毕业设计 城市道路交通控制系统.docVIP

前 言 智能交通系统(Intelligent transportation system)是将先进的信息技术、计算机技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术、自动化理论、运筹学、人工智能等有效地综合运用于交通运输、服务控制和车辆制造，加强了车辆、道路、使用者之间的联系，从而形成一种定时、准确、高效的综合运输系统 交通拥挤以及由引起的能源浪费，时间损失，交通安全事故，以及环境问题所造成的巨大损失已经引起了世界各国人民以及政府的高度重视，成为了一个必须解决的问题。其解决交通拥挤的直接办法就是修建更多的路桥来提高其通行能力，然而，城市的空间限制，以及修建路桥巨额的资金的限制，使得这个办法不切实际。因此，只有在现有的道路上通过适当的控制技术来提高交通通行能力。近年来，理论和实际证明，利用先进的控制技术，通信技术等高新技术开发的智能交通系统可以大幅度的提高交通运行效率。是解决交通拥挤的很有效的办法。 随着计算机技术和控制技术的发展，以及各国经济的不断发展，交通管制中心的功能得到了加强，控制手段也是越来越先进，形成了一批高技术有效的城市道路交通控制系统。 交通控制系统可以分成几类。从系统结构与控制方式上分，有集中式计算机控制系统，分布式计算机控制系统和动态控制系统；从控制区域的路网结构上分，有开环网络和闭环网络；从系统功能上，有监视、控制和诱导功能。 集中式计算机控制系统：控制中心的计算机处理整个控制系统搜集的所有信息，并向各个路口发出控制指令。 分布式计算机控制系统：有中央，地区，路口控制三级组成，各个计算机控制自己相应的控制区域，并且执行上一级的控制指令。 动态控制系统：根据检测器实时采集的交通流信息的优化路口信号配时。 当前，世界各国广泛使用的最有代表性的城市道路交通控制系统有三个。 （1）英国TRANSYT系统 TRANSYT（Traffic Network Study Tool)是英国道路与交通研究所（TRRL）于1996年提出来的脱机优化网络信号配时的一套程序，它是一种脱机操作的定时控制系统，系统主要是由仿真模型及优化部分组成。交通模型用来模拟在信号灯控制下交通网上的车辆行驶状况，以便计算在一组给定的信号配时方案下网络的运行指标；优化过程通过改变信号配时方案并确定指标是否减小，这样经过反复计算求得最佳配时方案。 最早控制交通的设备是1868年在英国伦敦安装的色灯信号机。它是用煤气灯照亮，后因煤气爆炸而毁坏。1914年在美国克利夫兰开始使用电光源定时信号机。1918年在纽约开始使用手动红、黄、绿三色信号机。用信号机控制单个交叉口的交通信号称为点控制。随着交通量的增加，逐渐地从对单个交叉口交通信号的控制发展到对同一条道路若干个相邻交叉口交通信号的控制，即线控制。世界上第一个实现交通线控制的系统于1917年出现在美国盐湖城。这是一种内联式线控制系统,它把一条道路上6个连续的交叉口的信号灯用电缆联接，使用手动开关。此后十年间，先后又试验成功了同时式、交变式、推进式线控制系统，它们都是机械联动。到50年代，一些国家的汽车保有量进一步增加，线控制系统已不能满足城市道路交通的需要。1952年美国在丹佛市试验用电子计算机对道路网各交叉口的交通信号进行控制，这就是面控制。与此同时，在高速公路上也安装了交通控制系统。1959年加拿大多伦多市进行实验并于1963年正式安装了世界上第一个实现面控制的面控制系统。此后,许多国家也都采用新型电子计算机,使一个区域内的信号灯协调运转。中国于1932年在广州开始采用手动信号灯，1976年在北京安装了第一台单点感应式信号机，1978年在北京试用线控制系统。　普通道路交通控制系统　普通道路交通控制分点控制、线控制和面控制。它们分别使用不同的控制系统。 点控制是线控制和面控制的基本单元，它通过安装在单个平交路口上的信号机控制信号周期和绿信比。信号周期是信号灯的红、黄、绿灯各显示一次的时间。绿信比是信号灯某方向的绿、黄灯显示时间之和与信号周期之比。定周期控制是使信号灯按预先定好的周期和绿信比运转。这是最简单、应用最普遍的一种控制方式。一段定周期控制是在全控制过程中信号灯只有一种周期和绿信比；多段定周期控制是信号灯预先定有若干个周期和绿信比，在控制过程中，根据交通量的变化，自动变换周期和绿信比。感应式控制是用感应式信号机根据安置在交叉口各入口的车辆检测器所收集的交通情报，灵活地控制绿灯开放时间。全感应式控制是在交叉口各入口处都设有车辆检测器；半感应式控制只在交叉口的某两个入口设有车辆检测器，使该方向的绿灯能灵活开放。 线控制有三个基本参数，即信号周期、绿信比和相位差。相位差是相邻两个交叉口信号机同方向绿灯开启时间差与周期之比。实现线控制的系统有两种：有电缆线控制系统。系统设有主控制器。预先编好的各种控制模