• 北京交通信号控制系统的分析及展望
    2013-07-05 10:42:43   来源:Tranbbs.com      评论:0 点击:

    1交通信号控制系统

    交通信号控制系统是城市道路交通管理系统中对交叉路口、行人过街以及环路出入口采用信号控制的系统,是运用了交通工程学、心理学、应用数学、自动控制与信息网络技术以及系统工程等多门学科理论的应用系统。

    现代的交通信号控制是通过从经验到理论,从单点到系统,从静态到动态发展起来。现代的交通信号控制是经验与理论,点控制、线控制与面控制,静态与动态相互结合的控制模式。

    交通信号控制系统的基本原理是在每个交叉口设置红绿灯信号控制参数,使其信号控制对本交叉口所有方向的交通流在交叉口的停顿延误时间为最小;在多个交叉口信号联锁绿波控制时,寻求满足以上条件的同时还保证双向绿波带的形成,并且绿波带宽达到最宽,从而使城市交通得到最优控制,使交通通行质量达到最优。

    2交通信号控制系统发展现状

    自1868年英国伦敦首次使用煤气信号灯以来,道路交通信号控制经历了百余年的发展。英国、澳大利亚、美国、意大利和德国等西方发达国家投入大量的人力、物力研究交通信号控制系统,取得了一系列成果。目前,国外比较成功的交通系统有:TRANSYT、SCOOT、SCATS、OPAC、RHODES、ACTRA、ITACA等等。

    国内交通信号控制系统起步较晚,20世纪70年代北京市采用DJS一13O型计算机对干道协调控制进行了研究;20世纪80年代以来国家一方面采取引进与开发相结合的方针,先后建立了一些城市道路交通控制系统;另一方面投入力量研发城市交通信号控制技术,开发适应我国以混合交通为主要特点的智能交通控制系统。其中比较成功的有南京城市交通控制系统、海信HiCon交通信号控制系统、以及深圳市SMOOTH交通信号控制系统。

    下面以列表的方式将典型的交通控控制系统加以介绍和比较。

    1. 交通控制系统比较

    主流信号系统

    国别或开发公司

    系统特点及优势

    系统不足

    TRANSYT

    英国交通与道路研究所

    TRANSYT系统是一种脱机操作的定时控制系统,将交通流信息和初始配时参数作为原始数据,通过仿真,得出系统的性能指标作为配时的优化目标函数,用“爬山法”进行优化,产生比初始配时更优越的新配时方案,再把新的信号配时输入到仿真部分,反复叠代,最后得到性能指标值达到最小的系统配时方案。

    1、计算量太大,路网较大时问题则更加突出;

    2、是脱机优化要求花费大量人力物力预先采集路网信息和交通流信息,同时也不能适应交通状况的实时变化;

    3、瞎子爬山法有可能使无法获得真正的全局最优解

    SCATS

    澳大利亚新南威尔士道路交通局

    把信号周期、绿信比和相位差作为各自独立的参数分别进行优选,优选过程所使用的“算法”以饱和度和综合流量为主要依据。它的优化过程并没有利用数学模型,而是在各种预定的方案中进行优选,方法简单

    1、作为一种方案选择系统,没有使用交通流模型,限制了配时方案的优化程度;

    2、是检测器安装在停车线处,难以监测车队的行进,没有车流实时信息反馈,这使得相位差优选可靠性较差;

    3、系统只能实施在PDP系列数字计算机上,限制了推广应用。

    SCOOT

    TRL公司、PEEK公司、西门子公司

    通过检测器定时采集和分析交通信息,交通模型和优化程序配合生成最佳配时方案,最后送入路口信号机予以实施;其优化程序采用小步长渐近寻优方法,连续实时地调整绿信比、周期和时差三个参数,降低了计算量,且也很容易跟踪和把握当前的交通趋势;系统检测器信息的敏感度低,所以优化器的个别错误不会导致整体的关键错误。

    1、采用集中式控制结构,难以实现较大区域的控制;2、建立交通模型需要采集大量路网信息和交通流信息,耗时费力;3、绿信比优化依赖于对饱和度的估算和小步长的变化幅度,有可能不足以及时响应每个周期的交通要求;4、信号相位和相序事先同定,不能参与自动变化;5、控制子区的自动划分问题尚未解决;

    RHODES

    由美国亚利桑那大学

    RHODES以相位可控化、有效绿波带、和预测

    算法为核心技术。;采用非参数化控制模型来完全适应实时交通信号控制,用相序和相位长度来确定配时方案

    1、没有建模解决公交车上下客对其他交通流及其本身造成的延误;

    2、是系统高

    层优化有待于进一步研究

    OPAC

    美国PB Farradyne公司和马萨诸塞大学

    引人了有效定周期(Virtual Fixed  CycleVFC)的概念;它是一个真正的分布式系统,中心计算机只完成VFC优化,路口机完成车队预测、相位优化以及排队长度、停车次数和延误等参数状态的检测和估计;采用了动态规划、自校正、自调整算法等先进的优化方法和控制技术。

    1、通信速率较低,只有9600bps,对等通信只能30s完成一次,一定程度上影响了实时性;

    2、是控制算法复杂,对调试人员要求较高。

    SPOT/

    UTOPIA

    意大利Mizar Automazione公

    SPOT是一个小型的分布式交通控制系统,在每个交通控制器上使用微观模型完成本地最优化工作UTOPIA是一个面控软件,可协调组织多个SPOT系统(作为子区)以组成区域控制系统;系统引入权重概念以实现其在公交优先功能中的特殊控制目标。

    该系统更适合公共交通发达的交通情况,在公共交通一般或者不发达的情况下信号控制策略则需要进一步加强

    ACTRA

    由美国西门子公司

    1、技术先进和性能可靠,适合大、中型城市;

    2、强大的系统扩展能力;

    3、分布式系统;

    4、基于于PC的系统,操作使用方便简洁,界面良好;

    5、自适应协调控制功能,反应迅速、实用;

    6、地优化和中心优化相结合的远程监控。

    与其他系统的兼容性仍需加强


    责任编辑:佚名

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