城市智能交通控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)

區(qū)域交通信號(hào)控制的對(duì)象是城市或某個(gè)區(qū)域中所有交叉口的交通信號(hào)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、優(yōu)化方法、自動(dòng)控制和車輛檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，人們研究把一個(gè)城市區(qū)域內(nèi)或一個(gè)局部小區(qū)內(nèi)所有交叉口的交通信號(hào)聯(lián)合起來綜合加以協(xié)調(diào)控制，以使得區(qū)域內(nèi)的車輛在通過某些交叉口時(shí)所產(chǎn)生的總損失最小。在這種控制方式下，交通信號(hào)機(jī)將交通量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地通過通信網(wǎng)傳至上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)路網(wǎng)交通量的實(shí)時(shí)變化情況，按一定時(shí)間步距不斷調(diào)整正在執(zhí)行的配時(shí)方案。上位計(jì)算機(jī)同時(shí)控制一個(gè)城市區(qū)域中的多個(gè)交叉路口，實(shí)現(xiàn)區(qū)域中交叉口之間的統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理，提高路網(wǎng)的運(yùn)行效率。通過這種控制方式，容易實(shí)現(xiàn)交通路網(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)度與優(yōu)化管理。區(qū)域信號(hào)協(xié)調(diào)控制配時(shí)優(yōu)化的設(shè)計(jì)如圖2所示。

3．2 按控制方式劃分
按控制方式可以把城市道路交通控制分為定時(shí)控制、感應(yīng)控制、自適應(yīng)控制和智能控制幾種類型。
(1)定時(shí)控制
定時(shí)控制方式以歷史交通流數(shù)據(jù)為依據(jù)，找出每個(gè)日／周和時(shí)間段的不同交通流變化規(guī)律，用人工方法或計(jì)算機(jī)仿真等手段預(yù)先準(zhǔn)備好不同日／周和不同時(shí)間區(qū)段內(nèi)使用的配時(shí)方案，它屬于開環(huán)控制，不易根據(jù)車流狀況實(shí)時(shí)調(diào)整控制方案。由于定時(shí)控制對(duì)交通信號(hào)機(jī)的要求低，無(wú)需實(shí)時(shí)交通量的檢測(cè)，因而仍然是目前城市道路交通系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛的一種控制策略。
(2)感應(yīng)控制
感應(yīng)控制的原理是根據(jù)車輛檢測(cè)器測(cè)量的交通流數(shù)據(jù)調(diào)整相應(yīng)的綠燈時(shí)間的長(zhǎng)短和時(shí)間順序，以適應(yīng)交通流的隨機(jī)變化。這種方式比定時(shí)控制有更大的靈活性。
(3)自適應(yīng)控制
自適應(yīng)控制是根據(jù)檢測(cè)到的有關(guān)道路交通信息，并基于預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)到的未來交通需求，從系統(tǒng)信號(hào)配時(shí)方案庫(kù)中選擇相應(yīng)的優(yōu)化方案，或?qū)崟r(shí)計(jì)算產(chǎn)生相應(yīng)的優(yōu)化控制方案實(shí)現(xiàn)交通自動(dòng)控制。
(4)智能控制
嚴(yán)格意義上講，智能控制不僅僅是交通信號(hào)的控制，而是整個(gè)交通系統(tǒng)的控制，即智能交通系統(tǒng)。智能交通系統(tǒng)是交通控制的最高層次，它將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、檢測(cè)傳感技術(shù)、自動(dòng)控制理論、運(yùn)籌學(xué)、人工智能和計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)等一系列高新技術(shù)綜合運(yùn)用于交通運(yùn)輸各個(gè)子系統(tǒng)，從而建立起一種大范圍、全方位發(fā)揮作用的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的交通運(yùn)輸綜合管理體系。智能交通系統(tǒng)把人、車、路和環(huán)境等交通運(yùn)輸系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)整合，從而使車、路的運(yùn)行功能一體化和智能化。智能交通系統(tǒng)是解決交通問題的必由之路，安全、高效、環(huán)保、低耗、快捷、舒適的綠色交通是智能交通的發(fā)展方向。