点控感应控制PPT课件.ppt

道路交通控制南京理工大学 4 单点交通控制 4 感应控制的基本思想 1 2 3 半感应和全感应 优先控制 感应控制与定时控制的比较 单点感应控制 车辆检测器 数据处理 控制算法 信号变换 信号灯 交通流 单点感应控制 感应控制算法基本原理 当绿灯开始时 显示 初期绿灯时间 最短绿灯时间 当初期绿灯时间结束时 如果检测到无车到达 则转换为红灯 如果还有车到达交叉口 则延长一个 单位绿灯延长时间 在 单位绿灯延长时间 结束时 如果检测到无车到达 则转换为红灯 如果还有车到达交叉口 则再延长一个 单位绿灯延长时间 以此反复 直到无车到达或总绿灯时间达到 绿灯极限延长时间 单点感应控制 基本参数 1 初期绿灯时间初期绿灯时间应该保证在停车线与检测器之间排队的车辆完全在绿灯时间内通过停车线 所以与检测器到停车线的距离大小有关 美国推荐数据 在我国 还需考虑行人和非机动车的通行所需时间 单点感应控制 基本参数 2 单位绿灯延长时间单位绿灯延长时间的大小决定了感应式控制的效率 单位绿灯延长时间太长则会损失绿灯时间 降低通行能力 太短则会导致检测到的车辆在单位绿灯延长时间内无法通过停车线 失去了感应控制的意义 3 绿灯极限延长时间绿灯极限延长时间可以为定时控制方法确定的绿灯时间 一般为30 60s 在绿灯时间内检测到的最后一辆车 可能在绿灯极限时间结束时 无法通过停车线 这时应将以最快的可能返回绿灯 单点感应控制 基本参数 3 绿灯极限延长时间如果交通流量非常大 绿灯时间就等于绿灯极限延长时间 这是相当于定时控制 绿灯极限延长时间也可以采用可变绿灯极限时间 即如果绿灯极限延长时间结束时交通流量仍然大于设定的流量值 临界值 则再延长绿灯时间 且增加临界值 直到实际流量小于临界值为止 单点感应控制 按车辆检测器设置的位置不同 感应控制可分为半感应控制和全感应控制 半感应控制是车辆检测器设置在主次道路相交交叉口的次要道路上或主要道路上的控制方式 全感应控制是车辆检测器设置在交叉口的所有进口道路上 单点感应控制 半感应控制 1 检测器设置在次要道路上的半感应控制预置次路最短绿灯时间 当检测到次路上有车时 次路为绿灯 无后续车时 次路红灯 否则 到达最短绿灯时强制换为红灯 可以看出 只要次路上有车就会中断主路车流 此时可视为次路优先控制 适用于特殊需要的次路 如消防队 重要机关出入口等 不利于次路行人和非机动车直行 主路绿灯 次路绿灯 次路有车 次路有车 最短绿灯 无 无 到 未到 有 有 单点感应控制 半感应控制 1 检测器设置在次要道路上的半感应控制如果次路优先 则会随时中断主路车流 对于非特殊需要的次路 可以预设次路的排队车长度 当实际排队大于设定的长度时 次路绿灯 否则次路红灯 次路的预设排队车长度由检测器到停车线的长度来确定 主路绿灯 次路绿灯 次路队长 次路队长 最短绿灯 小于设定值 到 未到 大于 大于 小于设定值 单点感应控制 半感应控制 2 检测器设置在主要道路上的半感应控制平时主路总是绿灯 当在一段时间内检测不到主路有车时 次路绿灯 主路上检测到有车时 主路绿灯 主路绿灯 次路绿灯 初期绿灯时间 主路有车 最大绿灯时间 未到 有 无 到 次路绿灯结束 单点感应控制 全感应控制 全感应控制是所有进口道上都设置检测器的感应控制方式 适用于相交道路等级相当 交通量相仿且变化较大的交叉口 全感应控制可以有一般的感应控制 公交优先感应控制 特种车优先感应控制 单点感应控制 全感应控制 主干绿灯 最小绿灯时间 主干有车 最大绿灯时间 次干有车 次干绿灯 最小绿灯时间 次干有车 最大绿灯时间 主干有车 有 否 是 无 无 无 无 有 有 有 否 否 否 是 是 是 单点感应控制 优化感应控制 为了更充分利用绿灯时间 提高感应控制的交通效益 感应控制仍需要优化 在交叉口的每一进口道上不同位置设置两个检测器 先配以足够的绿灯时间以保证停车线到最近的检测器之间的排队车辆的通行 然后依据两个检测器之间的交通信息 流量 车速 车距等 判断在延长绿灯时间内的交通效益 并与其他相位内因为延长红灯而造成的损失进行比较 以效益最大或损失最小为目标 确定绿灯延长时间或换相的时机 单点感应控制 公交优先控制 空间优先 公交专用道时间优先 被动优先 主动优先 实时优先被动优先是修改已有的信号运行系统 预先进行交叉口BRT优先信号配时 是固定配时公交信号优先控制模式的一种 该模式下 不考虑交叉口附近路段是不是有公交车辆到达 因此不需要埋设检测器 其运作状态与公交车的实际运行状态无关 一般情况下 当公交车车头时距小 而流量较大时 被动优先控制模式可以有效的发挥其最大功能 单点感应控制 公交优先控制 被动优先方法 均匀到达延误模型 1 基本假设 2 车均延误模型 单点感应控制 公交优先控制 被动优先方法 均匀到达延误模型 3 人均延误模型 单点感应控制 公交优先控制 被动优先方法 均匀到达延误模型 4 最佳周期模型 以各相位载客量占有整个交叉口载客量的比例分配绿灯时间 单点感应控制 公交优先控制 主动优先 信息采集的主要来源为埋设在交叉口进口道的检测器 在公交车辆即将到达交叉口以前 信号控制机根据检测结果实时调整控制方案 实现公交车辆优先通过交叉口的目的 主动优先相比较与被动优先而言 克服了信号损失时间过多的缺点 具有更强的适应性 主动优先包括绝对优先 完全优先和部分优先三种 单点感应控制 公交优先控制 1 绝对优先绝对优先的公交信号控制 类似于铁路列车通过交叉口时的独占式信号控制模式 当安装在交叉口上游的入口检测器检测到有公交车辆到达时 交通信号控制器中断当前的信号相位 直接给予公交车辆通过信号 当交叉口下游的出口检测器检测到公交车辆己经通过交叉口后 再恢复原来的信号相位 单点感应控制 公交优先控制 1 绝对优先在绝对优先信号控制策略的实施中 公交车辆的检测是一个重要的因素 为保证控制系统的可靠运行 要求公交车辆检测器必须具有较高的准确性 灵敏性 不能误检和漏检公交车辆 绝对优先控制策略可以确保公交车辆在通过交叉口时不受任何延滞 但对横向车流的影响非常严重 当交叉口的横向交通量较大时 这种控制策略很容易引起交通阻塞 因此 通常在交通流量较低的交叉口才采用这种控制策略 单点感应控制 公交优先控制 2 完全优先在完全优先控制策略中 通过检测公交车辆的位置确定是否给予其优先信号 但与绝对优先不同的是 该策略并不是无条件地中断当前信号相位 而是通过调整一个信号周期内不同相位出现的时间来达到公交车辆优先通行的目的 1 确定公交车位置 速度 以确定公交车达到交叉口的时间 是否要进行信号优先 2 通过信号机调整信号相位 使得信号灯提前变为绿灯 或延长绿灯时间等方式实现优先 单点感应控制 公交优先控制 3 部分优先在完全优先策略中 对每一辆公交车都试图提供优先通行条件 当公交车流量较大时 可能会造成信号相位的频繁调整 对同向车流和横向车流造成干扰 因此 可以采取有选择地为公交车辆提供优先信号的策略 即部分优先策略 单点感应控制 公交优先控制 3 部分优先选择优先的标准 1 对提前或准时的公交车辆不提供优先信号 仅对偏离时刻表的晚点车辆提供优先信号 2 在高峰期为公交车辆提供优先信号 平时不提供优先信号 3 只对载客量超过一定数量的公交车提供优先信号 4 权衡公交车辆延误与机动车延误 确定是否为公交车提供优先信号 单点感应控制 公交优先控制 主动优先控制策略的控制方式 1 绿灯延长2 绿灯提前3 相位插入4 相位倒转5 跳跃相位6 专用相位 单点感应控制 公交优先控制 绿灯延长当本相位剩余绿灯时间不足以让检测到的公交车辆安全通过交叉口时 绿灯延长决策通过压缩公交后续相位的绿灯时间 延长公交相位绿灯时间 使公交车可无阻碍通过交叉口 减少公交车等待延误 公交相位绿灯时间延长的限值由后续相位提供最大压缩时间确定 最大压缩时间也用于保证相位社会车流不会因公交信号优先导致交通拥堵 若公交申请所需时间超过后续相位提供最大压缩时间 就不执行绿灯延长决策 单点感应控制 公交优先控制 绿灯延长 单点感应控制 公交优先控制 红灯早断红灯早断决策是当公交车辆在本相位红灯时间内到达交叉口 提前结束公交车到达时的前一相位绿灯时间 使公交车在绿灯时间内通过本交叉口 实施红灯早断所需要预置的关键参数是公交前一相位的最小绿灯时间 目的是为了保证前一相位检测器和停车线之间的排队车辆能够通过交叉口 单点感应控制 公交优先控制 红灯早断 单点感应控制 公交优先控制 相位插入相位插入 即在正常的相位相序中为公交车辆增加一个特定的相位 当公交车辆到达交叉口时 公交车辆通行方向为红灯信号 且交叉口当前相位的下一个执行相位仍不允许公交车辆通过 这时要为公交车辆提供信号优先 必须在当前相位和下一相位之间插入一个公交专用相位 单点感应控制 公交优先控制 相位插入 单点感应控制 公交优先控制 跳跃相位跳跃相位 即忽略某一相位的绿灯信号 当公交车辆到达交叉口时 公交车辆通行方向为红灯信号 且交叉口当前相位的执行绿灯时间即将结束 而下一个执行相位仍不是公交车辆通行方向的相位 只有等到该相位执行完毕后 才能允许公交车辆通过 由于交叉口下一个执行相位等待通行的社会车辆较少 在权衡效益的基础上 跳过该下一个执行相位 直接执行公交车辆通行方向的相位绿灯 从而使公交车辆以绿灯信号顺利通过交叉口 单点感应控制 公交优先控制 跳跃相位 单点感应控制 公交优先控制 相位倒转相位倒转 即改变信号周期的相位相序 当公交车辆到达交叉口时 交叉口即将执行的相位并非公交车辆通行方向的相位 为使公交车辆能够顺利通过交叉口 可以通过调整即将执行的相位相序 将公交车辆通行方向的相位提到最前执行 将原本即将执行的相位置于公交车辆通行相位之后 它与跳跃相位不同的是 跳跃相位不执行相位 而相位倒转则将相位置后执行 单点感应控制 公交优先控制 相位倒转 单点感应控制 公交优先控制 专用相位专用相位 即专为公交车辆提供的信号相位 只有当检测到公交车辆时 才会启动该专用信号相位 这种控制策略与相位插入相似 区别在执行这种相位只允许公交车辆通行 单点定时控制与感应控制之比较 定时控制的优点 1 有利于相邻交