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智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)及控制策略淺談

2017-10-23 02:53王東宇魯長柱身份證號(hào)40599000856身份證號(hào)45498965635
新商務(wù)周刊 2017年10期
關(guān)鍵詞:交通信號(hào)交通流量綠燈

文/王東宇 魯長柱,.身份證號(hào):40599000856;.身份證號(hào):45498965635

智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)及控制策略淺談

文/王東宇1魯長柱2,1.身份證號(hào):410521199001081516;2.身份證號(hào):411524198911265635

隨著我國社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城市化、自動(dòng)化進(jìn)程的加快,我國機(jī)動(dòng)車輛擁有量及道路交通量急劇增加。交通擁擠的加劇不僅造成巨額的經(jīng)濟(jì)損失,而且將會(huì)導(dǎo)致交通事故的增加和環(huán)境污染的加劇。智能交通系統(tǒng)是解決交通擁堵問題的重要途徑,城市交通信號(hào)控制是當(dāng)前控制領(lǐng)域和交通工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一,也是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分。本文從智能交通控制系統(tǒng)的內(nèi)容入手,著重提出交通控制的方法策略,以期為各位讀者朋友提供參考。

智能交通信號(hào);控制系統(tǒng);線控調(diào)控

1 前言

加強(qiáng)對(duì)于智能交通信號(hào)的控制系統(tǒng)及其控制策略的研究,不僅對(duì)于直接提高交通服務(wù)滿意度有著重大意義,同時(shí)對(duì)于提升公共交通效率,進(jìn)而對(duì)整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與技術(shù)結(jié)構(gòu)朝著更加智能化的道路前進(jìn)也起到巨大作用。因而,只有做好相關(guān)方法探究,并積極地運(yùn)用于實(shí)踐,才能以此滿足社會(huì)發(fā)展的需要。

2 智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)的具體架構(gòu)

在城市交通信號(hào)的控制中主要囊括了交叉路口信號(hào)控制、UTC模型、分布式的數(shù)據(jù)管理、路徑誘導(dǎo)以及UTC集成化控制系統(tǒng)等。簡單來說這些控制內(nèi)容主要有以下幾個(gè)方面:

2.1 關(guān)于智能交通信號(hào)的子系統(tǒng)

智能交通系統(tǒng)中具有復(fù)雜性和系統(tǒng)性, 主要通過多個(gè)子系統(tǒng)間的相互協(xié)調(diào)來完成分布在各個(gè)路段的管控工作。有關(guān)智能交通信號(hào)的控制系統(tǒng)又可以包括了平均車速、交通流量、交通密度、飽和交通流量、通行能力以及交通流量和交通密度之間的關(guān)系。其中,交通流量指的是N輛汽車gn 道路S的比值,交通密度指的是在所考察的區(qū)間內(nèi)車輛數(shù)N同道路長度S間的比值。因而,交通流量同交通密度間的模型關(guān)系則可以表示如下:

上式中:v1——車速(m/s);

p1——車輛阻塞密度(輛/m)。

在通常情況下v1的值是介乎于道路限速和預(yù)計(jì)的車速之間的,而p1的值則主要在115~155 的范圍之內(nèi)。從式(1)及交通實(shí)踐中不難得出,在道路交通中,交通的密度值越大,其平

均的車速也就越緩慢。據(jù)此,對(duì)于交通流量和交通密度的模型情況進(jìn)行推導(dǎo)則為:

從式(2)中可以看出,交通流量為其密度模型的一支拋物線,在 p 沒有超出其特定范圍時(shí),則q是隨著p值的增大而同步增大的,而當(dāng)p超過特定數(shù)值之后,則q會(huì)隨著P值的增大而逐漸減小,因而只有探求到最為合理的交通密度,才能既保障交通出行的目的,同時(shí)也能夠確保車輛流通速度能夠符合要求。

2.2 關(guān)于點(diǎn)控制的相關(guān)內(nèi)容

在單一的十字路口中會(huì)由交通信號(hào)來控制車流,這既可以對(duì)地域相對(duì)孤立偏僻的郊區(qū)或其他平面路口的交通信號(hào)完成較好的控制管理,同時(shí)也能夠是吸納線性、面性的多方位控制效果,從捕捉到的信息內(nèi)容中進(jìn)行分析,從而得出具體管控方案。從實(shí)施情況上來看,我國在單一的路口環(huán)境中的調(diào)整策略具有定時(shí)性,并且這種調(diào)控沒有主次分別,所以這也會(huì)導(dǎo)致不論實(shí)際交通情況出現(xiàn)什么變化,而交通信號(hào)始終是恒定的,從而不能滿足社會(huì)發(fā)展與人們實(shí)際出行的需求。由此,智能型的交通信號(hào)燈則顯得尤為重要。簡單來說該控制系統(tǒng)則能在一定的周期范圍內(nèi),智能信號(hào)燈可以根據(jù)不同的車流、人流狀況,從而對(duì)信號(hào)燈情況做出調(diào)整,增加綠色信號(hào)等比重與單一路口相位數(shù)等,一般情況下這種周期時(shí)長應(yīng)在低于36s或是超出150s的情形下完成。

3 智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)的控制策略

智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)的具體控制策略,簡要概括起來主要包含以下方面的內(nèi)容:

3.1 關(guān)于智能信號(hào)燈的控制策略

(1)在有車輛駛來的情況下,不論次路是否有車,則調(diào)控的策略如下:當(dāng)智能系統(tǒng)檢測到前方有車輛行駛過來時(shí),則主路為綠燈;當(dāng)主路有連續(xù)車輛經(jīng)過時(shí),主路為繼續(xù)路燈,在綠燈時(shí)間達(dá)到最大值時(shí)這時(shí)可變換為次路綠燈; 當(dāng)次路上的綠燈信號(hào)時(shí)間超多最小時(shí)長時(shí),應(yīng)改變?yōu)橹髀肪G燈;當(dāng)主路有連續(xù)車輛并且達(dá)到最小的綠燈時(shí)長后,則次路綠燈通行。

(2)在主路沒有車輛而次路駛來車輛的情況下,主要調(diào)控方式主要為:當(dāng)次路出現(xiàn)車輛而主路沒車的情況下,次路應(yīng)當(dāng)為綠燈;當(dāng)主路駛來車輛,而次路已達(dá)到綠燈最小時(shí)長時(shí),則主路為綠燈,反之則次路綠燈;而在主路沒有車輛行進(jìn)次路已經(jīng)達(dá)到最小的綠燈時(shí)間時(shí),則主路為綠燈,反之則次路繼續(xù)轉(zhuǎn)為綠燈。

3.2 關(guān)于綠燈時(shí)間的最小與最大化的設(shè)計(jì)

通常情況下要結(jié)合行人與非機(jī)動(dòng)車的情況進(jìn)行考慮,舉例來說,設(shè)次干路的道路車道是x,而主干路的車道數(shù)目為nx,個(gè)人的步行速度是v,單行車道的寬度為H,交通信號(hào)燈的周期時(shí)間值為T,則有以下表示:

最小的綠燈時(shí)間:t1=nxH/v(3)

最大的綠燈時(shí)間:t2=T-t 1(4)

3.3 從線控的方向?qū)煌ㄐ盘?hào)進(jìn)行調(diào)控

線控方式即為“綠波帶”控制,指的是在具體某路段中,車輛是以一定速度行駛著的, 假設(shè)在前行的第一個(gè)道路口便遇到了紅燈,則之后的路口便會(huì)全部遇到綠燈。假設(shè)在第一個(gè)道路口遇到的是綠燈,那么隨后車輛所經(jīng)過的路口則也為綠燈,這樣的調(diào)控方式使得駕駛者仿佛是行進(jìn)在綠色的道路之中。在高速公路上,當(dāng)既沒有交通信號(hào)控制也沒有交匯的道路口時(shí),則需要對(duì)單一的十字路口、高速路口以及其他交叉路口的車輛狀況與通行能力分別展開詳細(xì)分析。

4 結(jié)語

綜上所述,隨著城市的現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快,交通擁堵已經(jīng)成為一項(xiàng)嚴(yán)重的社會(huì)問題,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致交通癱瘓或是交通事故的頻發(fā),而引入先進(jìn)的智能交通信號(hào)控制則成為了緩解交通現(xiàn)狀的有效手段。據(jù)此,本文對(duì)智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)以及其控制策略所做出的分析具有十分深刻的現(xiàn)實(shí)意義。

[1]黃晶晶,陶元芳.智能交通信號(hào)控制調(diào)控策略探討[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2014.

[2]宋頂利,張 昕.城市交通樞紐智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國高新技術(shù)企業(yè), 2015.

[3]楊文臣,張 輪,施弈騁.智能體技術(shù)在城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)中應(yīng)用綜述[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版),2014.

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