中外交通控制对比分析——道路

中外交通控制对比分析中外交通控制对比分析——道路班级：运输1010姓名：张毓学号：10255026指导老师：秦勇张毓：中外交通控制对比分析——道路中外交通控制对比分析——道路运输1010班张毓 10255026摘要：交通控制，也叫交通信号控制，或城市交通控制，就是依靠交通警或采用交通信号控制设施，随交通变化特性来指挥车辆和行人的通行。

它通过由电子计算机管理的交通控制设施对交通流进行限制、调节、诱导、分流以达到降低交通总量，疏导交通，保障交通安全与畅通的目的。

交通问题一直是大城市的首要问题之一，迅速推进的城市化及城市人口的急剧膨胀，以及城市基础设施建设滞后和城市管理中存在的诸多问题进一步加剧了己经存在的城市交通问题。

研究交通控制，有效的疏导城市车辆，减少堵塞是一项具有巨大现实意义的工作。

本文主要从交通控制的历史发展到中外控制技术的现状对比对现有的道路交通控制技术进行了一些分析。

关键词：交通控制；城市交通；道路Comparative Analysis of Chinese and Foreign TrafficControlZhangyuAbstract:Traffic control, also known as the traffic signal control, or the urban traffic control, is to rely on traffic police or traffic signal control facilities, changing with traffic feature to command ve-hicle and pedestrian traffic. It by electronic computer management and traffic control facilities to lim-it, regulate traffic flow, induced, shunt and to reduce traffic volume, traffic, guarantee the purpose of traffic safety and unimpeded. Traffic problem has always been one of the first problems of big cities, rapid advance of urbanization and urban population swelling, and urban infrastructure construction lag and the urban management problems that exist in the further exacerbated the urban traffic prob-lems. Research on traffic control, city vehicles, the effective guidance to reduce congestion is a has great practical significance of the work. This article tells the story of the development history of traf-fic control technology，and the traffic control technology both home and abroad were compared and analyzed.Key words:traffic control; urban traffic; road交通系统在社会经济系统中占有重要的地位。

20世纪80年代以来，随着社会经济的发展和人们生活节奏的加快，交通运输中出现了一些用传统方法难以解决的问题，主要包括以下几个方面：第一，城市中道路拥挤现象日趋严重，由此而造成的经济损失越来越大，并一直保持较大比例的增长；第二，现有的交通系统已不能满足经济发展的需求，成为束缚经济持续发展的主要因素之一；第三，由于生活水平的提高，人们对交通运输的安全性及服务水平提出了更高的要求，快速、舒适、安全的交通服务已经成为日常生活中不可缺少的一部分；第四，随着车辆数目的增加，道路拥挤的不断加剧，车辆排放物和噪声对大气环境的污染日趋严重，人们要求进一步改善生活环境质量、减轻污染的呼声愈加强烈。

我国每年因交通堵塞和交通事故损失至少有1700亿元人民币。

解决矛盾的根本途径主要有两条：一是加快交通设施建设；二是加强交通管理与控制，二者缺一不可。

交通系统是一个复杂的大系统，从系统的观点出发，运用现有的交通信号控制系统以及信息技术等，发展城市智能化交通控制技术来解决交通问题，是21世纪城市交通管理方式的发展方向。

因此，道路交通控制的研究对我国城市交通的发展具有十分重要的意义。

1 城市道路交通控制发展的历史城市交通控制的研究起源较早。

1868年英国伦敦燃汽信号灯的问世，标志着城市交通信号使用的开始。

1913年，在美国俄亥俄州的Cleveland市出现了世界上最早的交通信号控制。

1926年美国的Chicago市采用了交通灯控制方案，每个交叉口设有唯一的交通灯。

此后，交通控制技术和相关控制算法得到迅速发展和改善，提高了交通控制的安全性、有效性并减少了对环境的影响。

现代信息技术、电子技术、自动控制技术及计算机技术的发展使以信号灯为主体的交通控制手段迅速发展，交通信号机由手动到自动，交通信号由固定周期到可变周期，系统控制方式由点控、线控到面控，进而发展为智能交通控制系统。

1963年加拿大多伦多市建立了一套使用IBM650型计算机的集中协调感应控制信号系统。

之后，美国、英国、前联邦德国、日本、澳大利亚等国家相继建成计算机区域交通控制系统，这种系统一般还配备交通监视系统组成交通管理中心。

直到20世纪80年代初，全世界建有交通管制中心的城市有300多个。

各国广泛使用最具代表性城市道路交通控制系统有英国道路研究所的TRANSYT、SCOOT系统和澳大利亚开发的SCATS系统。

回顾道路交通控制发展的历史，在其发展过程中，由于各种矛盾的出现，人类社会最新的科技成果不断地被应用到交通控制中去，从而促进了交通控制的不断发展。

从上面的变化历程可以看出，道路交通控制的发展分为如下五个阶段：交通信号灯的诞生阶段、定时控制向协调控制的发展阶段、感应式信号控制的诞生阶段、模拟计算机的应用阶段和数字计算机的应用阶段。

随着信息时代的到来，道路交通控制技术将在新的基础上向更高的阶段发展。

2 城市道路交通控制的中外对比2.1 多时段控制——TRANSYT（英国）由于城市居民的出行呈现明显的规律性，因此，可以根据典型交通流特点把一天分为几个时段，为每一个时段选择一个最优配时方案，实施多时段控制。

最优配时方案可以根据调查的交通数据借助交通分析软件如TRANSYT离线优化获得，也可以是交通管理部门在长期工作实践中总结出来的方案。

这种控制方式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。

多时段控制的对象可以是点控，也可以是线控和面控。

多时段控制系统简单、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。

2.2 自适应控制2.2.1 SCOOT系统——英国SCOOT实际上是一个“在线TRANSYT系统”。

它通过车辆检测器实时检测交通量数据，利用交通模型(与TRANSYT系统中的模型相同)来优化信号配时参数，并依靠通信网络、信号控制机等硬件设备来实施控制。

SCOOT最大特点是将车辆检测器安装在本路口上游路口的出口处，因此，关于本路口的交通模型是一个短期预测模型，具有较高的准确性，该模型除了用于制定配时方案外，还可提供其它信息，如：延误、停车次数和阻塞数据，为交通管理和规划服务；SCOOT对绿信比、相位差和周期的优化均通过模型进行。

绿信比的优化目标是使各相交通流的最大饱和度尽可能小，同时还考虑各个方向的阻塞情况。

相位差的优化是通过周期流量分布图CFP(Cyclic Flow Profiles)进行的，其目标是使延误和停车次数最少，并尽可能减少阻塞；周期的优化每5min进行一次，SCOOT系统通常将所要控制的整个区域划分为若T相互独立的子区，同一子区内的交叉路口采用相同的信号周期，周期优化的目标是将子区内负荷最高的“关键”路口的饱和度控制在90％，为了照顾子区内低负荷的路口，SCOOT引入双周期制，即低负荷的路口将共用周期的一半作为共周期长度。

为了避免信号参数突变对交通流产生的不利影响，SCOOT在优化调整过程中均采用小增量方式。

SCOOT系统的不足是：变通模型的建立需要大量的路网几何尺寸和交通流数据，因而费时费力；绿信比的优化依赖于对饱和度的估算，并且以小步长变化对其进行调整，因此有可能不足以及时响应每个周期的交通需求。

2.2.2 SCATS系统——澳大利亚SCATS采用先进的计算机网络技术，结构呈计算机分层递阶形式，控制中心备有一台监控计算机和一台管理计算机，它们之间有串行数据通讯线路连通，这样管理计算机可以方便地从下层计算机存储器中提取数据，也可方便地把各种运行参数装入这些存储器，地区级的计算机每天都要自动把各种数据送到管理计算机。

监控计算机每s连续地监视和检查所有路口的信号运行、检测器的工作状况。

地区级计算机用于分析路口控制器送来的车流数据，确定控制策略，对本区域各路口进行实时控制，并记录各路口控制器出现的问题；同时，地区级计算机还要把收集到的所有数据送到控制中心作为运行记录并用于脱机分析。

路口控制器主要是采集分析检测器提供的交通数据，并传送到地区主控制器；同时接受地区主控制器的指令，控制本路口信号，另还可根据需要自行进行车辆感应控制。

在需要的情况下SCATS能合并相邻地区联合控制，也可允许各路口自主实行车辆感应控制。

经悉尼市的对比实验表明：SCATS与TRANSYT相比，在总旅行时间相同的情况下停车次数明显减少。

然而SCATS系统有以下几个明显不足：第一，SCATS实际上是一种方案选择系统，限制了配时参数的优化程度；第二，SCATS过分依赖于计算机硬件，除了PDP系列数字计算机外，无法在其它计算机系统上方便实施；第三，选择相位差方案时，无车流实时信息反馈，可靠性降低。

2.2.3 RHODES系统——美国RHODES(Real-time，Hierarchical，Optimized，Distributed， and Effective System:实时、递阶、最优化的、分布式、且可实施的系统)系统是由美国Arizon大学P.T.Mirchandani等人于1996年开发成功并陆续在美国亚利桑那州的Tucson市和Tempe市进行了现场测试，结果表明该系统对半拥挤的交通网络比较有效。