交通控制基本知识PPT课件

1.交通控制的发展史。1868年，英国伦敦的威斯敏斯特地区安装了世界上第一个交通信号灯。1926年，英国人首次安装并使用自动控制器来控制交通灯，标志着自动城市交通控制的开始。1964年，加拿大多伦多建成了世界上第一个拥有计算机化城市交通控制系统的城市。1967年，英国运输和道路研究实验室(TRRL)成功开发了一种运输网络研究工具TRANSYT，用于离线最佳时机。1975年，TRRL在“TRANSYT”的基础上开发了SCOOTS系统，澳大利亚开发了SCATS自适应控制系统，成为世界上两个著名的城市交通信号控制系统。2，交通控制系统应用的现状，我国十几个大城市已经应用了国外的交通控制系统，但是效果并不理想！3，交通控制概念，道路交通信号控制器可以改变道路交通信号的顺序，调整定时和控制道路交通信号灯的运行。自适应控制根据交通流状况在线实时自动调整信号控制参数，以适应交通流的变化。两条或多条道路的交叉路口。在十字路口，不同道路上行驶的车辆、自行车和行人之间会发生交通冲突。4，一个信号周期内的交通控制概念、相位，并同时获得一个或多个交通流的信号显示状态的通行权。5，交通控制概念，长周期信号灯颜色变化周期所用的时间。绿色信号比率分割信号周期中相位有效绿色时间与周期时间的比率。相位差偏移相位差也称为偏移，可以定义为绝对相位差和相对相位差。在协调控制信号系统中，以一个信号作为参考信号，其他信号的协调相位绿色开始时间和参考信号的绿色开始时间之间的最小时间差称为绝对相位差。在协调控制信号系统中，沿车辆行驶方向的任意两个相邻信号的协调相位绿灯开始时间之间的最小差值称为相对相位差。阶段2，阶段1，阶段7，交通控制概念，阶段a，阶段b，阶段c，阶段d，阶段d，阶段b，阶段c，阶段d，阶段c，阶段d，阶段c，阶段d，阶段c，阶段d，阶段d，阶段d，阶段c，阶段d，阶段d，阶段d，阶段d，阶段d，阶段d，阶段d，阶段d，阶段d，阶段d，阶段d，阶段d，阶段c，阶段d，阶段d，阶段d，阶段d，阶段d，阶段d，阶段d， 某一阶段车道的实际到达流量Q与允许通行能力Q之比称为该阶段车道的饱和度(X)。 某一阶段车道的实际到达流量Q与该阶段车道的饱和流量S之比称为流量比(Y)。8，交通控制概念、排队长度、当车道在某一阶段被清除时在停车线后面排队的车辆数量。单位时间内所有方向(或相位)的所有交通流量的交叉口最大允许通行能力。车辆占据(驾驶或停止)检测位置的时间与观察时间内的总观察时间之比。在空间占用的某一时刻，车辆在某一路段上占用的长度与被调查路段的长度之比。交通控制概念，车辆在十字路口因红灯而第一次停车与车辆通过停车线之间的时间差。具有一定弹性阶段的交通流到达是不稳定的，在绿色信号比率设置中存在一个弹性变化范围，称为“弹性阶段”。待定阶段是指不是在每个周期都出现的阶段。此阶段仅在流量达到一定数量时出现，否则将自动跳过。关键车道交叉口相位流量比最大的入口道路。临界相位相交相位设置具有最大流量比的一个或多个相位。10，一、交通控制概念，分区将根据交通负荷、相邻距离、交通流向之间的关系进行区域控制交叉口，将几个相邻交叉口分成一组进行控制，各交叉口循环长度相等或呈倍数关系，一个分区设立一个关键交叉口。关键交叉口是控制分区内交通负荷最大的交叉口，其信号周期一般作为协调控制分区的公共周期。Signa逻辑信号灯组是指形成相同控制相位的各种信号灯，而物理灯组是指单个特定的物理灯组。特征参数特征参数是定义交通信号的硬件配置和控制参数的一组特征数据。包括一般参数的定义、相位表、相位冲突表、周期方案表、探测器表等。11，交通控制概念，黄色闪烁控制每个相位的主灯组的黄色灯以固定的频率闪烁。这是一种特殊的控制模式，仅起提醒作用，是一种闪光控制模式。当红黄闪烁控制进入红黄闪烁控制模式的信号控制时，设置为主路的主灯将闪烁黄灯，辅路的主灯将闪烁红灯，这也是一种闪烁控制。手动控制：按一次手动按钮切换到下一阶段。如果不按手动按钮，浅色将保持不变。单点固定周期根据控制器内部的固定信号周期进行信号控制。12，流量控制概念，线控线和线控线属于线控的一种，但不需要专门的中央协调控制器，信号控制器通过符合串口标准的线路相互协调，对干线进行联合控制。根据干线上信号控制的交叉口位置，有一个信号作为线控启动器，其余都是无源线控。时间同步信号由线控启动器发出。无缆线控无线线控通过精确的时钟进行同步，以一定间隔进入无线线控的信号将根据时间同步信号进行精确的时间同步。区域协调控制路口信号机与系统建立通信连接后，系统根据检测器采集的交通信息，由上层系统和信号机的优化控制模块对控制区域的交通信号控制方式和定时参数进行动态协调控制。交通工程师可以同时干预和控制系统。上传路口信号机按照约定的格式向上级控制机发送具体信息。下载上层控制机，按照约定的格式向路口信号机发送具体信息，13，交通控制概念，单点多次根据预设时间段表，根据时间的推移自动选择预设的控制方案进行信号控制。单点多周期控制实际上是一段时间内的固定周期控制。单点感应根据车辆检测器测得入口道路实时交通数据以及预设的最短绿灯时间、最长绿灯时间、单位延长绿灯时间等参数，实时控制信号灯的显示时间较长，并能根据交通量的变化自动跳相。线路控制或绿波控制。对于主干道上的几个连续交叉口，周期长度被设定为相等或多个，并且交叉口根据设定或优化的相位差进行协调。14岁，国外交通控制系统介绍，SCOOT(分割、循环和设置优化技术：绿色信号比率、周期和相位差优化技术)是TRL交通研究实验室资助的一个研究项目。20世纪90年代，TRRL更名为TRL)一种基于TRANSYT的自适应控制系统。该系统于1975年成功开发，并在英国格拉斯戈市进行了现场试验，取得了良好的效果。SCOOT系统在20世纪90年代进行了多次升级。它的最新版本是4.4版，版权属于TRL。Plit、cycle、FF SET、OPTIMIZATION、ECHNIQUE，以最小延迟和停止次数为优化目标，对周期长度、绿色信号比和相位差进行小步长调整，15，SCOOT原则，16，SCOOT的主要技术特点是：(1)控制方式：在线实时控制，即动态建模力；(2)系统目标：最小PI是优化目标；(3)参数特异性：S、O、C均通过建立优化的数学模型来计算；(4)优化方法：小步长渐进优化算法，17，SCOOT原理SCOOT系统具有灵活、准确的实时交通模型，不仅用于制定定时计划，还可以提供各种交通信息。系统软件包括五个主要部分：第一，交通流量检测第二，交通预测第三，定时参数优化第四，信号控制方案执行第五，系统监控，18，SCOOT探测器嵌入位置，19，SCOOT流量预测，20，SCOOT队列长度预测，21，SCOOT参数优化，绿色信号比率，-4，0，4(实时变化)，相位差，-4，0，4，信号周期，-1，0，1(永久变化)，-4，0，4(32至64)，-8，0，8(64至128)，-16，0，16(128至240)，优化，频率，变化范围(秒)，22，SCOOT系统22的优点和缺点。SCOOT系统具有灵活、准确的实时交通模型的优点：它不仅用于制定定时方案，还能提供各种交通信息；SCOOT采用预测下一周期流量的方法来提高结果的可靠性和有效性。SCOOT在调整参数时使用频繁的小增量变化，不仅避免了信号参数的突然变化造成的道路网上的车辆损失，而且通过频繁的累积变化适应交通状况的变化。SCOOT的车辆检测器埋在上游交叉口的出口处，这使得下游交叉口有足够的时间进行信号计时，并有足够的时间做出反应，以防止车队堵塞上游交叉口。缺点：第一，相位不能自动增加或减少，相位顺序不能自动改变；第二，独立控制子区域的划分不能单独解决，需要人工确定。三是饱和流量的检测没有自动化，现场安装调试相当复杂。23、SCAT采用先进的计算机网络技术，采用计算机层次和模块结构的形式。如右边所示。24，SCATS系统结构图，25，SCATS系统原理，SCAT的主要技术特点是：(1)控制方式：区级在线优化，中央级在线和离线同时优化；(2)系统目标：最大饱和度和最大通带宽度；(3)参数特性：从预先确定的多个s、o和c中选择；(4)优化方法：无实时交通模型，比较选择法；(5)探测器位置：距交叉口入口处停车线1米。26，SCATS系统实际上是一个实时定时方案选择系统。由1-10个交叉口组成的子系统作为基本控制单元。检测器设置在每条车道的停车线之后，用于检测绿灯期间该段停车线的实时交通量数据和实际交通量。SCATS要求通过离线模式预先为每个交叉口设置四个绿色信噪比方案、五个内部绿色时差方案和五个外部绿色时差方案。在同一个子系统中，所有交叉口在任何时候都执行完全相同的信号周期。SCATS系统不使用延误时间和停车时间作为直接优化目标函数。方案选择主要基于SCATS定义的“饱和度”和“综合流量”。SCATS系统的优缺点：SCAT系统充分体现了计算机网络技术的突出优势。其结构易于改变，控制方案易于修改。SCAT可以在必要时自动分离和组合子区域，还可以允许每个交叉口自主实施车辆感应控制。在悉尼市的对比实验表明，在总行程时间相同的情况下，与天西相比，SCAT明显减少了停车次数。缺点：第一，SCAT实际上是一个方案选择系统，它限制了定时参数的优化程度；其次，SCAT过于依赖计算机硬件，除了PDPll系列数字计算机之外，很难在其他计算机系统上实现。第三，在选