交通管理与控制（第十三,十四章）.ppt

交通管理与控制,向怀坤,汽车与交通学院,TrafficManagementandControl,1区域交通信号控制概述2定时式脱机操作系统3自适应式联机操作系统,第十三章区域交通信号控制系统,区域交通控制的概念,1区域交通信号控制概述,区域交通控制系统就是集成了点控、线控与面控的综合控制系统。,第十三章区域交通信号控制系统,区域交通控制的分类,1区域交通信号控制概述,按控制策略分类:定时式脱机操作控制系统优点:可靠、简单，缺点：不能适应交通变化自适应式操作控制系统优点：适应交通变化，缺点：结构复杂，投资高,第十三章区域交通信号控制系统,区域交通控制的分类,1区域交通信号控制概述,按控制方式分类:方案选择式事先存好控制方案，根据实时数据来选择方案形成式基于模型，实时计算最佳控制方案,第十三章区域交通信号控制系统,区域交通控制的分类,1区域交通信号控制概述,按控制结构分类:集中式计算机控制结构中心承担所有路口控制配时优化分层式计算机控制结构按照战略、战术原则，分区、分层实施路口控制,第十三章区域交通信号控制系统,区域交通控制的分类,按控制结构分类:集中式计算机控制结构,分层式计算机控制结构,按控制方式分类:方案选择式,方案形成式,按控制策略分类:定时式脱机操作控制系统,自适应式操作控制系统,第十三章区域交通信号控制系统,区域交通控制研究开发现状,国外:从1868年至今经历了百余年的发展历程;1868年，英国在伦敦安装了世界上第一台交通信号灯;1918年，美国在盐湖城建成了第一个使主干线“绿波带”系统;1926年，英国在沃尔佛汉普顿第一次安装和使用自动控制器来控制交通信，标志着城市交通自动控制的开始;1952年，美国科罗拉多州丹佛市首次利用模拟计算机和交通检测器实现了交通信号灯的实用化，成为世界上第一个具有电子数字计算机城市交通控制系统的城市;1976年,英国运输与道路实验室（TRRL）推出TRANSYT,随后,推出SCOOT系统;上世纪80年代后,澳大利亚的sCATs(sydneyCoordinateddaptiveTrafficSystem)系统、加拿大的RT0p系统、美国的UTCS一3GC系统以及ASCOT系统、日本的京三系统、西班牙的ITACA系统等等。,区域交通控制研究开发现状,国内:上世纪70年代中期,北京开始试用干线控制系统;1986年在国家计委和国家科委的批准下，国家“七五”科技攻关项目计划中第一次设立了城市交通控制系统(75-24-04-03)应用研究项目;1992年,国家计委和国家科委决定在“八五”科技攻关计划“85-403-06-05城市交通信号控制系统应用技术项目中继续设立交通信号控制系统的研究项目;2006年,国家科委在”十一五”科技攻关计划中,再次推出”城市智能交通控制系统”研究项目;目前,我国大部分城市仍然采用单点定时控制系统,少数城市采用感应控制系统,对于自适应控制系统还处于研究试验阶段.,TRANSYT,2定时脱机控制系统TRANSYT,TRANSYT(TrafficNetworkStudyTool)是英国于1966年提出的一种脱机交通信号控制系统,主要由仿真模型及优化程序两部分组成.到目前为止,TRANSYT已升级8次,我国北京于上世纪80年代引入该系统.,第十三章区域交通信号控制系统,TRANSYT工作原理,2定时脱机控制系统TRANSYT,TRANSYT(TrafficNetworkStudyTool)是一种脱机控制系统,主要由仿真模型及优化程序两部分组成.,第十三章区域交通信号控制系统,TRANSYT工作原理,网络几何尺寸及网络交通流量,初始信号配时,仿真模型,新的信号配时,优化数据,优化过程,最佳信号配时,性能指标PI,网络内的延误及停车次数,周期流量图CFP,仿真信息,路网几何尺寸交通流信息初始配时数据,仿真运算,计算性能指标PI配时优选交通运行模拟,优化运算,绿时差优选绿灯时间优选控制子区划分信号周期选择,控制输出,计算PI计算CFP计算延误计算停车次数,SCATS,3自适应控制系统,SCATS(SydneyCoordinatedAdaptiveTrafficSystem)是一种实时自适应控制系统,由澳大利亚开发.80年代投入使用.,第十三章区域交通信号控制系统,SCATS结构,中央监控中心,区域监控中心,区域监控中心,区域监控中心,路口信号机,路口信号机,路口信号机,路口信号机,路口信号机,路口信号机,第一级,第二级,第三级,SCATS工作原理,(1)子系统的划分与合并“合并指数”_如果累积达到4,则合并;如果累积降到0,则分开;(2)饱和度计算与综合流量计算饱和度(DS)=有效绿时/显示绿时(3)配时参数优选根据实时数据,拟定四个绿信比方案、五个内部绿时差方案、五个外部绿时差方案。最后完成最佳周期/绿信比与相位差的选择.,SCOOT,3自适应控制系统,SCOOT(Split-Cycle-OffsetOptimizationTechnique)是一种实时协调控制系统,由英国TRRL于1973年开发,1979年投入使用.,第十三章区域交通信号控制系统,SCOOT结构,中央监控中心,路口信号机,路口信号机,路口信号机,路口信号机,路口信号机,路口信号机,第一级,第二级,第十三章区域交通信号控制系统,SCOOT工作原理,(1)检测交通信息交通量/占有率/拥挤程度等参数;(2)子区管理(3)模型车队预测模型(周期流量图)/排队预测模型/拥挤预测模型/效能预测模型.(4)优化配时参数优化/参数选择(5)控制信息输出,第十三章区域交通信号控制系统,1主线控制系统2入口匝道控制3出口匝道控制4快速道路交通事件检测,第十四章快速道路交通控制系统,主线控制的作用,1主线控制系统,(1)取得最佳均匀车速,使瓶颈路段的通行能力达最大;(2)可有效防止汽车追尾;(3)当主路受限制时,可提高快速道路的使用效率.,第十四章快速道路交通控制系统,几种控制方法,1主线控制系统,(1)可变限速控制方法通过在道路上设置可变限速标志,指示随交通状况变化的限制车速,对司机起预告作用.,第十四章快速道路交通控制系统,几种控制方法,1主线控制系统,(2)车道封闭控制方法通过封闭部分车道,来提高瓶颈路段的通行能力.,第十四章快速道路交通控制系统,几种控制方法,1主线控制系统,(3)可逆车道控制方法基于快速路在某些时段,路段交通出现方向不平衡现象,将某些路段设置成可逆车道,从而提高该路段的通行能力.,第十四章快速道路交通控制系统,入口匝道控制的作用,2入口匝道控制,(1)减少整个快速路系统内所有车辆的行程时间(2)使交通流均匀平衡;(3)消除或减少交汇中的冲突和事故;(4)提高行车的舒适感,降低干扰.,第十四章快速道路交通控制系统,入口匝道控制方法,2入口匝道控制,(1)封闭匝道控制法;(2)匝道定时限流控制法;(3)匝道感应交汇控制法;(4)匝道系统控制法.,第十四章快速道路交通控制系统,出口匝道控制方法,3出口匝道控制,(1)调节驶离快速道路的车辆数;(2)封闭出口匝道.,第十四章快速道路交通控制系统,异常事件检测,4快速路异常事件监测,(1)电子监视;(2)CCTV闭路电视;(3)航空监视;(4)紧急电话;(5)驾驶人救护合作系统;(6)民用频道无线电话.,第十四章快速道路交通控制系统,异常事件处理,4快速路异常事件监测,(1)公安交通警察;(2)道路养护部门;(3)医院急救中心.,第十四章快速道路交通控制系统,快速路通道监控,4快速路异常事件监测,(1)监视快速道路交通;(2)快速道路交通控制;(3)沿街道路的控制和监控;(4)干线街道的控制和监控;(5)进入快速道路司机情报系统;(6)离开快速道路司机情报系统.,第十四章快速道路交通控制系统,沿街路监控,4快速路异常事件监测,(1)在交叉口处按孤立交叉口处理