i o n sa n dw ec a n c h o o s eo p t i m u me x e c u t i v ep r o j e c ta c c o r d i n gt ot r a m cd e m a n d s 。 s t u d ys h o w st h a tt h es p l i tc h a n g e sc o n s e q u e n t i a l l yi fc y c l ec h a n g e s i fc y c l e a n ds p l i ta r ef i x e d ，a n dt h e nas e r i e so ft i m ed i f f e r e n c e p r o j e c tc o r r e s p o n d i n gw i t h m a x i m u mo ft o t a lw i d t h o fg r e e nb a n dc a nb ep r o d u c e d t h e s eo p t i m u mt i m e d i f f e r e n c ep r o j e c t sv a r yw i t hd i f f e r e n tc y c l e s ，a n di te s p e c i a l l yc a n tb ed e s c r i b e d w i t hd i v e r s i t yw h i l ed o u b l e c y c l e dm o d e li si n t r o d u c e d t h e r e f o r ew ec a nf i n da c o n c l u s i o nt h a tm a x i m u ms o l u t i o n si nm a n yc y c l e sm u s tb el o s ti np r o j e c to p t i o n a l m o d e l t 1 1 ep r o d u c t i o no ft h i sp 如e ri sb a s i cm o d e l i tc a nb eu s e di nm a i n l i n e c o o r d i n a t ec o n t r o la td i f f e r e n tt i m ei n t e r v a li ns y s t e m sw i t h o u td e t e c t o r , a n di ta l s o c a nb ec o m p i l e di n t os o f t w a r et h a tc a r lp r o d u c ec o n t r o ls y s t e m sa c c o r d i n gw i t h c o m p o s i n go f t r 蕊cf l o w sa tr e a lt i m e s o m ef a m o u ss o f t w a r eg a i n e do p t i m i z a t i o np r o j e c t st h a ta r en o tc o n v e x ，a n d t h i sp a p e ro f f e r sa no p t i m i z a t i o nm o d e lt h a tc a n g e to p t i m u mp r o j e c t k e y w o r d sa r t e r i a lc o o r d i n a t e dc o n t r o l ； m o d e l ；d e s i g nv e h i c l es p e e d w i d t ho f g r e e nb a n d ；d o u b l e c o o r d i n a t e dp h a s e i v 图目录 图2 1 机动车基本相位图示 f i g u r e2 1b a s i cp h a s e so f m o t o rv e h i c l e s 图2 2 机动车相位相序选择算例 f i g u r e2 2o p t i o no f p h a s ea n dp h a s es e q u e n c eo f m o t o rv e h i c l e s 图3 一l 线控系统时距图 f i g u r e3 - lt i m e s p a c ed i a g r a mo f a r t e r i a lc o o r d i n a t e dc o n t r o ls y s t e m 图4 1 带宽随下行锋线变化图 f i g u r e4 1v a r i a t i o nd i a g r a mo f r e l a t i o n s h i pb e t w e e nm e 一 w i d t ho f g r e e nb a n da n dd o w n s t r e a mf r o n t a l 1 i n e 图4 2 总带宽随锋线坐标变化图 f i g u r e4 2v a r i a t i o nd i a g r a mo f r e l a t i o n s h i pb e t w e e nt o t a l w i d t ho f g r e e nb a n da n df r o n t a l l i n ec 0 0 r d i n a t e s 图4 3 带宽随下行锋线变化图 f i g u r e4 3v a r i a t i o nd i a g r a mo f r e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h e w i d t ho f g r e e nb a n da n dd o w n s t r e a mf r o n t a l l i n e 图4 - 4 总带宽随下行锋线变化图 f i g u r e4 4v a r i a t i o nd i a g r a mo f r e l a t i o n s h i pb e t w e e nt o t a l w i d t ho fg r e e nb a n da n dd o w n s t r e a mf r o n t a l l i n e 图6 - 1 单协调相位优化模型通过带宽度图谱 1 l 1 1 1 2 1 2 1 7 1 7 3 】 3 1 3 1 3 2 3 2 3 2 3 7 3 7 3 7 3 7 3 7 3 7 7 6 f i g u r e6 - 1d i a g r a mo f t h ew i d t ho f g r e e nb a n du n d e ri s o l a t e dc o o r d i n a t e dp h a s e 7 6 图6 2 单、双协调相位优化模型通过带宽度图谱8 3 f i g u r e6 - 2d i a g r a mo f t h ew i d t ho f g r e e nb a n du n d e r i s o l a t e da n dd o u b l ec o o r d i n a t e dp h a s e 8 3 v i i 北京工业大学工学博二匕学位论文 表目录 表4 一l 路段交通调查资料一览表2 8 t a b l e4 一s c h e d u l eo f s u r v e yi n f o r m a t i 0 1 1o f r o a ds e c t i o nt r a f f i c 2 8 表4 - 2 交叉口闯设计行驶时间表2 8 t a b l e4 2d e s i g n e dt r a v e l t i m eb e t w e e na d j a c e n ti n t e r s e c t i o n s 2 8 表4 3 交叉口相位设计一览表，2 9 t a b l e4 - 3s c h e d u l eo f p h a s ed e s i g no f i n t e r s e c t i o n s 2 9 表4 - 4 方案规划设计表，3 0 t a b l e4 - 4p r o j e c tp l a n n i n ga n dd e s i g nt a b l e ，3 0 表4 5 方案规划设计表3 3 t a b l e4 - 5p r o j e c tp l a n n i n ga n dd e s i g nt a b l e ，3 3 表4 - 6 方案规划设计表4 l t a b l e4 - 6p r o j e c tp l a n n i n ga n d d e s i g nt a b l e ，4 1 表4 - 7 系统信号时序览表4 2 t a b l e4 - 7s c h e d u l eo f t i m e s e q u e n c eo f s y s t e ms i g n a l ，4 2 表4 8 区间行驶时间计算表4 9 t a b l e4 _ 8c o m p u t a t i o ns h e e to f o v e r a l lt r a v e lt i m e 4 9 表4 - 9 绿相位优化计算表5 0 t a b l e4 9c o m p u t a t i o ns h e e to f s p l i tr a t i oo p t i m i z a t i o n ，、5 0 表5 - 1 相向路口先后放行模式方案规划设计表一5 9 t a b l e5 - 1p r o j e c tp l a n n i n ga n dd e s i g nt a b l eo f o p p o s i n gi n t e r s e c t i o n s 5 9 诵t ho p e n i n gt ot r a f f i ca td i f f e r e n tt i m e 5 9 表5 2 双子周期模型方案规划设计表6 5 t a b l e5 - 2p l a n n i n ga n dd e s i g nt a b l eo f d o u b l e s u b c y c l e dm o d e lp r o j e c t 6 5 表5 3 双相位协调综合控制方案设计表，6 6 t a b l e5 - 3d e s i g n t a b l eo f d o u b l e p h a s ec o o r d i n a t e dc o n t r o lp r o j e c t 6 6 表6 1 通过带有关参数计算一6 9 t a b l e6 1c o m p u t a t i o ns h e e to f c o r r e l a t i o np a r a m e t e ro f g r e e nb a n d 6 9 表6 2 通过带有关参数计算7 0 t a b l e6 - 2c o m p u t a t i o ns h e e to f c o r r e l a t i o n p a r a m e t e r o f g r e e n b a n d 7 0 表6 3 方案规划设计表，7 1 t a b l e6 - 3p r o j e c tp l a n n i n ga n dd e s i g nt a b l e ，7 1 表6 - 4 时差结果比较表一7 2 t a b l e6 - 4c o m p a r i s o nt a b l eo f t i m ed i f f e r e n c e ，7 2 表6 5 带宽优化计算表7 3 t a b l e6 - 5c o m p u t a t i o ns h e e to f g r e e nb a n do p t i m i z a t i o n 7 3 表6 - 6 带宽变化表7 6 t a b l e6 - 6v a r i a t i o no f w i d t ho f g r e e nb a n d 7 6 表6 7 双协调相位模型优化7 7 t a b l e6 - 7o p t i m i z a t i o no f d o u b l e - c o o r d i n a t e dp h a s em o d e l ，7 7 表6 8 不影响带宽的配时表8 0 v i i i 、 目录 t a b l e6 - 8t i m i n gt a b l ew i t h o u ti n f l u c i n gt h ew i d t ho f g r e e nb a n d 一8 0 表6 - 9 子周期时长、相位优化方案列表8 0 t a b l e6 - 9o p t i m i z a t i o no f c y c l el e n g t ha n dp h a s eo f s u b c y c l e - 8 0 表6 - 1 0 子周期时长、时差、相位优化方案列表8 1 t a b l e6 - 10o p t i m i z a t i o no fc y c l el e n g t h 、t i m ed i f f e r e n c ea n dp h a s eo fs u b c y c l e 8 1 i x - 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：圣! 篓：鱼! ! 日期： 关于论文使用授权的说明 知吐墨弘 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留送交论文的复印件，允许论文被查阕和借阅：学校可以公布论文的全部 或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：斗导师签名：“羔五丕塑日期：兰竺型二笙：笋 第l 章绪论 第1 章绪论 随着我国经济的迅速发展，中心城市的规模、人口及交通工具数量快速膨胀， 交通供需矛盾目益凸显，兼有此消彼长的态势。交通矛盾主要表现在交通供给的 缓慢增长和交通需求的快速增长上。交通供给的资源支撑是城市道路系统用地， 而城市道路系统相对稳定。交通控制针对交通需求对交通主体进行合理交通组 织，使交通资源获得充分利用，成为改善交通状况的各种手段中最活跃的环节。 交通控制的研究课题必须面向交通需求，面向交通资源。 交通需求的种类是可枚举的，但对于具体的城市、区域、路段、交叉口交通 需求的主次各不相同，这些具体需求要求控制理论能与典型的道路系统相结合， 提出系列控制模型和方法，供交通管理者选用。 系统协调控制理论从降低延误、减少停车次数的需求角度出发形成了基于延 误模型和基于带宽模型的两大主流体系【4 l 。基于延误的模型建立了比较成熟的理 论、算法，是目前主流研究和应用方向。基于带宽的模型是系统控制的源泉，但 由于获得满意的带宽比较困难，绿波控制理论和应用进展缓慢。基于延误的理论 在模型末端是优秀的，符合一般的、局部的控制目标。而基于带宽的模型在宏观 组织交通、处理应急事件等方面更能发挥最用1 6 j 。 如果目标系统中交叉口间满足同步式协调或交互式协调条件，系统将获得最 大带宽 。”，而此时系统的性能指标p i ( p e 帕r m a n c ei n d e x ) 值也将是最小的， 这里当周期和绿信比确定后基于延误模型与基于带宽模型的时差方案是一致的。 可以推想当通过带足够宽时，其时差方案的性能指标将是最小的。 基于延误模型的方法与基于带宽模型的方法是互相促进的，随着理论研究的 深入，两种优化方法必将走向同一。当前，基于带宽模型的方法发展缓慢，不利 于控制理论的发展。本文提出基于带宽模型方法的新的优化路径，希望能对推动 系统控制有所贡献。 信号灯控制方式由定周期控制信号灯发展到感应式控制信号灯，控制范围由 单个交叉口信号控制发展为干道交通信号联动控制和区域交通信号控制系统。毫 无疑问，在技术层面上后者较前者有优越性，但经过二、三十年的研究、开发与 推广，全球也只有少数城市采用了面控系统约有1 7 0 座城市运用s c o o t ( 勋l i t c y c l e o f f s e to p t i m i z a t i o nt e c h n i q u e ) 系统、5 0 座城市运用s c a z s ( $ d n e y c o o r d i n a 把d a d a p t i v e 刀r a j f i es y s t e m ) 系统【4 】，这是不争的实事。这与控制成本不 北京工业大学工学博士学位论文 无关系。研发低成本控制控制模型和技术既可在中端层面获得广泛应用，又可为 建立新的高端控制系统提供模型支持。 1 1 研究背景 1 1 1 城市交通控制发展历程及现状 城市街道的交通信号控制系统( u r b a nt r a f f i cc o n t r o ls y s t e m ，简称u t c s 系 统) 的发展是和汽车的使用及发展相平行发展的。作为他们的基础，交通控制系 统在很大程度上依赖于信号系统技术。 1 9 1 7 年在盐湖城开始使用信号互联系统。那里把6 个交叉路i z l 作为一个系 统，由人工控制。1 9 2 2 年得克萨斯州休斯敦市有1 个同步控制系统，该系统以1 个交通岗亭为中心控制1 2 个交叉路口。这是当时唯一使用了电动自动计时器的 系统。 6 年之后，于1 9 2 8 年提出一种灵活推进式定时系统。这种定时系统很快就 采用了并普及到美国的几乎每个城市。它们的成功是由于：( 1 ) 非常简单，几 乎任何电工都能理解它；( 2 ) 十分可靠，由于实用坚固部件，只需要很少的维 修，安装之后就可以不再管它；( 3 ) 价格比较低。但是，应当承认，早期的定 时系统的灵活性是有限的，它们对交通变化的反映仅在于由操作人员去预测这种 交通变化，然后人为的预先安排好，使系统根据时钟而变化。可是预测交通量是 很困难的，它需要收集大量数据。一般是避免安排改变配时方案的，因为这需要 到每个路口去改变信号机的配时。 1 9 2 8 年至1 9 3 0 年期间，使用压力检测器的交通感应式路口信号机开始使用。 这种信号机是向交通感应式控制迈出的第一步，不过，当时仅用于单个路口。 作为向更先进的交通控制系统发展的一个步骤，1 9 5 2 年在科罗拉多州丹佛 市安装了一种模拟计算机控制系统。这种系统试图把某些单点感应式控制的概念 应用于交通信号机网。检测器的抽样数据作为交通流数据输入，该系统的调节是 根据交通需求而不是根据一天的时间。从1 9 5 2 到1 9 6 2 年的1 0 年间，在美国安 装的这种系统超过了1 0 0 个。 1 9 6 0 年在多伦多市进行了试验性研究，使用计算机实现了集中控制功能。 这项研究的一个侥幸得副产品是这种控制形式可以利用大量的监测数据。当时由 第1 苹绪论 于试验的计算机，按今天的标准可以算是很古老的一台i b m 6 5 0 型计算机， 具有一个大约2 0 0 0 字的磁鼓存贮器。这种控制系统的方法很受欢迎，多伦多市 进行大规模使用。1 9 6 3 年时有2 0 个路口置于计算机控制，到1 9 7 3 年已发展成 一个包括8 8 5 个交叉路口的系统。 国际商用机器公司( 佃m ) 于1 9 6 4 年开始和加利福尼亚州圣何塞市合作研 究进一步发展计算机交通控制系统，研究工作中使用了l 台i b m l 7 1 0 计算机。 在该课题中研制并实现的控制概念已证明是很成功的，它显著的减少了停车数、 延误时间和交通事故。 从1 6 6 5 年开始，得克萨斯州威奇托尔斯市承包了一项任务，把i b m l 8 0 0 过 程控制计算机用于交通控制。1 9 6 6 年1 0 月该交通控制系统投入日常运行，它控 制了市中心商业区的5 6 个交叉路口，这个系统后来扩展到7 8 个路口。不久以后， 加利福尼亚州圣何塞市也使用了i b m l 8 0 0 计算机。类似的系统还安装在得克萨 斯州的奥斯汀市、俄勒冈州的波特兰市、印第安纳州的韦恩堡市、纽约州的纽 约市、得克萨斯州的加兰市、马里兰州的巴尔的摩等城市。 美国运输部( d 0 丁) 和联邦公路局( f h w a ) 认识到这些早期的计算机系统 代表着技术水平的重大发展，并认为它们的巨大潜力进刚刚开始实现，因而他们 于1 9 6 7 年开始在华盛顿市研制城市交通控制系统( u t c s ) ，把它作为一种用于 开发、试验及评价更先进的交通控制系统的使用系统。该系统由斯佩里管理处 ( s s m d ) 负责研制，它的设计具有足