交通信号控制仿真系统设计

《交通信号控制仿真系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、交通信号控制仿真系统设计摘要:平面交叉口作为城市交通的重要组成部分，其通行能力是解决城市交通问题的关键,而交通信号灯又是交叉路口必不可少的交通控制手段。本文在充分考虑了交通信号控制系统的控制方法的基础上，进行了功能设计以及工作流程的设计，并利用编程语言进行仿真程序设计。关键字：交通信号控制；系统设计；仿真1引言随着我国城市化水平的不断调高，城市交通出行的压力日益严峻，而作为城市交通基本组成部分的平面交叉路口，其通行能力是解决城市交通问题的关键，而交通信号灯又是交叉路口必不可少的交通控制手段。交通信号控制系统是基于先进的的自动化技术和信息技术

2、，并能够针对城市交通管理体制和交通特点提出系统解决方案。通过合理组合系统中的各种设备和控制软件，交通管理者可以根据自己的实际需要，在保证合理投资的基础上，既满足城市当前交通需求，又符合长远发展要求。对于一款比较成熟的交通信号控制系统说:首先应该具有多时段控制功能，即能够根据每个路口各不同时段的交通流量设置各对应时段的控制参数，然后根据信号机的时钟在对应时段的起止时刻自动切换并执行相应方案；其次，应该具有感应控制功能。即当信号机设置为感应控制方式时，感应控制模块能够根据车辆检测单元接收到车辆信号适当延长该相位或放行车道的绿灯时长；第三，应该具

3、备自适应控制能，即根据检测和储存到信号机内的前若干天的历史流量，通过对各不同历史周期内统计得到的交通流量进行加权和平滑，将某些算法模型简化后利用其求解出一组次优控制参数，并进行存储和小步距调整下一周期各相位的绿灯时间；第四，应该具有分时控制功能，与多时段控制相区别的是，多时段控制方式在一天内实际上执行的都是定时控制，只是各定时参数在不同时段不同而已，而分时控制怎可以实现多时段与感应控制的融合（主要解决夜间车辆稀少的最佳控制问题）、多时段与自适应控制的融合、以及多时段与自适应控制、感应控制的融合；第五，具有手动执行功能，即通过友好的人机界面，

4、执勤人员可通过现场设置某一方向或某一车道的单独放行或禁行的功能，放行或禁行的时长同样可通过菜单进行灵活设置；第六，具备绿冲突和模拟运行功能，即当方案设置人员设置的放行方案存在绿冲突时，可根据设置的优先次序对设置方案进行自动修正，并能够对设置方案进行模拟运行，通过人机界面确认设置方案的准确无误；第七，具备同指控中心进行联网通讯的功能，即根据一定的协议，信号机可以接收并执行控制中心发出的所有信号机支持和执行的功能。本文的主要内容是根据各种信号控制方式的工作原理对交通信号控制仿真系统进行功能设计及工作流程设计。2交通信号控制仿真系统功能设计2.1

5、系统简介本系统包括交通信号控制机（客户端）及交通信号控制系统（服务器端）。客户端程序主要的功能是完成对根据交叉口的基本信息如：渠化方案、车道宽度等以及不同时段的交通流量，来完成交通信号配时工作，计算出不同时段的周期时长、绿信比等。服务器端的主要功能包括两个方面，第一，完成对任一交叉口（客户端）的控制功能，如更改配时方案、延长绿灯时长等；第二，协调各个交叉口的信号配时方案，根据路网状况及客户端上传的信号配时信息，完成最终的协调配时方案的确定及发送至各个交叉口。2.2交通信号控制机（客户端）的功能设计客户端的功能设计如上图所示。图1客户端的功能

6、设计客户端的功能设计如上图主要功能分为三个部分：定周期配时方案的生成与管理、多时段交通信号的运行与控制、多交叉口的协调控制。定周期配时方案的生成与管理：系统存储10种交通信号配时方案，如两相位，三相位，四相位等，并且每种配时方案有其适用条件。根据用户自定义交叉口的基本信息，首先筛选可行的配时方案，然后根据不同时段的交通流量，计算各个可行配时方案满足条件的最小的周期，作为此时段的配时方案，并进行存储。根据实际的运行状况可以改变配时方案的参数，如交通量也可以手工的延长某一相位的绿灯时间。多时段交通信号的运行与控制：系统启动时选择与系统时间相适应

7、的配时方案并运行，系统每运行完一个周期会检测是否到达更改相位的时间和条件。客户端的接收到的控制消息可以来自用户客户端的控制请求以及来自网络的服务器端的请求；可以是系统请求也可以是来自用户的请求。控制请求主要包括：全红控制、黄闪控制、延长相位绿灯时间、临时更换相位以及更改配时方案等。控制的具有实时性，能够直接显示控制效果。多交叉口的协调控制：客户端将实时的周期与绿信比所对应的配时方案传送至服务器端，等待接收服务器端的协调控制。接收到协调控制的运行方案后，本地进行运行。2.3交通信号控制系统（服务器端）功能设计服务器端的功能设计如下图所示。图2

8、服务器端的功能设计服务器端的功能主要包括两个部分：单个交叉口运行状态的实时控制、多交叉口的协调控制。单个交叉口运行状态的实时控制：首先，接收来自客户端的相位方案编号、相位时序、周