交通控制系統(tǒng)是一種先進(jìn)的一體化交通綜合管理系統(tǒng)。那么交通控制系統(tǒng)有哪些?城市道路交通控制系統(tǒng)可以從空間關(guān)系、控制方式和控制理念上對城市道路交通控制系統(tǒng)分類。

交通控制系統(tǒng)有下面幾種;

1、按空間關(guān)系劃分

從空間關(guān)系上可以把城市交通系統(tǒng)分劃為單交叉口控制(點(diǎn)控制)、交通干線的協(xié)調(diào)控制(線控制)和區(qū)域交叉口的網(wǎng)絡(luò)控制(面控制)三種形式。

(l)單個(gè)交叉口的點(diǎn)控制。單個(gè)交叉口的點(diǎn)控制是一種最基本的控制方式。如果某個(gè)交叉口與其相鄰的交又口相距較遠(yuǎn)，或路口之間存在較多的車輛分流與合流(如中間有大型商場、機(jī)關(guān)單位等)，可以利用一臺信號控制器控制交叉口的信號變化，此時(shí)相鄰交叉口之間的信號配時(shí)不存在固定的協(xié)調(diào)關(guān)系。

孤立交叉口點(diǎn)控制的控制參數(shù)是信號周期和綠信比，控制的目標(biāo)一般是車輛延誤和交叉口的通行能力。在理想的情況下，希望總延誤時(shí)間最小和交叉口的通行能力得到最大的利用。

由于點(diǎn)控制的設(shè)備簡單、投資省、維護(hù)方便，至今仍是應(yīng)用較多的一種信號控制方式。從技術(shù)上講，它又分為離線點(diǎn)控制和在線點(diǎn)控制兩種形式。前者采用定時(shí)信號配時(shí)技術(shù)，目前仍然是其它控制方式的配時(shí)基礎(chǔ);后者是交通響應(yīng)控制或車輛感應(yīng)控制，它是根據(jù)交叉口各個(gè)入口交通流的實(shí)際分布情況，合理分配綠燈時(shí)間到各個(gè)相位，從而滿足交通需求。

(2)干線交通的協(xié)調(diào)控制。城市路網(wǎng)中的交通干線承擔(dān)著很重的交通負(fù)荷，保證干線的交通暢通對改善一個(gè)地區(qū)甚至一個(gè)城市的交通狀況往往起著至關(guān)重要的作用。

在城市交通路網(wǎng)中，有時(shí)交叉口相距很近，兩個(gè)相鄰的交叉口之間的距離通常不足以使一小隊(duì)車流在有限時(shí)間內(nèi)完全疏散。單個(gè)交叉口分別設(shè)置單點(diǎn)信號控制時(shí)，車輛經(jīng)常遇到紅燈，時(shí)停時(shí)開，行車不暢，環(huán)境污染嚴(yán)重。為了減少車輛在各個(gè)交叉口的停車次數(shù)，特別是當(dāng)干線的車輛比較暢通時(shí)，相鄰交叉口之間的控制方案宜采用相互協(xié)調(diào)的控制策略。最初協(xié)調(diào)信號計(jì)時(shí)的方法是基于綠波的概念，相鄰交叉口執(zhí)行相同的信號控制周期，主干線相位的綠燈開啟時(shí)刻錯(cuò)開一定的時(shí)間，交叉口的次干線在一定程度上服從主干線的交通。當(dāng)一列車隊(duì)在具有許多交叉口的一條干線上行駛時(shí)，協(xié)調(diào)控制使得車輛在通過干線交叉口時(shí)總是在綠燈開始時(shí)到達(dá)，因而無需停車即可通過交叉口，形成一條交通流的綠波帶。綠波控制能有效提高車輛行駛速度和道路通行能力，確保道路暢通，減少車輛在行駛過程中的延誤時(shí)間和能源消耗。干線交通協(xié)調(diào)控制的控制參數(shù)是周期長度、綠信比和相位差，控制的目標(biāo)一般是車輛的平均延誤和停車次數(shù)。理想情況下，希望總延誤時(shí)間最小和停車次數(shù)最少。

(3)區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)控制。 區(qū)域交通信號控制的對象是城市或某個(gè)區(qū)域中所有交叉口的交通信號。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、優(yōu)化方法、自動控制和車輛檢測技術(shù)的發(fā)展，人們研究把一個(gè)城市區(qū)域內(nèi)或一個(gè)局部小區(qū)內(nèi)所有交叉口的交通信號聯(lián)合起來綜合加以協(xié)調(diào)控制，以使得區(qū)域內(nèi)的車輛在通過某些交叉口時(shí)所產(chǎn)生的總損失最小。在這種控制方式下，交通信號機(jī)將交通量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的通過通信網(wǎng)傳至上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)路網(wǎng)交通量的實(shí)時(shí)變化情況，按一定時(shí)間步距不斷調(diào)整正在執(zhí)行的配時(shí)方案。上位計(jì)算機(jī)同時(shí)控制一個(gè)城市區(qū)域中的多個(gè)交叉路口，實(shí)現(xiàn)區(qū)域中交叉口之間的統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理，提高路網(wǎng)的運(yùn)行效率。通過這種控制方式，容易實(shí)現(xiàn)交通路網(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)度與優(yōu)化管理。在區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)控制中，系統(tǒng)的控制目標(biāo)根據(jù)需要可以有所不同，其目標(biāo)函數(shù)可以是網(wǎng)絡(luò)的總延誤和停車率的加權(quán)和，也可以是平均車隊(duì)長度或總的油耗等。同干線協(xié)調(diào)控制一樣，交通網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制的控制參數(shù)也是周期長度、綠信比和相位差。就其實(shí)質(zhì)而言，干線協(xié)調(diào)控制是網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制的特例，區(qū)域交通的協(xié)調(diào)控制是干線協(xié)調(diào)控制的推廣。區(qū)域交通信號控制也有兩種方式，一是離線優(yōu)化在線控制方式，另一種是在線優(yōu)化在線控制方式。交通信號點(diǎn)、線、面控制的基本關(guān)系可以用圖簡單表示。

2、按控制理念劃分

按控制理念劃分，可以把城市道路交通控制分為被動式控制與主動式控制兩種形式。

l)被動式控制。傳統(tǒng)意義上的城市交通控制主要是指交通信號燈的控制，其控制思想是以交通流為主體，選取適當(dāng)?shù)目刂品桨富蚩刂茀?shù)，或聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)生成控制方案或控制參數(shù)，通過控制交通信號使之適應(yīng)交通流主體的需求。表面上看交通是受信號指揮的，而實(shí)質(zhì)上交通信號是根據(jù)交通需求變化的。因此，在控制理念上，交通信號控制是一種被動式的交通控制模式。

2)主動式控制。交通配流與動態(tài)路徑誘導(dǎo)系統(tǒng)，能夠根據(jù)出行者的需求和道路交通的實(shí)時(shí)信息，通過優(yōu)化算法給出優(yōu)化的行駛路徑，通過對所控區(qū)域內(nèi)行駛的車輛發(fā)出指令和建議，使區(qū)域內(nèi)道路系統(tǒng)的交通負(fù)荷合理的均衡分布，以預(yù)防交通擁堵或阻塞的發(fā)生，即使阻塞發(fā)生也不會加劇，相反，通過對交通流的主動引導(dǎo)與合理分配而使得阻塞緩解或消除。動態(tài)路徑誘導(dǎo)系統(tǒng)對道路交通流具有引導(dǎo)或主動控制的意圖，從這個(gè)意義上，是一種主動式的交通控制模式。

3、按控制方式劃分

按控制方式可以把城市道路交通控制分為定時(shí)控制、感應(yīng)控制、自適應(yīng)控制和智能控制幾種類型。

(1)定時(shí)控制。定時(shí)控制方式以歷史交通流數(shù)據(jù)為依據(jù)，找出每個(gè)日/周和時(shí)舊的不同交通流變化規(guī)律，用人工方法或計(jì)算機(jī)仿真等手段預(yù)先準(zhǔn)備好不同日/周和不同時(shí)間區(qū)段內(nèi)使用的配時(shí)方案，將這些方案存儲在信號控制器或中心計(jì)算機(jī)中。在實(shí)施過程中可以用不同的方式調(diào)用這些配時(shí)方案，通?？捎萌諝v時(shí)鐘在規(guī)定的時(shí)間表控制下選用對應(yīng)的方案，也可以按車輛檢測器測量的實(shí)際交通需求選用合適的控制方案。定時(shí)控制屬于開環(huán)控制，不易根據(jù)車流狀況實(shí)時(shí)調(diào)整控制方案，更難以實(shí)現(xiàn)某種意義下的最優(yōu)控制。由于定時(shí)控制對交通信號機(jī)的要求低，無需實(shí)時(shí)交通量的檢測，因而仍然是目前城市道路交通系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛的一種控制策略。

(2)感應(yīng)控制。感應(yīng)控制的原理是根據(jù)車輛檢測器測量的交通流數(shù)據(jù)調(diào)整相應(yīng)的綠燈時(shí)間的長短和時(shí)間順序，以適應(yīng)交通流的隨機(jī)變化。這種方式比定時(shí)控制有更大的靈活性。感應(yīng)控制適用于飽和度較低或各向交通流相差較大的交叉口的控制，特別是在交通流沒有明顯的變化規(guī)律、隨機(jī)性較強(qiáng)的情形，其效果明顯。感應(yīng)控制源于單交叉口的車輛感應(yīng)控制，后經(jīng)發(fā)展，干線和交通網(wǎng)絡(luò)也利用了類似的控制方法。在實(shí)際系統(tǒng)中，感應(yīng)式控制有全感應(yīng)控制和半感應(yīng)控制兩種基本模式。

(3)自適應(yīng)控制。自適應(yīng)控制是根據(jù)檢測到的有關(guān)道路交通信息，并基于預(yù)測模型預(yù)測到的未來交通需求，從系統(tǒng)信號配時(shí)方案庫中選擇相應(yīng)的優(yōu)化方案，或?qū)崟r(shí)計(jì)算產(chǎn)生相應(yīng)的優(yōu)化控制方案實(shí)現(xiàn)交通自動控制。在自適應(yīng)控制中，信號方案的實(shí)施充分考慮了實(shí)時(shí)交通需求，所以能夠通過不斷修正控制參數(shù)來適應(yīng)交通流的動態(tài)隨機(jī)變化，為交通控制系統(tǒng)提供良好的控制精確性和實(shí)時(shí)性。自適應(yīng)控制是很有前途的城市交通信號控制方案，其缺點(diǎn)是需要安裝大量的檢測設(shè)備和通訊線路而使得系統(tǒng)造價(jià)相對提高。

(4)智能控制。嚴(yán)格意義上，智能控制不僅僅是交通信號的控制，而是整個(gè)交通系統(tǒng)的控制，即智能交通系統(tǒng)。智能交通系統(tǒng)是交通控制的最高層次，它將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、檢測傳感技術(shù)、自動控制理論、運(yùn)籌學(xué)、人工智能和計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)等一系列高新技術(shù)綜合運(yùn)用于交通運(yùn)輸各個(gè)子系統(tǒng)，從而建立起一種大范圍、全方位發(fā)揮作用的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的交通運(yùn)輸綜合管理體系。

智能交通系統(tǒng)把人、車、路和環(huán)境等交通運(yùn)輸系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)整合，從而使車、路的運(yùn)行功能一體化和智能化。智能交通系統(tǒng)是解決交通問題的必由之路，安全、高效、環(huán)保、低耗、快捷、舒適的綠色交通是智能交通的發(fā)展方向。

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責(zé)任編輯:何顯搶