【正文】 13 18 26 33 5 21 5 0 35 14 24 31 3 9 23 7 1 34 b 27 28 28 54 16 40 35 數(shù)解法確定信號時差 表 101 間距 a A B C D E F G H ?2）計算 a列各行 圖 10－ 3 理想信號位置 3）計算 b列 4）確定最合適的理想信號的位置。 132 理想信號距 G為 140m，則距 A為 130m。即自 A前移130m為 第一理想信號 ，然后按次每 500m間距將各理想信號列在各實際信號間。如圖 10－ 4. ? 5）作連續(xù)行駛通過帶 綠時差（％） 32 42 37 44 57 41 56 29 有效綠信比（％） 18 28 28 16 8 24 4 26 損失（％） 50 70 65 60 65 65 60 55 綠信比（％） 左 右 左 右 右 左 左 右 各信號位置 ⑥ ⑤ ⑤ ④ ③ ③ ② ① 理想信號 H G F E D C B A 交叉路口 計算綠時差 表 10－ 2 奇數(shù)理想信號時差 ： 100％－ ?％ 偶數(shù)理想信號時差 ： 50％－ ?％ 如保持原定周期時長，則系統(tǒng) 帶速 須調(diào)整為： v=2s/C=2 500/80= 134 135 四、提高線控系統(tǒng)效益的輔助設施 志 使用 136 第二節(jié) 感應式線控系統(tǒng)和計算機線控系統(tǒng) ? 定義： ? 在線控制系統(tǒng)中使用感應式信號控制機，相應配以車輛檢測器。當檢測器測得 交通量增加 時，開動主控制機，使之 全面執(zhí)行線控系統(tǒng) 的控制；而在 交通量降低 時，各交叉口的信號機各自 按獨立狀態(tài)操作 ，使線控系統(tǒng)既能得到良好的連續(xù)通車效果，又能保持適應各個交叉口的交通變化。此系統(tǒng)稱為 感應式線控系統(tǒng) 。 ? 1）使用半感應信號機的線控系統(tǒng) ? 2）使用全感應信號機的線控系統(tǒng) ? 3）關鍵交叉口感應式線控系統(tǒng) 137 二、 計算機線控系統(tǒng) ? 使用計算機可以得到由 人工 難于實現(xiàn)的控制方案。計算機協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)有“ 脫機 ”和“ 聯(lián)機 ”兩種方法。 ? 1）脫機方法 ? 脫機方法是一種用 按某種優(yōu)化原則編制的計算軟件 ，由計算機計算確定線控系統(tǒng)的配時方案，然后把這些配時方案設置到各交叉口的信號控制機中，各信號 控制機 定時按設定的配時方案 控制各信號燈 運轉(zhuǎn)的方法。 ? 因為信號燈控制的實施 與計算機無關 ，所以稱為“脫機”控制。 ? 過程：計算機確定控制方案 信號機 信號燈 傳輸 控制 138 2）聯(lián)機方法 ? 聯(lián)機方法中不僅線控系統(tǒng)的配時方案由計算軟件算得，而且計算軟件所需的輸入數(shù)據(jù)（主要是交通信息）由計算機從車輛檢測器中直接獲得，線控制系統(tǒng)信號燈的運轉(zhuǎn)也由計算機進行控制，所以稱為“聯(lián)機”控制。 ? 1）配時方案選擇式 ? 2）配時方案形成式 139 配時方案選擇式 ? 計算并存儲幾套配時方案，根據(jù)對檢測到的信息進行處理的結(jié)果，選擇最合適的方案。一般設置 3～ 5種周期及相應時差的配時方案。 ? 國外常用的五種周期： 60s、 65s、 70s、 80s、90s ? 五種時差： ? （ 1） 通過帶為最大的時差 ? （ 2）通過帶最大又考慮其上下界限的時差 ? （ 3）上行交通優(yōu)先的時差 ? （ 4）下行交通優(yōu)先的時差 ? （ 5）相同時差 140 第三節(jié) 線控系統(tǒng)的聯(lián)結(jié)方式 ? 1）無纜聯(lián)結(jié) ? 線控系統(tǒng)各信號控制機配時方案間的聯(lián)結(jié)， 不用電纜作信息傳輸?shù)慕轶w 。 ? 2）有纜聯(lián)結(jié) ? 線控系統(tǒng)各信號控制機配時方案間的聯(lián)結(jié)， 用電纜作信息傳輸?shù)慕轶w 。 ? （ 1）用主控制機的控制系統(tǒng) ? （ 2）逐機傳遞式系統(tǒng) 141 第四節(jié) 選用線控系統(tǒng)的依據(jù) ? 1）車流的到達特性 ? 2）信號交叉口之間的距離 ? 3）街道運行條件 ? 4）信號的分相 ? 5）交通隨時間的波動 142 本章內(nèi)容： ? 第一節(jié) 概念與分類 ? 第二節(jié) 定時式脫機操作系統(tǒng) ? 第三節(jié) 自適應式聯(lián)機操作系統(tǒng) 第十一章 區(qū)域交通信號控制系統(tǒng) 143 ? 主要內(nèi)容： 了解區(qū)域交通信號控制系統(tǒng)的分類 ， 定時式脫機操作系統(tǒng)和自適應式聯(lián)機操作系統(tǒng)的基本原理 。 ? 重 點 與 難 點 ： TRANSYT 、 SCOOT 、SCATS三種具有代表性的控制系統(tǒng)的控制原理和基本思想 。 第十一章 區(qū)域交通信號控制系統(tǒng) 144 第一節(jié) 概念與分類 ? 區(qū)域交通信號控制（簡稱面控制）系統(tǒng)的 對象是城市或某個區(qū)域中 所有交叉口的交通信號。 ? 區(qū)域交通信號控制系統(tǒng)的 正確的概念 是：把城區(qū)內(nèi)的全部交通信號的監(jiān)控，作為一個 指揮控制中心管理下 的一套整體的控制系統(tǒng)，是單點信號、干線信號系統(tǒng)和網(wǎng)絡信號系統(tǒng)的 綜合控制系統(tǒng) 。 ? 建立這種概念的好處： 1）整體監(jiān)視和控制 2）可因地制宜地選用合適的控制方法 3）可有效、經(jīng)濟地使用設備 145 區(qū)域控制系統(tǒng)的發(fā)展 ? 是隨著 交通控制理論 的不斷發(fā)展， 通訊、檢測、計算機技術(shù) 在交通控制領域的廣泛應用而發(fā)展起來的。 ? 早期的區(qū)域控制系統(tǒng)著重于 對周期、綠信比和時差等交通信號參數(shù)進行最優(yōu)控制 。 ? 現(xiàn)代的交通控制系統(tǒng)是 多種技術(shù)的綜合體 ，它包括車輛檢測、數(shù)據(jù)采集與傳輸、信息處理與顯示、信號控制與最優(yōu)化、電視監(jiān)視、交通管理與決策等多個組成部分。 ? 區(qū)域控制系統(tǒng)可 實施城市交通運輸?shù)牟呗?，提高現(xiàn)有道路的交通效率，改善道路交通安全，節(jié)省能源消耗，減少環(huán)境污染，收集交通數(shù)據(jù)，提供交通情報，為整個社會提供綜合的經(jīng)濟效益。 ? 是 緩解 城市交通問題的重要措施。 146 二、分類 ? 1. 按控制策略分 ? （ 1）定時式脫機操作控制系統(tǒng) 利用交通流 歷史及現(xiàn)狀統(tǒng)計 數(shù)據(jù)，進行 脫機優(yōu)化處理，得出 多時段 的最優(yōu)信號配時方案，存入控制器或控制計算機內(nèi)，對整個區(qū)域交通實施 多時段定時控制 。 特點：控制 簡單，可靠 ，效益投資比高，但不能適應交通流的隨機變化。 147 ? （ 2）適應式聯(lián)機操作控制系統(tǒng) ? 是一種能夠適應交通量變化的“自適應控制系統(tǒng)”，也叫“動態(tài)響應控制系統(tǒng)”。在控制區(qū)域中 設置檢測器 ， 實時采集 交通數(shù)據(jù)并實施 聯(lián)機 最優(yōu)控制。 ? 特點：自適應控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 復雜、投資高 、對設備可靠性要求高，但能較好地 適應交通流的隨機變化 ，提高了控制的效益。 148 （ 1）方案選擇方式 對應于不同的交通流， 事先做好 各類交通模型和相應的控制參數(shù)并存儲在計算機內(nèi)，按實時采集的實際交通數(shù)據(jù)， 選取最適用的交通模型與控制參數(shù) ，實施交通控制。 （ 2）方案形成方式 根據(jù)實時采集的交通流數(shù)據(jù)， 實時算出 最佳交通控制參數(shù) 形成 信號配時控制方案，當場按此方案操縱信號控制機運行交通信號燈。 2. 按控制方式分類： 149 （ 1）集中式計算機控制結(jié)構(gòu) （ 2）分層式計算機控制結(jié)構(gòu) 150 1）集中式計算機控制結(jié)構(gòu) ? 將網(wǎng)絡內(nèi) 所有信號聯(lián)結(jié)起來 ，用一臺中、小型計算機或多臺微機聯(lián)網(wǎng)對整個系統(tǒng)進行集中控制。其原理結(jié)構(gòu)均較簡單。 ? 優(yōu)點： （ 1）全部控制設備只位于一個中心，操作方便； （ 2）系統(tǒng)的研制和維護不太復雜； （ 3）所需設備較少，維修容易。 ? 缺點： 大量數(shù)據(jù)的集中處理及整個系統(tǒng)的集中控制，需要 龐大的通信傳輸系統(tǒng) 和 巨大的存儲容量 ，這就極大地影響了控制的 實時性 ，并限制了集中控制的區(qū)域 范圍 。 151 2）分層式計算機控制結(jié)構(gòu) ? 整個控制系統(tǒng)分成 上層控制與下層控制 。 ? 上層控制主要接受來自下層控制的決策信息，并對這些決策信息進行 整體協(xié)調(diào) 分析，從 全系統(tǒng)戰(zhàn)略目標 考慮修改下層控制的決策。下層控制則根據(jù)修改后的決策方案再做必要的調(diào)整。 ? 上層控制主要執(zhí)行全 系統(tǒng)協(xié)調(diào)優(yōu)化的戰(zhàn)略 控制任務 ? 下層控制主要執(zhí)行 個別交叉口合理配時的戰(zhàn)術(shù) 控制任務 152 ? 這種結(jié)構(gòu)可以避免集中結(jié)構(gòu)的缺點，可有降級控制的功能，提高了系統(tǒng)的可靠性；但需增加設備，投資較高。 ? 例如一種 三級 分布式控制結(jié)構(gòu)： 第一級 位于 交叉口 ，由信號控制機控制 第二級 位于 所控制區(qū)域 的一個比較中心的地點 第三級 位于 城市內(nèi) 一個合理的中心位置，起命令控制中心的作用 ? 多級控制的優(yōu)點 （ 1）通過數(shù)據(jù)的 預處理和集中傳輸 ，能 減少傳輸費用 （ 2）由于系統(tǒng)不依賴于一個中心控制或集中的傳輸機構(gòu)，系統(tǒng)具有較高的故障保護能力， 提高了系統(tǒng)可靠性 。 （ 3） 能處理實時單元的容量較大 （檢測器，交叉口信號機等） （ 4）控制方法和執(zhí)行能力比較靈活 ? 多級控制的缺點 （ 1）需要的設備多，投資高 （ 2）現(xiàn)場設備的維護比較復雜 （ 3）控制程序比較復雜 （ 4）要提供更多的控制地點 154 第二節(jié) 定時式脫機操作系統(tǒng) ? TRANSYT(Traffic Network Study Tool) “交通網(wǎng)絡研究工具”。是 英國 交通與道路研究所 (TRRL)于 1966年提出的 脫機優(yōu)化 網(wǎng)絡信號配時的一套程序。最新版本是 11版。 ? 美國： TRANSYT7F ? 法國：將 TRANSYT改為 THESEE和 THEBES型 ? TRANSYT是一種脫機操作的定時控制系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由仿真模型及優(yōu)化兩部分組成。 網(wǎng)絡幾何尺寸及網(wǎng)絡交通流信息 初始信號配時 仿真模型 網(wǎng)絡內(nèi)的延誤及停車次數(shù) 新的信號配時 優(yōu)化數(shù)據(jù) 優(yōu)化過程 最佳信號配時 性能指標 PI 周期流量圖 TRANSYT 基本原理圖 156 TRANSYT仿真模型的幾個主要環(huán)節(jié) ? 1）交通網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖式： 節(jié)點和連線來抽象網(wǎng)絡 ? 2）周期流量變化圖式 ? 3）車流在連線上運行狀況的模擬 ? 為描述車流在一條連線上運行的全過程，TRANSYT使用了如下的周期流量圖式： ? （ 1）到達流量圖式（“到達”圖式） ? （ 2）駛出流量圖式（“駛出”圖式） ? （ 3）飽和駛出圖式（“滿流”圖式） ? 車流運行過程中的車隊離散特性： 曲線擬合參數(shù)）平均行程時間（車隊在連線上行駛時的離散平滑系數(shù)式中：??????basTFTtbtaF,1把上游連線“駛出”圖式上的每一縱坐標值乘以 F即可得到下游停車線的“到達”圖式。 綜上所述，不難推算出第 i個時段內(nèi)被阻于停車線的車輛數(shù) mi。 輛）。的車輛數(shù)個時段內(nèi)被阻于停車線在第得；（輛），由飽和圖式求個時段內(nèi)放行的車輛數(shù)在第得；（輛），由到達圖式求個時段內(nèi)到達的車輛數(shù)在第的車輛數(shù)（輛）；個時段內(nèi)被阻于停車線在第式中：(1)]0(),m a x [ (11??????????imiSiqimSqmmiiiiiiii 于是便可求得第 i個時段內(nèi)駛離連線的車輛數(shù)： ni=mi1+qimi 式中： ni 第 i個時段內(nèi)駛離連線的車輛數(shù)（輛） 由 ni便可建立其連線的 駛出 圖式，并由此推算下游連線的“到達”、“滿流”和“駛出”圖式，依此類推。 4. 車輛延誤時間的計算 TRANSYT計算的車輛延誤時間是 均勻到達延誤 、隨機延誤 與 超飽和延誤 之和。 TRANSYT計算的停車次數(shù)，也分成均勻到達停車次數(shù)、隨機停車次數(shù)及超飽和停車次數(shù)三部分。 159 二、優(yōu)化 ? TRANSYT將仿真所得的 性能指標 (PI)送入優(yōu)化程序， 作為目標函數(shù) ； ? 以網(wǎng)絡內(nèi)的 總行車油耗 或 總延誤時間以及停車次數(shù)的加權(quán)和 作性能指標； ? 用 “爬山法”優(yōu)化 ，產(chǎn)生較之初始配時更為優(yōu)越的新的信號配時； ? 把新的信號配時再送入仿真部分，反復迭代，最后取得 PI值達到最小 標準時的系統(tǒng)最佳配時。 160 TRANSYT優(yōu)化的主要環(huán)節(jié) ? （ 1）以 適當?shù)牟骄?調(diào)整交通網(wǎng)上某一個交叉口的綠時差，計算性能指標 PI。 （ 2）若 小于 初始方案的 PI，說明調(diào)整方向正確，繼續(xù)調(diào)整，直到獲得 最小的 PI為止。