交通信號控制系統(tǒng)

1、交通信號控制系統(tǒng)Urban Traffic Signal Control System課程介紹,北方工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化系,管理資料,自我介紹,姓名：王 力單位：北方工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化系研究室：智能交通研究所聯(lián)系方式：88802861(O) 五教1003室 Email: li.wang@ncut.edu.cn歡迎大家來討論交流！,,教學(xué)內(nèi)容,第1章 緒論（2學(xué)時(shí)）第2章 交通基礎(chǔ)理論（2學(xué)時(shí)）第3章 交通信號控制基礎(chǔ)（

2、2學(xué)時(shí)）第4章 交通信號控制方法（2學(xué)時(shí)）第5章 集中式交通信號控制系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)）第6章 網(wǎng)絡(luò)式交通信號控制系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)）第7章 交通信號仿真系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)）第8章 智能交通系統(tǒng)與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)簡介（2學(xué)時(shí)）,,1.每周一上午2學(xué)時(shí)，共8周2.參考資料：《交通規(guī)劃》《交通工程學(xué)》《交通流理論》《交通信號控制工程》《交通管理與控制》《城市交通流網(wǎng)絡(luò)平衡:理論與實(shí)踐》 《vissim仿真軟件手冊》

3、《復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)》3.考試方式: 待定,課程安排,,參考資料（網(wǎng)站）,【1】城市交通 http://www.chinautc.com/Index.asp（建設(shè)部城市交通工程技術(shù)中心）【2】中國交通技術(shù)論壇 http://www.tranbbs.com/【3】流體中文網(wǎng) http://www.cfluid.com/ 【4】美國PATH工作組 http://www.path.berkeley.edu/ 【5】美國密尼蘇達(dá)交通信號組 h

4、ttp://signal.umn.edu/ 【6】英國TRL實(shí)驗(yàn)室 http://www.trl.co.uk/ 【7】中國交通信息中心 http://www.ccic.com.cn/【8】國家智能交通系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心 http://www.itsc.com.cn/【9】上海城市綜合交通信息網(wǎng) http://www.scctpi.gov.cn/【10】中國交通綜合信息網(wǎng)絡(luò) http://www.sunroad.net/【1

5、1】 ITS America http://www.itsa.org/home.nsf【12】 ITS Japan http://www.its-jp.org/english/【13】 ITS Europe http://www.ertico.com/,,,交通信號控制系統(tǒng)Urban Traffic Signal Control System第一章概 述,北方工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化系,管理資料,本章要點(diǎn),交通的發(fā)展與本質(zhì)交通問題研

6、究的基本格局交通學(xué)科的發(fā)展脈絡(luò)交通流的產(chǎn)生與演化交通信號控制的根源及歸宿,,1-1 交通的本質(zhì)與研究內(nèi)容,,何為交通？辭海官方：交通是各種運(yùn)輸和郵電通信的總稱 ?運(yùn)輸：鐵路、公路、水路、航空和管道五種方式 ?郵電：郵政和電信城市交通：衣食住行 ?交通是城市的命脈,沒有交通便沒有城市 ?必要客流、物流的移動(dòng) ?不只是交通工具的移動(dòng)交通變遷：?步行時(shí)代?馬車時(shí)代 ?汽車時(shí)代 ?高速公路

7、時(shí)代?智能運(yùn)輸時(shí)代,,交通與城市衣食住行：行已成世界性難題 城市是由建筑、交通及生態(tài)環(huán)境(不只是綠化)組成：建筑是凝固的藝術(shù)、交通是連接靜態(tài)建筑的動(dòng)態(tài)風(fēng)景線；交通設(shè)施建設(shè)用地占城市用地10%~40%；城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)規(guī)模與基本功能（交通規(guī)劃）；交通設(shè)施的功能及其建設(shè)位置與形式（土木工程、交通工程）設(shè)施建設(shè)與有效利用的關(guān)系（交通管理與控制）交通設(shè)施投資成為城市建設(shè)投資的主體； 交通需求非剛體，具有可壓縮

8、性（單雙號限行、擁擠收費(fèi)）,,交通問題——世界性難題,,交通問題的主要成因,交通需求快速增長與交通供給之間矛盾難以短時(shí)間緩和；城市規(guī)劃的不當(dāng)：土地使用性質(zhì)、人口的分布不當(dāng)； 交通規(guī)劃不當(dāng)：交通設(shè)施規(guī)模、設(shè)施分布（空間分布）、設(shè)施結(jié)構(gòu)（不同規(guī)格的設(shè)施）、交通系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（公共交通和個(gè)體交通、大容量交通和小容量交通系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）不當(dāng)； 交通設(shè)施的設(shè)計(jì)不當(dāng)：不重視交通功能的交通設(shè)施設(shè)計(jì)，土木工程為主的設(shè)施設(shè)計(jì)； 交通設(shè)施使用不當(dāng)：城市和交通管

9、理的技術(shù)和手段遲后； 交通政策的不當(dāng)：不當(dāng)?shù)臎Q策過程和建設(shè)與投資政策，影響上述工作的合理化，影響投資與運(yùn)營效益的發(fā)揮。交通控制手段的運(yùn)用不當(dāng)：交通組織、信號控制系統(tǒng)、誘導(dǎo)系統(tǒng)、停車管理系統(tǒng)、交通執(zhí)法管理等手段使用不當(dāng)，,,交通問題研究的基本格局,按交通問題產(chǎn)生的時(shí)間順序分交通規(guī)劃理論：解決為什么修路、在哪修路、修什么路（高速路、快速路、主干道、次干道等）的問題交通工程理論：研究道路線型設(shè)計(jì)、交通對象（車輛/人）特性 、交通流

10、理論、道路交通特性（路段/交叉口通行能力）交通管理與控制理論：政策管理：限行、擁擠收費(fèi)、公交票價(jià)、油價(jià)等靜態(tài)交通管理：車輛和人按照什么流向走（交通組織與交通渠化）、車停在哪（停車管理）動(dòng)態(tài)交通管理誘導(dǎo)：VMS、短信、網(wǎng)站、廣播信號控制：手動(dòng)、自動(dòng)、點(diǎn)控、線控、面控交通違法管理,,,交通系統(tǒng),人/物,交通工具,交通設(shè)施,交通環(huán)境,信息,交通規(guī)則,,安全、通暢、便捷、效率,先進(jìn)的交通系統(tǒng),交通問題研究的基本格局,按交通系統(tǒng)的

11、構(gòu)成要素分,,安全、舒適、智能、環(huán)保、高效,智能交通系統(tǒng),,信息技術(shù)、電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、視頻技術(shù)……,,交通信號控制領(lǐng)域可能涉及的研究內(nèi)容（1）,交通工程設(shè)計(jì)方法：交通流調(diào)查、交通組織、交通渠化、交通管理設(shè)施設(shè)計(jì)交通流理論：交通流基本規(guī)律，速度、流量、占有率等交通參數(shù)的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)交通流的演化規(guī)律交通流網(wǎng)絡(luò)均衡理論交通信號控制技術(shù)（軟件、硬件）交通流檢測：線圈、微波、視頻、雷達(dá)、浮

12、動(dòng)車交通特殊事件檢測：擁堵、事故、低能見度交通信號控制分析：綠信比、周期長、控制方式交通信號控制設(shè)備：信號機(jī)、信號燈、倒計(jì)時(shí)交通信號控制系統(tǒng)：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)算模型、控制模式、控制策略特殊交通信號控制系統(tǒng)：公交優(yōu)先、特殊勤務(wù)、應(yīng)急疏散、重大活動(dòng)等,,交通信號控制領(lǐng)域可能涉及的研究內(nèi)容（2）,與交通信號相關(guān)的交通管理技術(shù)交通誘導(dǎo)系統(tǒng)（軟硬件）：信息獲取、誘導(dǎo)策略、信息發(fā)布交通違法管理系統(tǒng)：違法檢測、抓拍、交通沖突分析技術(shù)：機(jī)-

13、機(jī)、機(jī)-人、機(jī)-非沖突檢測與分析智能交通信息處理技術(shù)短時(shí)交通流預(yù)測、旅行時(shí)間預(yù)測交通信號仿真系統(tǒng)交通圖像處理技術(shù)：采集、壓縮、前景建模、目標(biāo)跟蹤與識(shí)別地理信息系統(tǒng)GIS車輛無線定位系統(tǒng)GPS多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)應(yīng)用無線通信技術(shù)應(yīng)用射頻技術(shù)應(yīng)用………….對象、手段、目標(biāo)、效果！,,1-2 交通學(xué)科的發(fā)展脈絡(luò),“The aim of basic research in traffic science is to disc

14、over the fundamental laws governing traffic systems. The main aim of traffic engineering is on planning, design and implementation of transportation network and traffic control systems.”       “交通科學(xué)的

15、基礎(chǔ)研究的目的是發(fā)現(xiàn)制約交通系統(tǒng)的基本規(guī)律；而交通工程的主要目的在于交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)和交通控制系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建立。” ——Phys. Rept. 2000, 329: 199-329http://www.cfluid.com/bbs/viewthread.php?tid=43501&extra=&page=1,,

16、國外交通學(xué)發(fā)展歷史,1939年形成于美國1940年后歐洲也發(fā)展起來1950年以后澳洲（新南威爾士大學(xué)）1960年代日本的發(fā)展（京都大學(xué)）1978年中國的發(fā)展（同濟(jì)大學(xué)）,交通工程（Traffic Engineering）交通運(yùn)輸工程(Transportation Engineering ),,,研究領(lǐng)域的發(fā)展 ?交通流理論、通行能力(1976年~) ?交通控制與管理(1980年~) ?交通規(guī)劃與交通設(shè)計(jì)(1986年

17、~) ?交通誘導(dǎo)系統(tǒng)(1991年~) ?交通環(huán)境(1993年~) ?智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)(ITS) ，連續(xù)流交通控制與管理系統(tǒng)理論(1994年~) ?交通影響分析，公共交通系統(tǒng)，交通系統(tǒng)分析理論（交通網(wǎng)絡(luò)模型、可靠性理論、交通選擇行為理論、優(yōu)化理論、交通仿真系統(tǒng)等)(1996年~) ?面向未來、適應(yīng)未來的新理論、新技術(shù) (現(xiàn)代交通學(xué)),中國交通學(xué)科發(fā)展,,學(xué)科演變： ——道路、鐵道、汽車、數(shù)學(xué)、心理學(xué)等專業(yè)

18、轉(zhuǎn)向 ——交通工程成為專業(yè)； ——本科專業(yè)運(yùn)輸工程：交通運(yùn)輸、交通工程； ——研究生專業(yè)： 一級學(xué)科—交通運(yùn)輸工程； 二級學(xué)科—1)道路與鐵道工程； 2)交通信息工程與控制； 3)交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理；

19、 4)載運(yùn)工具運(yùn)用,,國內(nèi)交通運(yùn)輸工程學(xué)科發(fā)展簡況 1)最早擁有交通運(yùn)輸工程一級學(xué)科的大學(xué)： 同濟(jì)大學(xué)(面向道路、鐵道、機(jī)場) 東南大學(xué)(面向道路為主) 西南交大(面向鐵路為主) 北方交大(面向鐵路為主) 長安大學(xué)(面向道路為主) 2)第二批擁有交通運(yùn)輸工程一級學(xué)科的大學(xué)： 北京航空航天大學(xué)(

20、面向航空為主)3)第三批擁有交通運(yùn)輸工程一級學(xué)科的大學(xué)： 吉林大學(xué),,國內(nèi)重點(diǎn)學(xué)科分布 擁有兩個(gè)重點(diǎn)學(xué)科的大學(xué)：同濟(jì)大學(xué)（道路與鐵道、交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理）、北方交通大學(xué)（規(guī)劃與管理、信息工程與控制）、西南交大（道路與鐵道工程、載運(yùn)工具運(yùn)用） 國內(nèi)交通運(yùn)輸工程學(xué)科長江學(xué)者分布 同濟(jì)大學(xué)：道路與鐵道工程、交通信息工程與控制； 東南大學(xué)：道路與鐵道工程、 交通運(yùn)輸規(guī)劃與控制； 西

21、南交大：交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理； 北京交大：交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理； 北京工業(yè)大學(xué)：交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理； 吉林大學(xué)：交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理,,1-3 交通流的產(chǎn)生（交通需求分析）,,交通需求分析,,,1交通生成預(yù)測,,2交通分布預(yù)測,,3交通方式劃分,,,,4交通流分配,,,,網(wǎng)絡(luò)平衡分配,,,常規(guī)“四階段”預(yù)測模型,,1-4 交通信號控制的本質(zhì),,交叉口交通工程設(shè)計(jì)的本質(zhì)：從空間上減少交叉口交通沖突點(diǎn)1．采

22、用渠化交通。在交叉口內(nèi)合理布置交通島、交通標(biāo)志和標(biāo)線、或增設(shè)車道等，引導(dǎo)各方向車流沿一定路徑行駛，減少車輛之間的相互干擾。如環(huán)形平面交叉可消滅沖突點(diǎn)。2．修建立體交叉。將相互沖突的車流從通行空間上分開，使其互不干擾。這是解決交叉口交通問題最徹底的辦法。,交通控制的本質(zhì)----減少交通沖突發(fā)生,,交叉口交通信號控制的本質(zhì)：交通“點(diǎn)”控的本質(zhì)從時(shí)間上減少交叉口交通沖突數(shù)量車輛通過的時(shí)間長短交通“線”控的本質(zhì)在保證其他交通節(jié)點(diǎn)壓力