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基本信息

項目名稱:
基于雙相因素控制的城市交叉路口交通協調控制方法
小類:
機械與控制
簡介:
基于雙相因素控制的城市交叉路口交通協調控制方法是將交通流量、交叉路段長度雙相因素考慮到城市交叉路口交通信號燈控制系統中。該方法控制下的交通信號燈可以隨交通流量的大小而變化紅綠控制時間,更好的適應道路的實際情況,對當地交通情況進行控制。另一方面,提出將交叉路段長度作為一固定參數編入交叉路口交通信號燈的控制程序,從而做到每個交叉路口都有適用于自身的交通信號燈控制系統,解決不同交叉路口相同控制。
詳細介紹:
多年以來,隨著公路工程的發展,交通燈除拍照等交通管理的改良對于交通控制并沒有相應的改進。現今城市道路通行已面臨諸多弊端。經調查分析,我們了解到,現行廣泛使用的交通燈控制系統是基于車流量的概率統計分析,通過蘑菇算法進行編程,定時控制交通信號燈的紅綠變化,該方法難以滿足不斷增長的交通需求,導致交通高峰期堵車現象日益嚴重、交通空閑時段車輛滯留,通行能力低下。 本文提出的基于雙相因素控制的城市交叉路口交通協調控制方法是將交通流量、交叉路段長度雙相因素考慮到城市交叉路口交通信號燈控制系統中。于交通信號燈上安裝圖像分析系統,當交叉路口起二百米范圍內,車輛到達某一限值時交通信號燈轉變紅燈,當車輛數目小于某一限值時交通信號燈轉變為綠燈。該方法控制下的交通信號燈可以隨交通流量的大小而變化紅綠控制時間,更好的適應道路的實際情況,對當地交通情況進行控制,并且可以避免車輛較少時,道路上行駛的汽車仍需等待路燈變化的情況,從很大程度上減少了能源的消耗,以及尾氣的排放,是從根本上做到節能減排。另一方面,將交叉路段長度這一因素考慮到交通信號控制中,我們通過仿真實驗分析得出交叉路段長度與交通量及行程時間的關系,提出將交叉路段長度作為一固定參數編入交叉路口交通信號燈的控制程序,從而做到交通信號燈可以“因地制宜”每個交叉路口都擁有適用于自身的交通信號燈控制系統,從而解決不同交叉路口相同控制,交通效率低下的問題。

作品專業信息

撰寫目的和基本思路

隨著我國經濟的發展,各級公路交通量與日俱增,城市道路交通控制面臨巨大壓力。 傳統交通信號燈定時定點的變化已很難滿足各城市主干路的通行需求。基于此現實情況,我團隊經實踐分析提出將交通流量、交叉路段長度雙相因素考慮到城市交叉路口交通信號燈控制系統的想法。通過該雙相因素對交通燈的協調控制可以靈活控制交叉路口交通情況,從一定程度上減輕公路通行壓力,減少能源的消耗。

科學性、先進性及獨特之處

基于雙相因素控制的城市交叉路口交通協調控制方法是將交通流量、交叉路段長度雙相因素考慮到城市交叉路口交通信號燈控制系統中。該方法控制下的交通信號燈可以隨交通流量的大小而變化紅綠控制時間,更好的適應道路的實際情況,對當地交通情況進行控制。另一方面,提出將交叉路段長度作為一固定參數編入交叉路口交通信號燈的控制程序,從而做到每個交叉路口都有適用于自身的交通信號燈控制系統,解決不同交叉路口相同控制。

應用價值和現實意義

基于交通流量和交叉路段長度雙相因素控制的城市交叉路口交通協調控制方法可以更好的適應道路的實際情況,對當地交通情況進行控制;做到交通信號燈可以“因地制宜”每個交叉路口都擁有適用于自身的交通信號燈控制系統,從而解決不同交叉路口相同控制,交通效率低下的問題。可以避免車輛較少時,道路上行駛的汽車仍需等待路燈變化的情況,從很大程度上減少了能源的消耗,以及尾氣的排放,是從根本上做到節能減排。

學術論文摘要

在分析城市道路交通信號燈控制歷史、現實使用狀況的基礎上,提出了基于交通流量、交叉路段長度雙相因素控制的城市交叉路口交通協調控制方法。在多交叉路段的調查分析中以車輛平均延誤為目標,通過交通流量與交叉路段長度雙相協調機制,實現城市交通區域交叉路口交通信號燈控制的智能協調與優化,提高交叉路口的車輛通行效率,減少車輛延誤。通過實地調查的統計分析和仿真實驗,與定時控制相比,該方法使車輛的平均延誤明顯減小。

獲獎情況

鑒定結果

論文中提出的基于交通流量和交叉路段長度雙相因素控制的城市交叉路口交通協調控制方法具有創新性,想法于現實生活中的大規模實現具有可行性,如能做出產品并予以推廣,相信會很大程度提高交通及環境質量。

參考文獻

李央、唐錢龍 城市道路平面交叉口交通問題的探討 北京工商大學 城市道路區域交通信號控制系統的設計與實現 關樸芳 王進華 城市交通控制系統的簡介與發展 黃艷國 羅強 許倫輝 基于多智能體的城市交通區域協調控制方法 畢海濱 交通信號控制系統的現狀與發展對策

同類課題研究水平概述

英國TRANSYT交通信號控制系統:TRANSYT系統是目前最成功的靜態系統,但 其缺點很明顯:計算量大,在大城市中這一問題尤為突出;不對周期進行優化,故很難獲得整體最優配時方案;它是離線優化,需要大量的路網幾何、交通流數據,需要花費大量的人力、物力、財力。 英國SCOOT系統:SCOOT的模型與優化原理與TRANSYT相仿,不同的是SCOOT為方案生成的控制系統,是通過安裝在交叉口每條進口車道最上游的車輛檢測器所采集的車輛信息,進行聯機處理,從而形成控制方案,并能連續實時調整周期、綠信比和相位差來適應不同的交通流。SCOOT系統的不足是:相位不能自動增減,任何路口只能有固定的相序;獨立的控制子區的劃分不能自動完成,只能人工完成;安裝調試困難,對用戶的技術要求過高。 國內應用和研究城市交通控制系統的工作起步較晚,20世紀80年代以來,國家一方面進行以改善城市市中心交通為核心UTSM(urban t raffic sys2tem manage)技術研究;另一方面采取引進與開發相結合的方針,建立了一些城市道路交通控制系統。以北京、上海為代表的大城市,交通控制系統主要是簡易單點信號機、SCOOT系統、TRANSYT系統和SCATS系統其中幾個結合使用;而如湘潭、岳陽等國內中小城市,交通控制系統主要還是使用國產的簡易單點信號機和集中協調式信號機。交通控制所采用的國產的簡易單點信號機和集中協調式信號機雖然取得了一些效果,但交叉路段長度、車流量增加速率等實際情況決定了需要對這些系統進行改進。
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