自1868年英国伦敦使用燃汽色灯信号以来,道路交通信号控制经历了近百年的发展。1963年,加拿大多伦多市建立了一套使用IBM65O型计算机的集中协调感应控制系统,标志着城市交通信号控制的发展进入了一个新阶段。随后,在计算机技术、检测器技术和网络信息技术迅速发展的同时,交通控制技术也取得了显著进展,并经历了从点控制到线控和面控、从定时控制到感应控制和实时自适应控制的过程。目前,比较有影响的交通信号控制系统主要有SCOOT、SCATS等。然而,交通控制技术的发展并不是一帆风顺的,美国联邦公路局曾于1975年研制出基于自适应控制理论的第三代城市交通信号控制系统并在华盛顿特区投入使用,但遗憾的是,该系统的运行效果较差甚至不如固定配时控制系统,结果,联邦公路局不得不在1976年拆除了该系统。此后近30年的时间,交通工程界对城市交通系统的实时自适应控制基本上持否定态度。 有人总结了交通系统实时自适应控制失败的原因:当时的通讯网络技术还不能满足系统的需要,一旦没有可靠的通讯网络,系统的基础将不复存在;控制策略收敛速度慢,导致响应时间太长,从而使控制失去意义;系统的价格和维护费用太高,由于当时电子信息技术的水平限制,还不能生产制造出性价比较高的系统。20世纪90年代,随着城市交通问题的日趋严重,人们对城市交通信号的控制策略进行了重新思考,交通管理者们面临的挑战是:如何实时优化信号配时使得道路能够限度地发挥通行能力,从而缓解快速增长的交通需求。电子信息技术特别是网络技术的发展和普及为解决这一问题提供了契机。事实上,借助先进的计算工具,人们对交通流特性的认识也不断深入,因而出现了很多新的交通流建模方法和交通控制技术,现在可以确信的是,在新技术日新月异的今天,通讯技术的革新、计算机计算能力提升、并行计算的普及性和其可操作性的不断提高、新的物理检测和控制手段的出现,这些都给新的交通控制方案的出现提供了温床。1控制方式 传统的控制方式从空间关系上划分可把交通信号控制分为单路口控制(也称点控)、干道控制(也称线控)、网络控制(也称面控)。从控制原理上划分可把交通控制分为定时控制、感应控制和自适应控制。其中定时控制为开环控制,感应控制和自适应控制为闭环控制。这里需要特别指出的是,自适应控制是比感应控制更的一种控制方式。 感应控制往往是对单路口而言的,其主要特征是:某相位的绿灯时间根据车流量的变化而变化。而自适应控制通常把交通网络看作一个不确定系统,系统能够通过连续测量该不确定性系统的状态,如车流量、停车次数、延误时间、排队长度等特征,逐渐了解和掌握对象,把它们与希望的动态特性进行比较,并利用差值以改变系统的可调参数或产生一个配时方案,从而保证不论环境如何变化,均可使控制效果达到或次。一般来说,城市各交叉路口处的交通流是相互关联的,并且是非确定性的,因此,有理由认为,实施交叉路口间的协调自适应控制能够获得更好的效果。也正是基于这一理由,一些比较成熟的系统都使用了交通信号协调自适应控制方式。 目前,自适应控制己经成为交通控制方式发展的主要趋势。 自适应控制方法通常包括两类:一是在线生成式,即通过
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