基本信息
- 项目名称：
- 基于双相因素控制的城市交叉路口交通协调控制方法
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 基于双相因素控制的城市交叉路口交通协调控制方法是将交通流量、交叉路段长度双相因素考虑到城市交叉路口交通信号灯控制系统中。该方法控制下的交通信号灯可以随交通流量的大小而变化红绿控制时间，更好的适应道路的实际情况，对当地交通情况进行控制。另一方面，提出将交叉路段长度作为一固定参数编入交叉路口交通信号灯的控制程序，从而做到每个交叉路口都有适用于自身的交通信号灯控制系统，解决不同交叉路口相同控制。
- 详细介绍：
- 多年以来，随着公路工程的发展，交通灯除拍照等交通管理的改良对于交通控制并没有相应的改进。现今城市道路通行已面临诸多弊端。经调查分析，我们了解到，现行广泛使用的交通灯控制系统是基于车流量的概率统计分析，通过蘑菇算法进行编程，定时控制交通信号灯的红绿变化，该方法难以满足不断增长的交通需求，导致交通高峰期堵车现象日益严重、交通空闲时段车辆滞留，通行能力低下。 本文提出的基于双相因素控制的城市交叉路口交通协调控制方法是将交通流量、交叉路段长度双相因素考虑到城市交叉路口交通信号灯控制系统中。于交通信号灯上安装图像分析系统，当交叉路口起二百米范围内，车辆到达某一限值时交通信号灯转变红灯，当车辆数目小于某一限值时交通信号灯转变为绿灯。该方法控制下的交通信号灯可以随交通流量的大小而变化红绿控制时间，更好的适应道路的实际情况，对当地交通情况进行控制，并且可以避免车辆较少时，道路上行驶的汽车仍需等待路灯变化的情况，从很大程度上减少了能源的消耗，以及尾气的排放，是从根本上做到节能减排。另一方面，将交叉路段长度这一因素考虑到交通信号控制中，我们通过仿真实验分析得出交叉路段长度与交通量及行程时间的关系，提出将交叉路段长度作为一固定参数编入交叉路口交通信号灯的控制程序，从而做到交通信号灯可以“因地制宜”每个交叉路口都拥有适用于自身的交通信号灯控制系统，从而解决不同交叉路口相同控制，交通效率低下的问题。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 随着我国经济的发展，各级公路交通量与日俱增，城市道路交通控制面临巨大压力。 传统交通信号灯定时定点的变化已很难满足各城市主干路的通行需求。基于此现实情况，我团队经实践分析提出将交通流量、交叉路段长度双相因素考虑到城市交叉路口交通信号灯控制系统的想法。通过该双相因素对交通灯的协调控制可以灵活控制交叉路口交通情况，从一定程度上减轻公路通行压力，减少能源的消耗。
科学性、先进性及独特之处
- 基于双相因素控制的城市交叉路口交通协调控制方法是将交通流量、交叉路段长度双相因素考虑到城市交叉路口交通信号灯控制系统中。该方法控制下的交通信号灯可以随交通流量的大小而变化红绿控制时间，更好的适应道路的实际情况，对当地交通情况进行控制。另一方面，提出将交叉路段长度作为一固定参数编入交叉路口交通信号灯的控制程序，从而做到每个交叉路口都有适用于自身的交通信号灯控制系统，解决不同交叉路口相同控制。
应用价值和现实意义
- 基于交通流量和交叉路段长度双相因素控制的城市交叉路口交通协调控制方法可以更好的适应道路的实际情况，对当地交通情况进行控制；做到交通信号灯可以“因地制宜”每个交叉路口都拥有适用于自身的交通信号灯控制系统，从而解决不同交叉路口相同控制，交通效率低下的问题。可以避免车辆较少时，道路上行驶的汽车仍需等待路灯变化的情况，从很大程度上减少了能源的消耗，以及尾气的排放，是从根本上做到节能减排。
学术论文摘要
- 在分析城市道路交通信号灯控制历史、现实使用状况的基础上，提出了基于交通流量、交叉路段长度双相因素控制的城市交叉路口交通协调控制方法。在多交叉路段的调查分析中以车辆平均延误为目标，通过交通流量与交叉路段长度双相协调机制，实现城市交通区域交叉路口交通信号灯控制的智能协调与优化，提高交叉路口的车辆通行效率，减少车辆延误。通过实地调查的统计分析和仿真实验，与定时控制相比，该方法使车辆的平均延误明显减小。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 论文中提出的基于交通流量和交叉路段长度双相因素控制的城市交叉路口交通协调控制方法具有创新性，想法于现实生活中的大规模实现具有可行性，如能做出产品并予以推广，相信会很大程度提高交通及环境质量。
参考文献
- 李央、唐钱龙 城市道路平面交叉口交通问题的探讨 北京工商大学 城市道路区域交通信号控制系统的设计与实现 关朴芳 王进华 城市交通控制系统的简介与发展 黄艳国 罗强 许伦辉 基于多智能体的城市交通区域协调控制方法 毕海滨 交通信号控制系统的现状与发展对策
同类课题研究水平概述
- 英国TRANSYT交通信号控制系统：TRANSYT系统是目前最成功的静态系统，但 其缺点很明显：计算量大，在大城市中这一问题尤为突出；不对周期进行优化，故很难获得整体最优配时方案；它是离线优化，需要大量的路网几何、交通流数据,需要花费大量的人力、物力、财力。 英国SCOOT系统：SCOOT的模型与优化原理与TRANSYT相仿，不同的是SCOOT为方案生成的控制系统，是通过安装在交叉口每条进口车道最上游的车辆检测器所采集的车辆信息，进行联机处理，从而形成控制方案，并能连续实时调整周期、绿信比和相位差来适应不同的交通流。SCOOT系统的不足是：相位不能自动增减，任何路口只能有固定的相序；独立的控制子区的划分不能自动完成，只能人工完成；安装调试困难，对用户的技术要求过高。 国内应用和研究城市交通控制系统的工作起步较晚，20世纪80年代以来，国家一方面进行以改善城市市中心交通为核心UTSM(urban t raffic sys2tem manage)技术研究；另一方面采取引进与开发相结合的方针，建立了一些城市道路交通控制系统。以北京、上海为代表的大城市，交通控制系统主要是简易单点信号机、SCOOT系统、TRANSYT系统和SCATS系统其中几个结合使用；而如湘潭、岳阳等国内中小城市，交通控制系统主要还是使用国产的简易单点信号机和集中协调式信号机。交通控制所采用的国产的简易单点信号机和集中协调式信号机虽然取得了一些效果，但交叉路段长度、车流量增加速率等实际情况决定了需要对这些系统进行改进。
