第十一章區(qū)域交叉口信號(hào)協(xié)調(diào)控制4.Scoot系統(tǒng)與ACTRA控制系統(tǒng)交通管理與控制主講人：王昊4.1Scoot系統(tǒng)簡(jiǎn)介——SCOOT系統(tǒng)于1973年開(kāi)始研究，1977年在哥拉斯格現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，1979年英國(guó)推廣?！桨干墒娇刂葡到y(tǒng)SCOOT（split，cycleandoffsetoptimizationtechnique）即綠信比——周期——相位差優(yōu)化技術(shù)。SCOOT是在TRANSYT的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，不同的是SCOOT是方案生成式控制系統(tǒng)，通過(guò)安裝與各交叉口每條進(jìn)口道最上游的車(chē)輛檢測(cè)器所采集的車(chē)輛到達(dá)信息，聯(lián)機(jī)處理，形成控制方案，連續(xù)的實(shí)時(shí)調(diào)整綠信比、周期時(shí)長(zhǎng)及綠時(shí)差這三個(gè)參數(shù)，使之同變化的交通流相適應(yīng)。路網(wǎng)上的實(shí)時(shí)交通狀況車(chē)流檢測(cè)及數(shù)據(jù)處理下游停車(chē)線斷面流量圖示現(xiàn)行控制方案的PI值現(xiàn)行配時(shí)參數(shù)各交叉口車(chē)輛排隊(duì)故障監(jiān)視系統(tǒng)檢測(cè)交通模型現(xiàn)行配時(shí)參數(shù)方案調(diào)整配時(shí)后的PI值配時(shí)參數(shù)數(shù)組存儲(chǔ)單元對(duì)路網(wǎng)執(zhí)行監(jiān)控最新優(yōu)化配時(shí)參數(shù)對(duì)配時(shí)參數(shù)作調(diào)整配時(shí)參數(shù)優(yōu)選繼續(xù)調(diào)整調(diào)整完畢SCOOT系統(tǒng)的基本原理圖SCOOT系統(tǒng)的特點(diǎn)1）SCOOT系統(tǒng)是一種兩級(jí)結(jié)構(gòu)，上一級(jí)為中央計(jì)算機(jī)，下一級(jí)為路口信號(hào)機(jī)。2）通過(guò)車(chē)輛檢測(cè)器獲得交通量數(shù)據(jù)（每秒4次采樣），以此為依據(jù)建立交通流模型。3）綠信比、相位差和周期的優(yōu)化均通過(guò)模型進(jìn)行。

4）為了避免信號(hào)參數(shù)突變對(duì)交通流產(chǎn)生不利的影響，SCOOT在優(yōu)化調(diào)整過(guò)程中均采用小增量方式。5）具有公交車(chē)輛和緊急車(chē)輛優(yōu)先功能。4.2Scoot系統(tǒng)優(yōu)化配時(shí)的主要環(huán)節(jié)（1）檢測(cè)SCOOT使用環(huán)形線圈式電感檢測(cè)器實(shí)時(shí)地檢測(cè)交通數(shù)據(jù)。路邊不允許停車(chē)的情況下，可埋在車(chē)道中間。所有車(chē)道都要埋設(shè)傳感器，一個(gè)傳感器檢測(cè)一條或兩條車(chē)道，兩條車(chē)道合用一個(gè)傳感器時(shí)，傳感器可跨在分道線中間。（2）子區(qū)

SCOOT系統(tǒng)劃分子區(qū)也由交通工程師預(yù)先判定，系統(tǒng)運(yùn)行就以劃定的子區(qū)為依據(jù)，運(yùn)行中不能合并，也不能分拆，但SCOOT可以在子區(qū)中存在雙周期交叉口。（3）模型周期流量圖示車(chē)隊(duì)預(yù)測(cè)排隊(duì)預(yù)測(cè)擁擠預(yù)測(cè)效能預(yù)測(cè)（4）優(yōu)化1）優(yōu)化策略：對(duì)優(yōu)化配時(shí)參數(shù)隨交通到達(dá)量的改變而作頻繁和適量調(diào)整。調(diào)整量雖小，但由于調(diào)整次數(shù)頻繁，就可由這些頻繁調(diào)整的連續(xù)累計(jì)來(lái)適應(yīng)一個(gè)時(shí)段內(nèi)的交通變化趨勢(shì)。這樣的優(yōu)化策略是SCOOT成功的主要原因之一。

2）優(yōu)化次序：SCOOT在每次改變信號(hào)配時(shí)方案前，頻繁按此輪流優(yōu)化周期時(shí)間、綠信比與綠時(shí)差。SCOOT系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)：靈活、準(zhǔn)時(shí)，結(jié)果更加有效、可靠。SCOOT系統(tǒng)的主要不足：相位不能自動(dòng)增減，相序不能自動(dòng)改變；獨(dú)立的控制子區(qū)的劃分不能自行解決，需人工確定；現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試時(shí)相當(dāng)繁瑣。4.3Scoot系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)4.4ACTRA控制系統(tǒng)——

集方案生成和方案選擇于一體的區(qū)域協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)——

西門(mén)子公司開(kāi)發(fā)，是目前世界上技術(shù)比較先進(jìn)的交通信號(hào)控制系統(tǒng)軟件之一ACTRA的控制結(jié)構(gòu)由三大模塊組成：中心控制模塊、通信模塊及路口信號(hào)控制模塊。（1）ACTRA系統(tǒng)控制模式：ACTRA系統(tǒng)有多種控制模式，大體分為14種。重點(diǎn)介紹有別于其他系統(tǒng)的4種控制模式。

1）系統(tǒng)時(shí)間表控制：時(shí)間表控制為一組路口設(shè)定1天或1周的配時(shí)方案，該模式屬于方案選擇式控制模式，適用于交通流特性穩(wěn)定的路口。

2）干線協(xié)調(diào)控制：協(xié)調(diào)控制可進(jìn)行時(shí)間表和感應(yīng)式線協(xié)調(diào)控制。感應(yīng)式協(xié)調(diào)在保證干線協(xié)調(diào)控制時(shí)，根據(jù)非協(xié)調(diào)相位或沖突方向的請(qǐng)求，自行調(diào)整綠信比和相位差。

4.4ACTRA系統(tǒng)控制模式及優(yōu)化3）交通響應(yīng)控制：交通響應(yīng)控制時(shí)ACTRA系統(tǒng)根據(jù)路口檢測(cè)的流量和占有率，動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)的周期、綠信比和相位差等參數(shù)，然后再選擇方案庫(kù)里最為匹配的方案進(jìn)行實(shí)施。

4）區(qū)域協(xié)調(diào)自適應(yīng)（ACS-Lite）：ACTRA采用的是區(qū)域協(xié)調(diào)自適應(yīng)算法ACS-L（adaptivecontrolsystemlite）。該算法根據(jù)系統(tǒng)檢測(cè)器的交通信息，對(duì)交通參數(shù)自動(dòng)進(jìn)行優(yōu)化并執(zhí)行優(yōu)化配時(shí)方案，以提高區(qū)域通行能力。

（2）優(yōu)化

ACTRA系統(tǒng)區(qū)別于SCOOT的最大優(yōu)點(diǎn)是它所具有的感應(yīng)式線協(xié)調(diào)控制功能。保持周期恒定，根據(jù)各方向?qū)嶋H需求合理分配綠信比。ACTRA系統(tǒng)采用區(qū)域協(xié)調(diào)自適應(yīng)算法ACS-L（adaptivecontrolsystemlite）：首先在交通響應(yīng)或時(shí)間表控制模式框架中利用當(dāng)前戰(zhàn)略控制周期、綠信比和相位差，然后執(zhí)行ACS-L“在線優(yōu)化”，對(duì)當(dāng)前時(shí)刻相位差和綠信比進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)控制，最后通過(guò)過(guò)渡執(zhí)行器，平滑過(guò)渡轉(zhuǎn)換的模式來(lái)執(zhí)行優(yōu)化方案。時(shí)間表或交通響應(yīng)確定一個(gè)戰(zhàn)略方案相位差、綠信比優(yōu)化模式轉(zhuǎn)換平滑過(guò)渡在線優(yōu)化器過(guò)渡執(zhí)行器本地信號(hào)控制器每天執(zhí)行每周期執(zhí)行每秒執(zhí)行第十二章高速公路交通管理與控制1.高速公路交通交通管控概述交通管理與控制主講人：王昊12.1高速公路發(fā)展概況德國(guó)——1919年，最早修建高速公路目的：主要服務(wù)于政治、軍事目的的交通運(yùn)輸我國(guó)最早的高速公路滬嘉高速公路：1988年建成通車(chē)，雙向四車(chē)道，設(shè)計(jì)時(shí)速120km/h沈大高速公路：1990年建成通車(chē)，雙向四車(chē)道，設(shè)計(jì)時(shí)速120km/h到1999年10月31日，濟(jì)泰高速公路建成，中國(guó)發(fā)展一萬(wàn)公里高速公路，用了10年時(shí)間；目前，我國(guó)高速公路通車(chē)總里程已達(dá)10.4萬(wàn)公里，位居世界第一。12.2高速公路的特點(diǎn)設(shè)計(jì)年限：20年。幾何形態(tài)：中央分隔、立交、全封閉交通特性：車(chē)速、通行能力配套設(shè)施：服務(wù)區(qū)、標(biāo)志標(biāo)線其他：投資、安全、環(huán)境影響中央分隔：對(duì)向車(chē)流隔離，寬度3~20米；立交：互通式、分離式全封閉：設(shè)置專(zhuān)用進(jìn)出口幾何形態(tài)交通特性車(chē)速：設(shè)計(jì)車(chē)速高于其他等級(jí)公路，100~120km/h通行能力：通行能力大于其他等級(jí)公路，2000~2400pcu/h/lane12.3高速公路交通管理與控制的主要內(nèi)容車(chē)道管理：高速公路車(chē)道功能劃分。目的：提高通行效率與交通安全按照車(chē)型對(duì)車(chē)道功能進(jìn)行劃分對(duì)不同的車(chē)道設(shè)置不同的限速值體現(xiàn)的交通管理原則：分離原則高速公路智能交通系統(tǒng)：綜合應(yīng)用交通控制技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等手段實(shí)現(xiàn)對(duì)高速公路交通運(yùn)行的全方位智能化管控。高速公路入口控制：入口匝道流量控制。應(yīng)用交通信號(hào)，控制從匝道匯入主線的流量，降低匝道交通對(duì)主線交通的影響，保持主線交通流的穩(wěn)定。高速公路出口控制：出口匝道流量控制。出口匝道控制分為出口流量調(diào)節(jié)和出口匝道關(guān)閉兩種。出口匝道控制極少使用.出口匝道的流量調(diào)節(jié)通常目的是為了減少高速公路出口流