智能交通信号控制系统及控制策略浅谈

文/王东宇 鲁长柱，.身份证号：40599000856；.身份证号：45498965635

智能交通信号控制系统及控制策略浅谈

文/王东宇1鲁长柱2，1.身份证号：410521199001081516；2.身份证号：411524198911265635

随着我国社会、经济的高速发展和城市化、自动化进程的加快,我国机动车辆拥有量及道路交通量急剧增加。交通拥挤的加剧不仅造成巨额的经济损失,而且将会导致交通事故的增加和环境污染的加剧。智能交通系统是解决交通拥堵问题的重要途径，城市交通信号控制是当前控制领域和交通工程领域的研究热点之一，也是智能交通系统的重要组成部分。本文从智能交通控制系统的内容入手，着重提出交通控制的方法策略，以期为各位读者朋友提供参考。

智能交通信号；控制系统；线控调控

1 前言

加强对于智能交通信号的控制系统及其控制策略的研究，不仅对于直接提高交通服务满意度有着重大意义，同时对于提升公共交通效率，进而对整个社会经济与技术结构朝着更加智能化的道路前进也起到巨大作用。因而，只有做好相关方法探究，并积极地运用于实践，才能以此满足社会发展的需要。

2 智能交通信号控制系统的具体架构

在城市交通信号的控制中主要囊括了交叉路口信号控制、UTC模型、分布式的数据管理、路径诱导以及UTC集成化控制系统等。简单来说这些控制内容主要有以下几个方面：

2.1 关于智能交通信号的子系统

智能交通系统中具有复杂性和系统性， 主要通过多个子系统间的相互协调来完成分布在各个路段的管控工作。有关智能交通信号的控制系统又可以包括了平均车速、交通流量、交通密度、饱和交通流量、通行能力以及交通流量和交通密度之间的关系。其中，交通流量指的是N辆汽车gn 道路S的比值，交通密度指的是在所考察的区间内车辆数N同道路长度S间的比值。因而，交通流量同交通密度间的模型关系则可以表示如下：

上式中：v1——车速（m/s）；

p1——车辆阻塞密度（辆/m）。

在通常情况下v1的值是介乎于道路限速和预计的车速之间的，而p1的值则主要在115～155 的范围之内。从式（1）及交通实践中不难得出，在道路交通中，交通的密度值越大，其平

均的车速也就越缓慢。据此，对于交通流量和交通密度的模型情况进行推导则为：

从式（2）中可以看出，交通流量为其密度模型的一支抛物线，在 p 没有超出其特定范围时，则q是随着p值的增大而同步增大的，而当p超过特定数值之后，则q会随着P值的增大而逐渐减小，因而只有探求到最为合理的交通密度，才能既保障交通出行的目的，同时也能够确保车辆流通速度能够符合要求。

2.2 关于点控制的相关内容

在单一的十字路口中会由交通信号来控制车流，这既可以对地域相对孤立偏僻的郊区或其他平面路口的交通信号完成较好的控制管理，同时也能够是吸纳线性、面性的多方位控制效果，从捕捉到的信息内容中进行分析，从而得出具体管控方案。从实施情况上来看，我国在单一的路口环境中的调整策略具有定时性，并且这种调控没有主次分别，所以这也会导致不论实际交通情况出现什么变化，而交通信号始终是恒定的，从而不能满足社会发展与人们实际出行的需求。由此，智能型的交通信号灯则显得尤为重要。简单来说该控制系统则能在一定的周期范围内，智能信号灯可以根据不同的车流、人流状况，从而对信号灯情况做出调整，增加绿色信号等比重与单一路口相位数等，一般情况下这种周期时长应在低于36s或是超出150s的情形下完成。

3 智能交通信号控制系统的控制策略

智能交通信号控制系统的具体控制策略，简要概括起来主要包含以下方面的内容：

3.1 关于智能信号灯的控制策略

（1）在有车辆驶来的情况下，不论次路是否有车，则调控的策略如下：当智能系统检测到前方有车辆行驶过来时，则主路为绿灯；当主路有连续车辆经过时，主路为继续路灯，在绿灯时间达到最大值时这时可变换为次路绿灯； 当次路上的绿灯信号时间超多最小时长时，应改变为主路绿灯；当主路有连续车辆并且达到最小的绿灯时长后，则次路绿灯通行。

（2）在主路没有车辆而次路驶来车辆的情况下，主要调控方式主要为：当次路出现车辆而主路没车的情况下，次路应当为绿灯；当主路驶来车辆，而次路已达到绿灯最小时长时，则主路为绿灯，反之则次路绿灯；而在主路没有车辆行进次路已经达到最小的绿灯时间时，则主路为绿灯，反之则次路继续转为绿灯。

3.2 关于绿灯时间的最小与最大化的设计

通常情况下要结合行人与非机动车的情况进行考虑，举例来说，设次干路的道路车道是x，而主干路的车道数目为nx，个人的步行速度是v，单行车道的宽度为H，交通信号灯的周期时间值为T，则有以下表示：

最小的绿灯时间：t1=nxH/v（3）

最大的绿灯时间：t2=T-t 1（4）

3.3 从线控的方向对交通信号进行调控

线控方式即为“绿波带”控制，指的是在具体某路段中，车辆是以一定速度行驶着的， 假设在前行的第一个道路口便遇到了红灯，则之后的路口便会全部遇到绿灯。假设在第一个道路口遇到的是绿灯，那么随后车辆所经过的路口则也为绿灯，这样的调控方式使得驾驶者仿佛是行进在绿色的道路之中。在高速公路上，当既没有交通信号控制也没有交汇的道路口时，则需要对单一的十字路口、高速路口以及其他交叉路口的车辆状况与通行能力分别展开详细分析。

4 结语

综上所述，随着城市的现代化进程的不断加快，交通拥堵已经成为一项严重的社会问题，严重时甚至会导致交通瘫痪或是交通事故的频发，而引入先进的智能交通信号控制则成为了缓解交通现状的有效手段。据此，本文对智能交通信号控制系统以及其控制策略所做出的分析具有十分深刻的现实意义。

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