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单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,,,,,,,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,*,,第八章 先进的交通治理系统,1、 概述,,先进的交通治理系统,,先进的交通治理系统〔Advanced Traffic Management Systems, ATMS)是智能运输系统的重要组成局部，它是依靠先进的交通监测技术，计算机信息处理技术和通信技术，对城市道路和市际高速大路综合网络的交通运营和设施进展一体化的掌握和治理，通过监视车辆运行来掌握交通流量，快速准确地处理辖区内发生的各种大事，以便使得客货运输到达最正确状态先进的交通治理系统目标,,为大中城市供给交通治理解决方案，在已有交通设施的根底上，改善已有路网运行状况，提高道路的有效利用率和交通流量，缓解车辆增加造成的交通需求压力同时，改善交通秩序，削减事故，提高行车安全，削减道路的拥挤程度和交通事故的发生率，削减因交通拥挤、事故等造成的出行时间延长现象ATMS的进展,,1963 年，世界 上第一个中心式的交通信号掌握系统在加拿大的多伦多建成，该系统将检测器的应用与交通信号掌握系统结合起来，利用交通掌握方法及通信技术进展交通治理，建立了早期的 ATMS 治理中心，实现了道路交通的集中掌握。

同一时期，在美国、欧洲和日本，也渐渐开头了城市道路中心式交通掌握系统〔CTSCS 〕及高速大路治理系统〔 FMS 〕的建设美国：,,美国的ATMS 要解决的问题是将高速大路与城市的交通治理结合起来，削减旅行时间，提高效率，更好地自动检测事故并建立完善的事故反响系统如：美国底特律智能运输中心，其ATMS 充分显示出先进的信息快速集中及处理技术该系统使用了 148 个电视监控镜头、 54 幅可变交通信息情报板、 2 419 个检测线圈、 2 070 个不同类型的信号掌握机以及由 9 座通信塔及 高速光纤形成通信系统经完善的该系统 ，可以实时监控高速大路的运行状况，提示监控人员潜在的事故隐患并能够供给一系列的处理方案；,再如：美国洛杉矶的自动交通监控和掌握系统，在1 17 0个穿插口，建立起 4509个检测器该系统使旅行时间削减达 18 % ，速度提高了 16 % ，穿插口延缓削减了44%同时，ATMS的使用还削减了事故的发生，提高了事故治理的效率日本：,,日本提出了面对21 世纪的通用交通治理系统 UTMS ( Universal Traffic Management System ) ，进一步明确了日本进展 ATMS的战略框架。

日本的 ATMS 不仅供给先进的信息采集和信息处理手段，并能将信息快速传递给交通参与者，使驾驶员和行人都受益，而且系统应用了红外线感应器和光信标等现代传感器，为ATMS的进一步进展打下了良好的根底 UTMS 包括：,〔1〕交通掌握中心ITCS;,,〔2〕公交车辆优先通行系统PTPS;,,〔3〕交通信息系统AMIS;,,〔4〕综合智能信息图像系统ITIS;,,〔5〕安全驾驶帮助系统DSSS;,,〔6〕车辆行驶治理系统MOCS;,,〔7〕动态引导系统DRGS;,,〔8〕环境爱护系统EPMS;,,〔9〕紧急救援系统HELP;,,〔10〕行人信息通信系统PICS;,,〔11〕紧急车辆优先系统PAST欧洲：,,欧洲ATMS的进展也有30年的历史，欧洲城市交通掌握系统〔 UTC 〕特地用于道路车辆安全系统的检测与掌握，系统主要表现在时间延误的削减和速度的提高上英国的 UTC 系统被称为绿信比相位差优化技术〔Split Cycle Offset Optimization Technique ，SCOOT〕由于城市交通掌握系统〔 UTC 〕和车辆治理系统〔VMS〕使汽车不仅提高了交通效率，而且还降低了 26 ％--30 ％有害气体排放，因而使城市的环境也得以改善。

中国：,,中国大中城市道路交通特点是人车混行，非机动车数量大，路口混乱，通过路口的车速低，以及道路根底设施不完善和人们交通安全意识不强等，因此，中国ATMS建设应当分阶段逐步进展，可承受从低级到高级逐步建设的原则分阶段建设的内容如下：,(1) 交通数据采集交通网络监视和检测，实时供给道路和交通状况数据(2) 交通数据分析交通流量分析和猜测，交通流量的模型识别，预报与分析，优化交通组织(3) 掌握治理策略的制定和优化城市交通掌握的优化，中心治理的动态掌握策略，穿插口自适应掌握，建立行人、车辆和非机动车掌握的模型4〕 出入口车辆监控高速大路，城市出入口的监控(5) 运输流量的掌握提高公共交通的效率(6) 交通信息效劳的供给，以缩短行程时间(7) 事故监测与治理，建立快速反响的紧急救援系统,,(8) 环境的监测和掌握2、ATMS系统构造框架,,ATMS主要特征,,〔1〕系统的集成化程度高它利用先进的通 信、计算机、自动掌握、视频监控技术，依据系统工程的原理进展系统集成,使得交通工程规划、 交通信号掌握、交通检测、交通电视监控、交通事故的救援及信息系统有机地结合起来，通过计 算机网络系统，实现对交通的实时掌握与指挥治理。

〔2〕信息的高速集中与快速处理ATMS由于运用先进的网络技术，猎取信息快速、实时、准确，处理速度高，提高了掌握的实时 性，ATMS的应用使交通治理系统中交通参与者与道路以及车辆之间的关系变得更加和谐， 缩短了旅行时间，使城市的交通变得更加有序ATMS主要的争论内容,,〔1〕城市道路中心式的交通信号掌握系统〔CTSCS)；,,〔2〕高速大路治理系统〔FMS);,,〔3〕事故治理系统〔EMS);,,〔4〕车辆排放监测和治理〔KMMS)ATMS组成,,先进的交通治理系统是由一系列的监视大路状况、支持交通治理与出行建议系统所组成：,,〔1〕 交通治理掌握中心〔TMC 〕 ;,,〔 2 〕交通流量检测系统〔TFDS ) ;,,〔 3 〕城市信号掌握系统〔 UTC 〕 ;,,( 4 〕交通电视监控系统〔 TNS ) ;,,( 5 〕交通信息效劳系统〔 TIS ) ;,,( 6 〕紧急求援与事故治理系统〔 EMS 〕依据信息流程系统可以分为四大局部，如以下图：,ATMS构造框图,,,,,,信息传输系统,ATMS,信息流程图：,,信息处理系统,信息提供系统,信息传输系统,信息采集系统,,1 〕信息采集系统,,交通指挥掌握中心进展交通掌握及治理的依据与根底是获得并综合各种交通信息〔如交通流量、车道占有率、车速等动态交通信息〕，道路信息〔路面破损、潮湿、积雪、冻结等路面状况〕、气象信息〔雨、雪、雾、阴、风等〕，这些信息均由各类信息采集终端供给应交通指挥掌握中心。

系统采集装置主要包括：车辆检测器、紧急 、交通探测车、气象检测器、视频监测系统、轴重计及超重录像系统、电子收费系统等2 〕 信息传输系统,,信息传输系统是掌握中心与信息采集、供给系统终端之间进展联系的主要渠道为了确保系统内部数据、语音、图像信息准确、准时地传输，以满足运营治理的通信需求，通常需要建立高速大路内部通信专用网信息传输系统由综合业务交换、通信传输、移动通信三个局部组成3 〕信息供给系统,,静态信息供给系统：,,依据道路的几何特征或交通治理阅历来设置，如固定式交通标志牌、路面标线等动态信息供给系统：,,利用计算机掌握的、可远程操纵的各种系统供给动态信息它是先进的交通治理得以实现的表达系统主要向出行人员或治理人员供给交通运输信息〔交通、路况、事故、气象等〕、公布命令或建议〔如限速、关闭匝道〕、向驾驶员供给建议路径等，促使出行者选择合理的出行方式和路线，使道路交通流量分布均匀，提高道路利用率，到达交通掌握与治理的目的系统主要包括如下装置：可变情报板系统、可变限速标志、 交通播送及路侧通信播送、信号灯掌握系统、公共信息 查询以及信息中心终端及网络等4 〕信息处理系统〔交通指挥掌握中心〕,,交通指挥掌握中心作为整个交通掌握与治理系统的神经中枢，指挥着其治理范围内的全部掌握设施的运转，其功能如下：,,(1) 实时自适应信号掌握；,,( 2 ) 供给丰富的出行信息；,,(3) 供给各种交通治理措施；,,(4) 构建交通信息数据库等。

交通指挥掌握中心既是一个广域通信网络的中心〔包括中心掌握系统内大路沿线全部的传感器以及信息、信号标志〕，又是先进的交通治理系统的指挥中心ATMS的效劳功能,,1 ) 信息供给,,系统能通过各种信息供给系统向出行者供给信息效劳，帮助出行者制定出行打算及出行时间，避开延误2 ) 交通掌握,,对高速大路和道路网进展综合的自适应掌握，优先考虑公众安全、公共交通或其它高承载率车辆，削减个人单独驱车出行的数量，并供给更多可供选择的出行方式3 ) 交通事故处理,,该效劳可帮助运输部门和治理人员猜测交通道路状况，从而实行相应的预防措施，避开潜在隐患的发生或使其影响降至最小4 ) 排放测试与污染防治,,排放测试与污染防治效劳承受先进的汽车排放测试系统确定有关的环保“热点”，并在空气质量敏感地区实行道路改线或对进入该敏感地区的大路入口加以掌握等措施 5 ) 应急治理,,应急治理可以提高对交通突发大事〔事故或灾难〕的报告和响应力量，改善应急响应资源配置，它包括紧急通告与应急车辆治理6 ) 电子收费,,电子收费是为了提高收费站通行力量，使驾驶人员不停车、不用现金，进展自动付帐，堵塞收费漏洞同时，通过收费站可以收集大量交通数据并供给应交通指挥掌握中心。

7 ) 提高养护操作效率,,为保证安全、通畅、舒适的道路行车环境，提高效劳水平，系统可对路面状况作出正确推断并对相应的养护作业供给工作打算和实施方案8 ) 特种车辆通行治理,,特种车辆的治理用来保障路面构造正常使用，避开事故发生系统包括：特种车辆通行许可的申请；业内工作的电子化处理；将通行路段信息存入数据库；将实际可通行路径信息供给应驾驶员等系统还包括一个自动不停车称重系统，以加快通行许可确实认过程3、城市交通治理系统,1〕 交通信号掌握系统概述,,19 世纪以来，为了解决交通信号的协调掌握问题，世界各国先后研制出很多交通信号掌握系统20 世纪 80 年月以来，由于计算机技术与通信技术的飞速进展，先进的交通自适应掌握系统〔 ATASCS 〕应运而生到 1995 年，全世界已有400多个大城市承受了先进的交通信号掌握系统先进的交通信号掌握系统是承受计算机联网掌握，依据穿插口的实时的交通流量，通过研制的交通模型和软件确定穿插路口红绿灯配时方案，实现整个交通网络的配时优化的信号掌握系统名词概念：,,,信号相位：,,在信号掌握穿插口,把每一种掌握状态〔一种通行权〕，即对各进口道不同方向所显示的不同色灯的组合，称为一个信号相位。

信号周期：,,是指各个行车方向完成一组色灯变换所需的总时间，它等于红灯时间+绿灯时间+黄灯时间信号相位方案：,,一个信号周期内，信号灯轮番给某些方向的车辆或行人安排通行权的一种挨次安排绿信比：,,是某一方向通行效率的指标，它等于一个相位内某一方向有效通行时间〔绿灯时间〕与周期长度之比2〕交通信号掌握方式：,,交通信号掌握方式主要分为点控、线控和面控〔区域掌握〕〔1〕点控方式：,,点控方式适用于相邻信号机距离较远、线控没有太大效果时，或因各相位交通需求变动显著，其穿插路口的信号周期和绿信比的独立掌握比线控更有效的状况 可以分为定周期掌握与交通感应掌握定周期掌握,,对应于交通需求的变动〔变动参数〕，将一天分为几个时间段，对应不同时间段设定不同的信号周期、绿信比等信号掌握参数，由时钟来掌握变换参数的掌握方式它适合于交通流量模式根本固定，并可以猜测的状况交通感应掌握方式,,是对应于交通状况的变动进展实时掌握的方式它依据车辆检测器测得的交通需求的变动，转变绿灯时间和周期长短的掌握，没有固定的信号周期其原理是在掌握的进口均设有车辆检测器，一相位起始绿灯〔时间由“初始绿灯时间”打算〕，当时始绿灯时间完毕时，假设在预先设定的时段内没有车辆到达，则变换相位；否则，绿灯延长预设的“单位绿灯延长时间”，假设车流不断，则连续延长，直到预设的“最长绿灯时间”时变换相位。

〔2〕线控方式：,,线控方式是将一条道路延长线上几个信号机在时间上相互联系起来进展信号掌握线控的主要特点是对几个信号机设定共同的周期长和确定各信号时间上的相对关系，即相位差其定周期掌握与点控方式根本一样该方式主要适合于交通流量比较稳定的路线区间，例如低峰时段、一般时段、拥挤时段分别有明显的交通模式的状况交通感应掌握方式是对应于变化的交通状况实时地转变掌握参数而进展掌握的方式名词概念〔线控方式〕：,,相位差：〔线控交通信号掌握关键参数〕,,① 确定相位差：,,各穿插口信号的绿灯或红灯的起点相对于掌握系统中参照穿插口的绿、红灯起点时间差② 相对相位差：,,指相邻两穿插口信号的绿、红灯起点的时间差周期长度：,,先按单个穿插口的信号配时方法，确定每个穿插口的周期长度，然后取最长的作为本系统的公共周期长度，其他穿插口也必需承受这个周期长度绿波交通,,绿波交通，就是指车流沿某条主干道行进过程中，连续得到一个接一个的绿灯信号，畅通无阻地通过沿途全部穿插口这种连续绿灯信号“波”是经过沿线各穿插口信号配时的细心协调来实现的完全意义的绿波只有在单向交通干线上才能实现，实现绿波的关键是设计相邻穿插口的相位差。

〔3〕面控方式：,,面控又称为区域交通信号掌握，其掌握对象是城市或城市的某个区域中全部穿插路口的交通信号机面控方式是将掌握区域内全部交通信号的掌握作为一个交通监控中心治理下的整体掌握系统，它是单点信号、干线信号和网络信号系统综合掌握的集成区域交通信号掌握系统一般为三级掌握方式，由中心治理掌握级、区域掌握中心和路口掌握机构成具有代表性的系统包括TRANSYT 系统， SCATS 系统以及SCOOT系统下面我们将对三种系统做一简要介绍TRANSYT 系统,,TRANSYT 〔Traffic Network Study Tool〕的原意是“交通网络争论工具”，是用作信号掌握网协调配时设计的一项先进技术， 是应用得最普遍的一种协调配时方法TRANSYT是一种用于固定配时掌握系统〔属于定时脱机式系统〕的设计方法，其思想是：,在固定配时系统中，信号周期是共同的〔或者有一局部穿插口承受双周期，即其周期长度为共用周期的一半〕，而且在一个确定的配时方案执行阶段内，每个穿插口上全部的各个信号阶段起讫时间点〔相对于一个周期长度的比例〕是固定不变的为了适应交通量随时间而变化的客观状况，就要拟定适合于不同交通状况的配时方案，以供不同时段使用。

对于任何的信号掌握的道路网， THANSYT 利用本身的交通模型和优选方法，都可建立上述配时方案SCATS系统,,SCATS系统是一种自适应掌握系统该系统因最初应用于澳大利亚悉尼市而得名，它实际上也是一种实时的配时〔参数〕方案选择系统SCATS 系统是寻求一种能最大限度地削减路网上车流延误和停顿的配时参数优化算法，用以对三项参数〔信号周期、绿信比及绿时差〕进展优选此系统有一套以实时交通数据为根底的“算法”，用于实时方案选择按不太严格的归类，这种系统也可算作一种实时反响掌握系统SCATS 系统的构造层次大体上可分为：中心监控中心、区域掌握中心和信号掌握器中心监控中心,,对整个掌握系统运行状况及各项设备工作状态进展集中监视；此外，还治理系统数据库，对地区掌握中心的各项数据及每台信号机的运行参数作动态更新区域掌握中心,,实行对信号掌握机的掌握通常将地区信号机分成假设干子系统，每个子系统由1-10台信号机组成系统内部各子系统之间存在肯定的协调关系随交通状况的实时变化，子系统既可以合并也可分开信号掌握器,,掌握路口信号灯依据配时方案工作SCOOT系统,,SCOOT〔Split-Cycle-Offset Optimixation Technique) , 即“绿信比、信号周期及绿灯起步时距优化技术”，是一种对交通信号网实行实时协调掌握的自适应掌握系统。

SCOOT 包含了一个用于联机计算的实时交通猜测模型，可以对穿插口停车线断面上的车流方式、车辆受阻排队状况以及拥挤程度作出定量的猜测，并进一步计算出对应于各种配时参数组合的路网运行指标 PI值〔交通费用〕 这一模型和 TRANSYT 所使用过的交通猜测模型特别相像，所不同的仅仅是SCOOT为联机运行， TRANSYT为脱机运行正由于 SCOOT使用了联机实时交通模型，就无须事先预备任何后备〔供实时选择〕配时方案从这个意义上 说，这种系统的运行完全可以从“零”开头假设把前面介绍的几种实时方案选择系统称为“半 自适应掌握”系统，SCOOT则可以称作“全自适应掌握”系统SCOOT系统特点：,,〔1〕广泛的适用性〔2〕SCOOT 系统对配时参数的优化是承受连续微量调整的方式，即每个信号周期内，只对绿信比和绿灯起步时距作+-〔 ls -4s 〕的调整；,,〔3〕在 SCOOT 系统中，由于频繁调整，无须猜测将来假设干分钟内路上交通状况的变化；,,〔4 〕个别车辆检测器错误地反响信息几乎不影响 SCOOT 系统对信号配时参数的优化，而且该系统对这类错误的信息有自动鉴别和淘汰的功能〔5〕对实时交通状况的变化反映灵敏 。

〔6〕SCOOT 系统可供给各种反映路网交通动态状况的信息，为制定综合治理决策制造了有利条件3〕先进的交通信号掌握系统,,先进的交通信号掌握系统的功能．,,〔1〕提高现有道路的交通效率；,,〔2〕改善道路交通安全；,,〔3〕削减能量消耗和环境污染；,,〔4〕收集交通信息，供给交通情报；,,〔5〕强化交通执法和指挥交通诱导，为整个社会供给综合的经济效益事实证明，现代化的交通掌握是缓解城市交通问题的重要措施之一先进的交通信号掌握系统的组成．,,交通信号掌握系统是由中心掌握主机、交通信号掌握器、交通信号灯以及车辆检测器等设施组成〔1〕中心掌握主机：,,中心掌握主机是系统的中心设备，其主要依据接收到的图像、文字、数据等各类交通信息，准确、准时了解到管辖区内的交通流量和交通突发大事等实际交通状况，利用帮助决策系统供给的预案，准确直接地掌握路口信号灯，实现科学决策的治理〔2〕 路口信号机：,,路口信号机是交通信号的掌握器，其主要用于路口的信号灯掌握，其既可以独立地实现掌握，又可以实时地采集交通信息供给应中心掌握机作为决策的依据〔3〕 车辆检测器：,,车辆检测器是一种感应器，主要分为电磁感应器、超声波感应器和视频检测器等几种，它用以采集交通流的变动数据，供给实时掌握的参数。

〔4〕交通信号灯：,,是一种信号指示器，主要有LED形式和一般灯泡形式LED形式牢靠性强，更加敏捷便利此外，在上述硬件平台的支持下开发的现代化的交通信号治理软件是实时准确地掌握交通信号不行缺少的一局部集成化的软件系统能够依据区域、各路口的交通信息做出正确的决策，是实现自适应实时地掌握交通信号系统运行的保障47,,作业：,,1、从信息流角度看，ATMS由几局部组成？简述各局部功能?,,2、交通信号掌握的方式有哪几种？内容是什么？,,3、试解释概念：信号周期、信号相位、绿信比、相位差、绿波交通4、试描述TRANSYT,SCATS,SCOOT三种面控系统的根本思想及三者的区分。