城市交通控制与诱导协调模式的系统分析.pdf

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1、第6卷第3期管理科学学报Vol.6No.32003年6月JOURNALOFMANAGEMENTSCIENCESINCHINAJun.,2003¹城市交通控制与诱导协调模式的系统分析马寿峰,李艳君,贺国光(天津大学管理学院系统工程研究所,天津300072)摘要:交通信号控制系统与车辆路线诱导系统是城市交通流在线管理的两种主要方式.文章从控制与诱导的工作原理出发,从控制与诱导的时空特性、实现的目标、完成的功能和输入输出等多方面,分析了二者进行协调的必要性,论述了二者之间存在的多层次的关联,提出了控制与诱导

2、之间可能的协调模式,并对决定二者协调模式的相关因素进行了分析.关键词:交通控制;车辆路线诱导;协调;智能交通系统中图分类号:U121文献标识码:A文章编号:1007-9807(2003)03-0071-080引言系统、交通诱导系统的机理上分析两者之间的各种相互关联,研究二者协调关系的文献所见并不多.本文首先从UTCS和VRGS的工作原理出发分智能交通系统(intelligenttransportationsystem,析二者的时空特性,指出了二者进行协调的必要ITS)是近年来兴起的运用各种先进的技术手

3、段解性,分析了UTCS和VRGS之间存在的多层次的关决交通问题的综合系统.城市道路的交通流实时联,提出了控制与诱导之间可能的协调模式,并对管理是智能交通系统研究和应用的重要内容之协调内容和决定二者协调模式的相关因素进行了一.ITS中城市交通的在线管理主要是由实时的分析.交通信号控制系统(urbantrafficcontrolsystem,UTCS)和车辆路线诱导系统(vehiclerouteguidancesystem,VRGS)来完成的.从智能交通系统整体的1交通流及UTCS和VRGS的时观点出发,

4、UTCS与VRGS是相互联系的,它们之空观间的运行不应当是孤立的,存在某种方式的协调.只有这样,才能保证城市交通在线管理的高效性.康德哲学认为,宇宙本体之下最基本的范畴交通诱导往往以动态交通分配为理论基础,是时间和空间,时间和空间是描述任何客观事物交通控制和诱导的协调研究与交通控制与交通分存在的不可缺少的两个方面,二者紧密联系才能配的结合研究存在着密切的关系.而最早对后者全面地刻画出该事物的特性、所处的环境以及运[1][2]进行研究的是英国的Allsop,Macher和Mkcelik动变化规律.[3]

5、和美国的Gartner.近几年来,随着对动态交通分城市交通流分布在城市道路网络中的各条具配研究的不断深入,对分配与控制的结合越来越体的道路上,不同路段、不同路口的交通流的流受到各国学者的重视,有一些有关控制与诱导结量、速度都不相同,说明交通流的特性与其所在的[4~8]合的模型与算法的文章发表.空间位置密切相关.空间位置相同的交通流,由于但是这些研究往往局限于控制与分配相结合不同时间段的交通出行的特征、规律不同,导致该的某一种算法以及模型的求解,对于从交通控制处交通流在不同的时间具有不同的特性和规律.¹

6、收稿日期:2001-12-20;修订日期:2003-04-12.基金项目:国家自然科学基金资助项目(70001003).作者简介:马寿峰(1965)),男,回族,天津人,博士,副教授.)72)管理科学学报2003年6月首先,考察交通流的重要指标和参数,都是与作为控制的执行设备,通过信号灯色的改变,控制交通流的时间、空间密不可分的,记录了其某一侧车流在路口交通流的运动.虽然目前可以采取的面的特性.流量、速度、密度之间的相互关系式(1)交通控制方式和方法很多,但是无论何种方式,其表示的就是交通流时空参数之

7、间的定量关系,是主要手段都是对已经产生的将要通过某个路口的标定交通流时空特性的方式之一.车辆进行控制,改变不同方向的车辆通过路口的q=Q#v(1)时间,从而使车流量在网络上的时间分布发生变式中:Q)))交通密度,q)))交通流量;化,以减少路口内的交通流的冲突,提高现有道路v)))速度.的通行能力.这种对路网上已经发生的交通流量其次,描述交通流运动、变化的各类交通流模的时间分布进行的直接调整是交通控制的本质特型也都是反映了交通流的时间和空间的相互关征.因此,城市交通信号是从时间上对道路交通流系.如微观

8、交通流模型中的跟驰模型(2):进行管理.n+1(t+S)=x&n+1(t+S)=路线诱导是对网络上已经或即将发生的具有意向性(方向性)即驶往特定目的地的交通流,在1[xÛn(t)-Ûxn+1(t)](2)S连接其出行起点和终点的各条路径上的数量分布其中:xi(t))))t时刻第i辆车的位置;进行调整,通过改变行驶在不同路径上的车辆数,i(t))))t时刻第i辆车的加速度;S)))第n+达到网络流量均衡的优化目标,即对路网上未来1辆车的司机对第n辆车速度变