05-线控

南京理工大学交通工程4基本参数123协调控制方式协调控制配时设计协调控制联结方式南京理工大学交通工程干线信号协调控制在城市道路网中，交叉口相距很近，各交叉口分别设置单点信号控制，车辆时开时停，行车不畅，也加重了环境污染。如果把一条干线上一批相邻的交叉口联合协调控制，就可以明显的减少延误，这种控制也称为线控，线控是点控更高一级的信号控制，也是面控的一种特殊形式。南京理工大学交通工程干线信号定时协调控制-基本参数（1）周期时长在协调控制中，各交叉口的周期时长是相等的。确定方法是：先按点控计算各交叉口所需的周期时长，然后选出最大者作为系统的周期，对应的交叉口称为关键交叉口。对于交通量较小的交叉口，其实际需要的周期时长接近系统周期一半时，此交叉口的周期可按系统周期一半设计，此交叉口也称为双周期交叉口。南京理工大学交通工程干线信号定时协调控制-基本参数（2）绿信比各交叉口的绿信比仍根据实际交通量的流量比例确定，因此，协调控制中各交叉口的绿信比不一定相同。（3）时差相位差可分为绝对相位差和相对相位差。绝对相位差：各个交叉口的绿灯或红灯的起点或终点相对于某一个标准绿灯或红灯的起点或终点的时间之差。相对相位差：相邻交叉口的绿灯或红灯的起点或终点之间的时间之差。其值等于两个相邻交叉口的绝对相位差之差。南京理工大学交通工程干线信号定时协调控制-基本参数（3）时差以红灯终点为标准的时差与以绿灯终点为标准的时差是相等的。各信号的绿信比相等时，各不同标准点的时差都相等，一般多用绿灯起点或终点作为时差的标准点，则称为绿时差。为使车辆通过协调信号控制系统时，能连续通过尽可能多的绿灯，必须使相邻信号间的绿时差同车辆在其间的行程时间相适应，所以时差是信号控制系统实现协调控制的关键参数。南京理工大学交通工程干线信号定时协调控制-基本参数相对相位差，绝对相位差相对相位差相对相位差相对相位差绝对相位差绝对相位差第1交叉口第2交叉口第3交叉口第4交叉口南京理工大学交通工程干线信号定时协调控制-协调方式（1）单向交通单向交通最容易实现协调控制。协调控制时相邻交叉口的相位差为：也适用于双向交通量相差十分悬殊的双向交通（对交通量大的方向来说是绿波）。3600vsOf南京理工大学交通工程干线信号定时协调控制-协调方式（2）双向交通双向交通协调控制实现效果较好的是：各交叉口间距相等，且交叉口间的车辆行驶时间正好是周期的一半或其整数倍。双向交通定时线控协调方式有同步、交互、续进三种。南京理工大学交通工程干线信号定时协调控制-协调方式（2）双向交通①同步式协调控制全部交叉口在同一时刻，对干道车流显示相同的灯色（相同的配时方案）。南京理工大学交通工程干线信号定时协调控制-协调方式（2）双向交通①同步式协调控制同步式协调控制适用于：相邻交叉口的行驶时间等于周期时长；间距很短的相邻交叉口，把两个交叉口当作一个交叉口；当干线交通量特别大时就可能造成上游交叉口堵塞，这是可采用同步式协调控制南京理工大学交通工程干线信号定时协调控制-协调方式（2）双向交通②交互式协调控制相邻交叉口的信号在同一时刻显示相反的灯色，则一辆车在半周期内恰能驶过两个交叉口时，可连续通过相邻两个交叉口。这种方法适用于交叉口间距大致相等的干道上。南京理工大学交通工程干线信号定时协调控制-协调方式（2）双向交通③续进式协调控制（也称绿波带系统）当交叉口间距不是很短或间距不都相等时，可以根据路段要求车速与交叉口的间距，确定合适的时差，用以协调各相邻交叉口上绿灯的启亮时刻，使在上游交叉口上绿灯启亮后开出的车辆，以适当的车速行驶，可正好在下游交叉口绿灯启亮时到达，这样，使进入系统的车辆可连续通过若干个交叉口。南京理工大学交通工程干线信号定时协调控制-协调方式（2）双向交通③续进式协调控制（也称绿波带系统）111vs222vs南京理工大学交通工程干线信号定时协调控制-配时设计配时所需的数据①交叉口间距：相邻两交叉口停车线到停车线之间的距离。②街道及交叉口的布局：干道及相交道路的宽度、各进口道宽度及进口道车道数。③交通量：交叉口交通流向、流量，各向交通量的日变、时变图。④交通管理规则：如限速、限制转弯、是否限制停车等。⑤车速和延误：路上（或每对交叉口之间的）规定行驶车速或实际行驶车速（或行驶时间），及当时所用控制方式下的延误。南京理工大学交通工程干线信号定时协调控制-配时设计根据调查数据，特别是交叉口间距及交通量数据，确定干线上交叉口纳入线控的范围。把交叉口间距过长和交通量相差悬殊、影响信号协调效果的交叉口，排除在线控之外，或纳入另一相宜的系统内。再用这些数据纳入线控系统范围内的各信号所需的配时，确定一批配时方案备用。南京理工大学交通工程干线信号定时协调控制-配时设计配时方案计算步骤：（1）按点控确定每个交叉口的周期时长；（2）确定关键交叉口和线控周期时长；（3）计算每个交叉口的绿信比和显示绿灯时间；（4）关键交叉口主干道相位的显示绿灯时间，就是各交叉口上对干道方向所必须保持的最小绿灯长度；（5）非关键交叉口上次要道路方向显示绿灯时间，是该交叉口对次要道路所必须保持的最小绿灯时间；南京理工大学交通工程干线信号定时协调控制-配时设计配时方案计算步骤：（6）系统周期长大于非关键交叉口所需周期时长时，非关键交叉口改用系统周期时长，其各相绿灯时间随之增加，非关键交叉口次要道路方向的绿灯时间保持其最小绿灯时间；（7）确定信号时差参考干道上原有的实际车速，考虑路线特征，各路段的行人干扰情况和流量-车速关系等的因素选取不同时段的设计车速，根据设计车速确定不同时段的时差；（8）验证实施效果若发现效果不够理想，应根据现场重新调查的各项交通数据（即平均车速、干道与支路上的交通流量与流向等）重新计算配时方案，及时调整配时设计。南京理工大学交通工程干线信号定时协调控制-配时设计周期设计车速相位差带宽南京理工大学交通工程干线信号定时协调控制-配时设计123456时间(s)ADBCE1周期(60s)距离（m）16s57km/h南京理工大学交通工程干线信号定时协调控制提高线控效益的辅助措施：（1）前置信号把信号灯向上游提前，车辆提前集中成车队，消除车辆到交叉口的随机性，其目的主要是充分利用交叉口的绿灯时间，提高交叉口的通行能力。（2）可变车速标志路段速度是决定线控效益的关键之一，可变车速标志可以用来显示此路段此时段的最佳车速。可变车速标志还可以与前置信号共同提高线控效益。南京理工大学交通工程干线信号感应协调控制在干道上交通量相当小的情况下，如仍维持线控系统，这时所产生的总延误，很可能比单点信号控制还大。为避免这一缺点，在线控系统中使用感应式信号控制机，相应配以车辆检测器。当检测器测得交通量增加时，执行线控系统；而在交通量降低时，各交叉口的信号机各自按独立状态操作。这样，使线控系统既能得到良好的连续通车的效果，又能保持适应各个交叉口交通变化。此系统称为感应式线控系统。南京理工大学交通工程干线信号感应协调控制（1）使用半感应信号机的线控系统在每个交叉口的次要道路上安装检测器，次要道路检测有车时，仅允许次要道路不影响主要道路连续通行的前提下，可得到基本配时方案内的部分绿灯时间，并根据交通检测的结果，一经检测无车时次要道路的绿灯立即结束；当次要道路上没有车辆时，绿灯将一直分配给主干线。南京理工大学交通工程干线信号感应协调控制（2）使用全感应信号机的线控系统一般情况下，系统各交叉口可按其正常的单点全感应方式操作；在系统某个交叉口前的干道上测得有车队存在时，上游交叉口信号控制机即通知下游邻近控制机，下游控制机协调单元即强制正在执行的相交道路或对向左转相位及时结束，让干道上车队到达时能够顺利通过交叉口。南京理工大学交通工程干线信号感应协调控制（3）关键交叉口感应式线控系统仅在关键交叉口上使用感应式控制机，安装车辆检测器，而把其前后信号控制机同关键交叉口的控制机联结起来。同下游交叉口联结的感应联动信号，可避免因下游交叉口的车辆排队对关键交叉口通车的影响，这种联结方式称为前向联结；同上游交叉口联结的感应联动信号，可避免因关键交叉口的车辆排队对上游交叉口通车的影响，这种联结方式称为后向联结。南京理工大学交通工程由主模糊控制系统和协调模糊控制系统两个系统协调控制。主模糊控制系统根据本地路口的信息单独决策本地路口的信号配时参数，负责调整各相位的绿灯时间和交叉口的信号周期。协调控制系统根据本地路口和相邻路口中间路段上的车辆数对各相位绿灯延长时间进行调整，协调本路口与路网中相邻路口的信号配时，期望达到尽可能的一致，得到整个路网中车辆延时最小的控制结果。干线信号模糊控制南京理工大学交通工程案例四多交叉路口的模糊控制南京理工大学交通工程协调模糊控制系统的协调变量是本交叉口到相邻下游交叉口间的车辆数Q和当前绿灯相位持续时间T，由该变量决定本路口绿灯延长时间的修正量dT，由于协调变量的协调作用，使得相邻交叉口之间的信号周期起始时刻根据交通流的变化而变化，实现相位差的动态调整。由于这种协调控制方式不需要统一的信号周期，因此可以有效减少调整的过渡时间和由此引起的车辆延误。两个模糊控制器分别独立工作，确定各自的输出结果。主控制系统输出的绿灯信号周期延时与协调模糊控制器输出的绿灯延时修正量将被同时送至绿灯周期计算模块，进行计算，计算结果输出到交通信号协调控制系统的控制线路上，最后输出到路网中各个交叉口的信号灯上，控制信号灯的红绿周期，对路网中的车流进行控制。干线信号模糊控制南京理工大学交通工程干线信号模糊控制南京理工大学交通工程协调控制级的模糊控制器具有两个输入变量，一个输入变量是本交叉口与下游相邻交叉口间的车辆量Q；另一个输入变量是本路口直行相位的绿灯持续时间T。控制器的输出为本路口直行相位的绿灯延长时间修正量dT。各变量的隶属度函数设计如下:Q的变化范围为[0，30]，论域为[0，30]，量化因子M=1，划分7个模糊子集{很短(VS)，短(S)，较短(SP)，中(M)，较长(LP)，长(L)，很长VL)}，其中高斯函数参数d为2.25。T的变化范围为[0，50]，论域为[0，12]，量化因子M=12/80=0.15，子集{很短(Vs)，短(s)，较短(SP)，中(M)，较长(BP)，长(B)，很长(LB)}，参数d为0.79.干线信号模糊控制南京理工大学交通工程dT的变化范围为[0，12]，论域为[0，6]，量化因子6/12=0.5，划分7个模糊子集{很短HS)，短(s)，较短(JS)，中(C)，较长(JL)，长(L)，很长(HL)}，函数参数d为0.44。控制规则干线信号模糊控制南京理工大学交通工程干线信号计算机协调控制对于多相位等复杂配时方案交叉口间的协调控制。使用计算机可得到由人工难于实现的控制方案。计算机协调线控系统有“脱机”和“联机”两种方法。脱机方法是一种用按某种优化原则编制的计算软件，由计算机确定线控系统的配时方案，然后把这些配时方案设置到各交叉口的信号控制机中，各信号控制机定时按设定的配时方案控制各信号灯运转的方法。线控系统配时方案的计算机软件有：MAXBAND、PASSER南京理工大学交通工程干线信号计算机协调控制联机方法中不仅线控系统的配时方案由计算软件算得，而且计算软件所需的输入数据（主要是交通信息）由计算机从车辆检测器中直接取得，线控系统信号灯的运转也由计算机进行控制，所以称为联机控制。联机控制系统按控制方式，可分为“配时方案选择式”和“配时方案形成式”两类。配时方案形成式主要用在信号网络控制系统中。南京理工大学交通工程干线信号计算机协调控制配时方案选择式控制系统的基本方法是：用线控系统计算软件，根据不同的交通状况，计算出相应的若干套配时方案都移植到控制计算机或配有计算机的信号控制机（主控机）中；设置在路上的车辆检测器，测得路上的实际交通数据后，把这些信息送到控制器或计算机进行数据处理，并按处理结果，选择最接近于测得交通数据所适用的配时方案，定出信号控制参数。计算机或主控机即按这些控制参数指挥信号灯的运行。南京理工大学交通工程干线信号协调控制-联结