浅析智能交通信号控制系统设计相关问题

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【摘要】：对于智能交通信号控制系统的设计目标和需求要明确，科学的选用不同的设计系统，为交通安全提供可靠的的保障。

【关键词】：智能；交通；控制系统；设计

中图分类号： TL503.6 文献标识码： A 文章编号：

前言

交通安全离不开交通信号控制系统，本文详细的介绍了智能交通信号控制系统的概念，设计目标及需求，并研究了不同类型的设计系统。

一、智能交通信号控制系统的核心

智能交通信号控制系统的核心是控制模型算法软件，是贯穿规划设计在内的信号控制策略的管理平台，体现着交通管理者的控制思想，它包括信号控制系统将起到的作用和地位。

目前，国内外已应用的信号控制系统大多是以优化定周期方案、优化路口绿信号配比以及协调相关路口通行能力为基础的，是根据历史数据和自动检测到的车流量信息，通过设置的控制模型算法选取适当的信号配比控制方案，是被动的控制策略。

应用较多的核心软件即效益指标优化模型的是英国运输和道路研究所（TRRL）研制的SCOOT系统（Split Cycle Offset Optimization Technique）和澳大利亚悉尼为应用背景开发的SCATS系统(Sydney Coordinated Adaptive Traffic System),他们是动态的实时自适应控制系统的早期代表，也是未来一个时期交通信号控制系统智能化发展的开发基础。

随着网络技术的发展，交互式控制策略使信号控制由感控到诱导实现了真正的智能，交通信号控制系统不仅可以检测到车流量等交通信息参数，调控路口绿信号配比，变化交通限行、禁行等指路标志，还可以根据系统联接的数据仓完成与交通参与者之间的信息交换，向交通参与者显示道路交通信息、停车场信息，提供给交通参与者合理的行驶线路，以达到均衡道路交通负荷的主动的控制策略。

尤其重要的是计算机网络技术和数字化使数据传输和信息利用得到了可靠保证。可以说，城市道路智能交通信号控制系统是城市道路交通管理随着信息产业技术迅猛发展的综合产物。

二、交通信号控制系统的主要术语和参数

周期：是指信号灯色发生变化，显示一个循环所需的时间，也称周期长，即红、黄、绿灯时间之和。

相位：即信号相位，是指在周期时间内按需求人为设定的，同时取得通行权的一个或几个交通流的序列组。

相位差：具有相同周期长的相关路口，在同方向上的两个相关相位的启动时间差，称为相位差。

绿信比：是指在周期长内的各相位绿灯时间与周期长之比。

饱和流量：是衡量路通流施放能力的重要参数，通常是指一个绿灯时间内的连续通过路口的最大车流量。

流量系数：是实际流量与饱和流量的比值。既是计算信号配时的重要参数，又是衡量路口阻塞程度的一个尺度。

绿灯间隔时间：是指从失去通行权的相位的绿灯结束，到下一个得到通行权的相位绿灯开始所用的时间。

有效绿灯时间：是指被有效利用的实际车辆通行时间。它等于绿灯时间与黄灯时间之和减去头车启动的损失时间。

延误：是指交通冲突或信号控制设施的限制给车辆带来的时间损失。它是计算信号配时和衡量路口通行效果的一个重要参数，也常作为确定信号控制系统性能的重要参量。

三、通信号控制系统的设计步骤和目标。

1、智能交通信号控制系统的分级设计的基本步骤

根据路通流现状和预测进行交通渠化设计分析原始交通流数据，通过仿真模型效验，确定控制模式，进行交通参数设定根据交通渠化设计及控制模式的设计要求完成交通工程设计(包括车辆检测器的检测区定位)根据各个路口配备设备的相关性，完成协调设计确定系统和单点控制的优化目标函数，得出最优信号控制方案配置路口信号控制机的固化基础参量，配置主控中心数据库与数据传输设置

2、交通信号控制系统的设计目标

（一）、完善单点自适应控制技术

对于单个路口，采用自适应控制技术比采用固定配时控制、感应控制技术在减少延误、停车次数、停车率等方面均有明显的优势。

（二）、大力推广线控、绿波带控制

应大力推广、应用交通主干道“线控”技术，不仅可使沿路车辆少遇几次红灯，减少大量车辆的停车次数和延误，并且对于加大城市主干道的交通流量，提高交通运行效率具有重要意义。

（三）、加快发展区域协调控制

作为智能交通系统的核心子系统，交通信号控制系统也是以实现整个城市范围，或区域范围内的交通协调控制，综合运行效率最佳为目标的。特别是对于我国的大型、特大型城市来说，通过交通信号控制系统以及智能交通系统的建设，实现整个城市路网的最大通行效率将是交通管理的长期，重要的目标，这就特别需要发展基于中心区域或整个城市区域的交通信号控制系统。

四、不同类型的智能交通控制系统的设计。

1、 基于多Agent的智能交通控制模型

多Agent系统（MAS）一直是人工智能领域的研究热点，MAS具有主动性、层次性、动态性和可操作性等优点田。在MAS中，协作不仅能提高单个Agent以及由多个Agent所形成系统的整体行为性能，增强Agent与多Agent系统解决问题的能力，还能使系统具有更好的灵活性。国内外研究表明。与传统建模方法（如还原论方法、归推理方法等）相比，MAS建模可以较好地刻画复杂系统特性。MAS建模主要用于表现复杂情况（个体有复杂的、不同的行为，并存在交互），多Agent复杂适应系统的建模是复杂系统建模的一种重要方法，多Agent间的交互和协作是多个Ag-ent个体在开放、动态环境下，在资源有限的情况下实现多个目标的关键。

2、基于无线传感器网的交通信号控制

无线传感网是集计算机、通信、网络、智能计算、传感器、嵌入式系统、微电子等多个领域交叉综合的新兴学科，它将大量多种类传感器节点（传感、采集、处理、收发、网络于一体）组成自治的无线网络，实现对物理世界的动态协同感知。它能实时、动态获得物理世界的传感信息，并且将相关信息与通讯主干网融合，实现了现有的计算机网络虚拟世界向真实物理世界的延伸，改变了人类和自然界交互的方式。

结束语

智能交通信号控制系统的设计要切合实际，根据不同的路段，人流量等情况，科学的选用相应的控制系统，构建和谐交通，减少交通事故的发生，保障人们的出行安全。

【参考文献】

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