区域信号协调控制

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1、区域信号协调控制主要内容一、概述二、固定式脱机控制系统三、SCATS控制系统四、SCOOT系统五、RHODES系统区域交通信号控制（简称面控制）系统的控制对象是城市或某个区域中所有交叉口的交通信号。控制区域内各受控交通信号都受中心控制室的集中控制。对较小的区域，可以整个区域集中控制；范围较大的区域，则需分区分级控制。分区的结果往往成为一个由几条线控系统组成的分级集中控制系统，这时，可以认为各线控系统是面控系统中的一个单元；有时分区还会成为一个由点、线、面控制的综合性分级控制系统。城市区域交通信号的控制通常基于这样一个事实：在一个区域或整个城市范围内，一个路口交通信号的调整

2、将会影响相邻路口的交通流；而相邻路口交通信号的改变也会影响本路口的交通状况。因此，从整个系统的战略目标出发，根据交通量检测数据，协调区域内各路口的交通信号配时，必然能够取得整体最优的效果。而这种效果是交通信号单点控制所不能获得的。一、概述（一）概念1.控制对象：城市或某区域中所有交叉口的交通信号。通常设立控制中心进行监控，是单点控制与干线控制的结合2.控制特点（1）便于整体监视和控制（2）因地制宜选择合适的控制方法（3）有效、经济地选择设备1.按控制策略分（1）定时式脱机操作控制系统（TRANSYT）利用已有的交通量统计数据进行脱机优化处理，得出最优配时方案，然后存入信号

3、机或控制计算机内，对整个区域实施控制。该系统只有在网络交通条件发生重大变化，信号配时方案不能满足要求时，才重新对整个网络进行一次交通量数据采集、处理，进而更新信号配时方案。很显然，离线控制系统简单、可靠，但不能及时响应交通流的随机变化，因此当交通量数据过时后，控制效果明显下降。一、概述（二）分类（1）1.按控制策略分（2）响应式联机操作控制系统通过路网上的车辆检测器，实时采集交通量数据，进行交通模型辨识，进而可得到与配时参数有关的优化问题，在线求解该问题即获得配时方案，然后对区域内的交通信号实施控制。在线控制系统能够及时响应交通流的随机变化，控制效果好，但控制结构复杂，系

4、统维护困难。一、概述（二）分类（2）2.按控制方式分（1）方案选择式（SCATS）通常要根据不同的交通流，事先求解出各种配时方案，存储在中心计算机内，系统运行时按实时采集的交通量数据，选取最适用的配时方案，实施交通控制。（2）方案生成式（SCOOT）根据实时采集的交通量数据，在线算出最优控制参数从而形成配时方案。一、概述（二）分类（3）（1）集中式控制：多个区域由一个中心控制优点：研制与维护方便；所需设备较少，维修方便。缺点：通信复杂，存储数量大。考虑因素：需要监视和控制的实时单元的数量；分配数据和指令所需通信线路的费用；可选用的控制方法和执行能力的灵活性。一、概述3.按

5、控制结构分（二）分类（4）（2）分层式控制第一层：（微观层）交叉口层，一般由信号机控制功能包括：监视设备故障；收集检测数据（时间占有率、流量、速度等）；上传分控中心；接受下达的指令并执行（或人工干预）。第二层：（中观层）分控中心功能包括：接受信号机上传数据并上报中控中心；形成方案并下达信号机执行。一、概述3.按控制结构分（二）分类（5）第三层：（宏观层）中央控制中心功能包括：监视整个系统的运行；宏观交通管理和决策（根据交通强度作出不同的控制决策）；下达特殊方案分层控制的优缺点优点：减少通信费用；可靠性较高（可降级处理）；处理实时单元的容量较大；控制方法较灵活缺点：投资高；

6、设备维护复杂；控制程度复杂一、概述（二）分类（6）1.控制性能的发展性：在这种大的控制系统的建设中，要有次序地把现有的定周期式信号机更换为面控系统。尽量使控制机能引入新的研究成果，而不致改变原来的机器构成即尽量利用老的信号机。2.控制范围有扩大的可能性：随着城市的发展，城市规模的扩大，必须有可能扩大控制范围，以扩大中央控制室的作用。一、概述（三）采用区域控制系统应考虑的事项3.高度的可靠性：所有机器要有高度的可靠性，即系统中的一部信号机发生故障，系统中其他信号机不会出现异常，整个系统仍能照常工作，且能早期发现而予以修复。4.使用方便：随交通状况的变化，对机器控制的内容及机

7、器动作的监视和变更更要比较容易，如出现暂时性异常时，亦能及时处理5.在我国现实交通条件下，还必须考虑自行车交通的合理处理。一、概述（三）采用区域控制系统应考虑的事项一般来说，城市区域内各交叉路口处的交通流是相互关联的，某些情况下，提高某一交叉口的通行能力或减少车辆在该交叉口的延误，有可能引起关联路口更多的延误，换句话说：子系统最优并不能保证大系统最优。因此，有理由认为：实施交叉路口间的协调自适应控制能够获得更好的效果。自适应控制是把交通系统作为一个不确定性系统，能够连续测量其状态，如车流量、停车次数、延误时间、排队长度等，逐渐