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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 基于雙相因素控制的城市交叉路口交通協(xié)調(diào)控制方法
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文
- 簡(jiǎn)介：
- 基于雙相因素控制的城市交叉路口交通協(xié)調(diào)控制方法是將交通流量、交叉路段長(zhǎng)度雙相因素考慮到城市交叉路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)中。該方法控制下的交通信號(hào)燈可以隨交通流量的大小而變化紅綠控制時(shí)間，更好的適應(yīng)道路的實(shí)際情況，對(duì)當(dāng)?shù)亟煌ㄇ闆r進(jìn)行控制。另一方面，提出將交叉路段長(zhǎng)度作為一固定參數(shù)編入交叉路口交通信號(hào)燈的控制程序，從而做到每個(gè)交叉路口都有適用于自身的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，解決不同交叉路口相同控制。
- 詳細(xì)介紹：
- 多年以來(lái)，隨著公路工程的發(fā)展，交通燈除拍照等交通管理的改良對(duì)于交通控制并沒(méi)有相應(yīng)的改進(jìn)?，F(xiàn)今城市道路通行已面臨諸多弊端。經(jīng)調(diào)查分析，我們了解到，現(xiàn)行廣泛使用的交通燈控制系統(tǒng)是基于車(chē)流量的概率統(tǒng)計(jì)分析，通過(guò)蘑菇算法進(jìn)行編程，定時(shí)控制交通信號(hào)燈的紅綠變化，該方法難以滿足不斷增長(zhǎng)的交通需求，導(dǎo)致交通高峰期堵車(chē)現(xiàn)象日益嚴(yán)重、交通空閑時(shí)段車(chē)輛滯留，通行能力低下。 本文提出的基于雙相因素控制的城市交叉路口交通協(xié)調(diào)控制方法是將交通流量、交叉路段長(zhǎng)度雙相因素考慮到城市交叉路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)中。于交通信號(hào)燈上安裝圖像分析系統(tǒng)，當(dāng)交叉路口起二百米范圍內(nèi)，車(chē)輛到達(dá)某一限值時(shí)交通信號(hào)燈轉(zhuǎn)變紅燈，當(dāng)車(chē)輛數(shù)目小于某一限值時(shí)交通信號(hào)燈轉(zhuǎn)變?yōu)榫G燈。該方法控制下的交通信號(hào)燈可以隨交通流量的大小而變化紅綠控制時(shí)間，更好的適應(yīng)道路的實(shí)際情況，對(duì)當(dāng)?shù)亟煌ㄇ闆r進(jìn)行控制，并且可以避免車(chē)輛較少時(shí)，道路上行駛的汽車(chē)仍需等待路燈變化的情況，從很大程度上減少了能源的消耗，以及尾氣的排放，是從根本上做到節(jié)能減排。另一方面，將交叉路段長(zhǎng)度這一因素考慮到交通信號(hào)控制中，我們通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)分析得出交叉路段長(zhǎng)度與交通量及行程時(shí)間的關(guān)系，提出將交叉路段長(zhǎng)度作為一固定參數(shù)編入交叉路口交通信號(hào)燈的控制程序，從而做到交通信號(hào)燈可以“因地制宜”每個(gè)交叉路口都擁有適用于自身的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，從而解決不同交叉路口相同控制，交通效率低下的問(wèn)題。
作品專(zhuān)業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各級(jí)公路交通量與日俱增，城市道路交通控制面臨巨大壓力。 傳統(tǒng)交通信號(hào)燈定時(shí)定點(diǎn)的變化已很難滿足各城市主干路的通行需求。基于此現(xiàn)實(shí)情況，我團(tuán)隊(duì)經(jīng)實(shí)踐分析提出將交通流量、交叉路段長(zhǎng)度雙相因素考慮到城市交叉路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的想法。通過(guò)該雙相因素對(duì)交通燈的協(xié)調(diào)控制可以靈活控制交叉路口交通情況，從一定程度上減輕公路通行壓力，減少能源的消耗。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 基于雙相因素控制的城市交叉路口交通協(xié)調(diào)控制方法是將交通流量、交叉路段長(zhǎng)度雙相因素考慮到城市交叉路口交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)中。該方法控制下的交通信號(hào)燈可以隨交通流量的大小而變化紅綠控制時(shí)間，更好的適應(yīng)道路的實(shí)際情況，對(duì)當(dāng)?shù)亟煌ㄇ闆r進(jìn)行控制。另一方面，提出將交叉路段長(zhǎng)度作為一固定參數(shù)編入交叉路口交通信號(hào)燈的控制程序，從而做到每個(gè)交叉路口都有適用于自身的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，解決不同交叉路口相同控制。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 基于交通流量和交叉路段長(zhǎng)度雙相因素控制的城市交叉路口交通協(xié)調(diào)控制方法可以更好的適應(yīng)道路的實(shí)際情況，對(duì)當(dāng)?shù)亟煌ㄇ闆r進(jìn)行控制；做到交通信號(hào)燈可以“因地制宜”每個(gè)交叉路口都擁有適用于自身的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，從而解決不同交叉路口相同控制，交通效率低下的問(wèn)題。可以避免車(chē)輛較少時(shí)，道路上行駛的汽車(chē)仍需等待路燈變化的情況，從很大程度上減少了能源的消耗，以及尾氣的排放，是從根本上做到節(jié)能減排。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 在分析城市道路交通信號(hào)燈控制歷史、現(xiàn)實(shí)使用狀況的基礎(chǔ)上，提出了基于交通流量、交叉路段長(zhǎng)度雙相因素控制的城市交叉路口交通協(xié)調(diào)控制方法。在多交叉路段的調(diào)查分析中以車(chē)輛平均延誤為目標(biāo)，通過(guò)交通流量與交叉路段長(zhǎng)度雙相協(xié)調(diào)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)城市交通區(qū)域交叉路口交通信號(hào)燈控制的智能協(xié)調(diào)與優(yōu)化，提高交叉路口的車(chē)輛通行效率，減少車(chē)輛延誤。通過(guò)實(shí)地調(diào)查的統(tǒng)計(jì)分析和仿真實(shí)驗(yàn)，與定時(shí)控制相比，該方法使車(chē)輛的平均延誤明顯減小。
獲獎(jiǎng)情況
- 無(wú)
鑒定結(jié)果
- 論文中提出的基于交通流量和交叉路段長(zhǎng)度雙相因素控制的城市交叉路口交通協(xié)調(diào)控制方法具有創(chuàng)新性，想法于現(xiàn)實(shí)生活中的大規(guī)模實(shí)現(xiàn)具有可行性，如能做出產(chǎn)品并予以推廣，相信會(huì)很大程度提高交通及環(huán)境質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
- 李央、唐錢(qián)龍 城市道路平面交叉口交通問(wèn)題的探討 北京工商大學(xué) 城市道路區(qū)域交通信號(hào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 關(guān)樸芳 王進(jìn)華 城市交通控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)介與發(fā)展 黃艷國(guó) 羅強(qiáng) 許倫輝 基于多智能體的城市交通區(qū)域協(xié)調(diào)控制方法 畢海濱 交通信號(hào)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展對(duì)策
同類(lèi)課題研究水平概述
- 英國(guó)TRANSYT交通信號(hào)控制系統(tǒng)：TRANSYT系統(tǒng)是目前最成功的靜態(tài)系統(tǒng)，但 其缺點(diǎn)很明顯：計(jì)算量大，在大城市中這一問(wèn)題尤為突出；不對(duì)周期進(jìn)行優(yōu)化，故很難獲得整體最優(yōu)配時(shí)方案；它是離線優(yōu)化，需要大量的路網(wǎng)幾何、交通流數(shù)據(jù),需要花費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力。 英國(guó)SCOOT系統(tǒng)：SCOOT的模型與優(yōu)化原理與TRANSYT相仿，不同的是SCOOT為方案生成的控制系統(tǒng)，是通過(guò)安裝在交叉口每條進(jìn)口車(chē)道最上游的車(chē)輛檢測(cè)器所采集的車(chē)輛信息，進(jìn)行聯(lián)機(jī)處理，從而形成控制方案，并能連續(xù)實(shí)時(shí)調(diào)整周期、綠信比和相位差來(lái)適應(yīng)不同的交通流。SCOOT系統(tǒng)的不足是：相位不能自動(dòng)增減，任何路口只能有固定的相序；獨(dú)立的控制子區(qū)的劃分不能自動(dòng)完成，只能人工完成；安裝調(diào)試?yán)щy，對(duì)用戶(hù)的技術(shù)要求過(guò)高。 國(guó)內(nèi)應(yīng)用和研究城市交通控制系統(tǒng)的工作起步較晚，20世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)家一方面進(jìn)行以改善城市市中心交通為核心UTSM(urban t raffic sys2tem manage)技術(shù)研究；另一方面采取引進(jìn)與開(kāi)發(fā)相結(jié)合的方針，建立了一些城市道路交通控制系統(tǒng)。以北京、上海為代表的大城市，交通控制系統(tǒng)主要是簡(jiǎn)易單點(diǎn)信號(hào)機(jī)、SCOOT系統(tǒng)、TRANSYT系統(tǒng)和SCATS系統(tǒng)其中幾個(gè)結(jié)合使用；而如湘潭、岳陽(yáng)等國(guó)內(nèi)中小城市，交通控制系統(tǒng)主要還是使用國(guó)產(chǎn)的簡(jiǎn)易單點(diǎn)信號(hào)機(jī)和集中協(xié)調(diào)式信號(hào)機(jī)。交通控制所采用的國(guó)產(chǎn)的簡(jiǎn)易單點(diǎn)信號(hào)機(jī)和集中協(xié)調(diào)式信號(hào)機(jī)雖然取得了一些效果，但交叉路段長(zhǎng)度、車(chē)流量增加速率等實(shí)際情況決定了需要對(duì)這些系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。
