智能运输系统概论00004).ppt

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1、智能运输系统概论（第三版）普通高等教育“十一五”国家级规划教材21世纪交通版高等学校教材杨兆升于德新主编史其信高世廉主审目录第11章先进的公共交通系统第12章先进的交通管理系统第13章城市交通信号控制系统第14章电子收费系统第15章高速公路交通事件管理系统第16章应急指挥调度系统第17章智能车辆与自动驾驶系统第18章交通需求管理第19章智能运输系统标准化第20章ITS评价第13章城市交通信号控制系统概述13.1TRANSYT系统13.2SCATS系统13.3SCOOT系统13.4新一代智能化交通控制系统13.5其他的交通信号控制系统13.613.1概述用信号方式控制交通流的思想最早诞生于1

2、9世纪。根据英国学者韦伯思（EVWebster）和柯布（B.M.Cobber）的著作记述，英国于1868年在伦敦威斯脱敏斯特（Westminster）安装了一种红绿两色臂板式燃汽信号灯；1917年美国盐湖城出现了人工操作的信号灯；1926年，英国人首次安装和使用自动化的控制器来控制交通信号灯；1928年，美国研制了世界上第一台感应式信号机，首次实现了根据交通流而自行调整交通信号时间。加拿大多伦多市于1963年建成了世界上第一个利用计算机进行集中协调感应控制的交通信号控制系统。13.1概述交通控制技术和相关控制算法的发展，逐渐改善了控制的安全性、有效性及对环境的影响。交通信号机由手动到自动，

3、交通信号由固定周期到可变周期，系统控制方式由点控到线控和面控，从无车辆检测器到有车辆检测器，交通信号控制经历了近百年发展历史。交通信号控制系统作为智能运输系统（ITS）重要的子系统，在城市交通管理建设中起着越来越重要的作用。目前比较有代表性的城市交通控制系统有英国的TRANSYT系统、SCOOT系统、澳大利亚的SCATS系统、美国RHODES系统和日本的VICS系统等。第13章城市交通信号控制系统概述13.1TRANSYT系统13.2SCATS系统13.3SCOOT系统13.4新一代智能化交通控制系统13.5其他的交通信号控制系统13.613.2TRANSYT系统TRANSYT（Traff

4、icNetworkStudyTools）是用作信号控制网协调配时设计的一项先进技术，是英国道路研究所花费近10年的时间研制成功的控制系统。后经专利转让，各国对TRANSYT进行了不断改进，美国已经发展到了TRANSYT-7F，英国也已发展到TRANSYT-8型。TRANSYT的原意是“交通网研究方法”，是目前世界各国流传最广，应用得最普遍的一种协调配时方法。TRANSYT是一种脱机操作的定时控制系统，系统主要由仿真模型及优化两部分组成，基本原理如图。TRANSYT基本原理图13.2TRANSYT交通网络结构图示TRANSYT把一个复杂的交通网简化成适合数学计算的图示，这个图示由“节点”和“

5、节点”之间的“连线”组成。在网络结构上，每个“节点”代表一个有信号灯控制的交叉口；每一条“连线”表示一股驶向下游一个“节点”的单向车流。网络结构图上还应标出所有节点和连线的编号，以折算小客车为单位标出平均小时交通量以及转弯交通量的大小。仿真模型13.2TRANSYT系统交通网络结构图示1）周期流量变化图示纵坐标表示交通量，横坐标表示时间的交通量在一个周期内随时间变化的柱状图。2）车辆在连线上运行状况的模拟为描述车流在一条连线上运行的全过程，TRANSYT使用如下三种周期流量图示：到达流量图示驶出流量图示饱和驶出图示仿真模型13.2TRANSYT系统交通网络结构图示罗宾逊方法建立了下游某一段

6、面上的车辆到达率与上游断面上的车辆驶出率之间的数学关系，为使用上游连线的驶出流量图式来推算下游连线的到达流量图示提供了一个实用计算公式，如式13-1所示：式中：——第个时间间隔内下游断面的车辆到达率；——第个时间间隔内上游断面车辆驶出率；仿真模型13.2TRANSYT系统交通网络结构图示——0.8倍车辆从上游断面行驶到下游断面的平均行驶时间所对应的时间间隔数；——车流在运动过程中的车流离散系数，可由公式13-2给出。可推算，第i个时间间隔内被阻滞于停车线的车辆数应满足：式中：仿真模型13.2TRANSYT系统交通网络结构图示——第个时间间隔内被阻滞于停车线的车辆数；——第个时间间隔内到达停

7、车线断面的车辆平均到达率，可由到达流量图示求得；——第个时间间隔内车流通过停车线断面的最大车辆平均驶离率；——时间间隔大小。由13-3式可以推知，在第i个时间间隔内驶出停车线的车辆数与驶出率为：仿真模型13.2TRANSYT系统交通网络结构图示由此可见，根据上游交叉口相关连线的到达流量图示与饱和驶出流量图示，按照已知的各流向流量百分比，便可以得到下游交叉口上游断面的驶出流量图，再利用罗伯逊方法又可得到下游交叉口的到达流量