基于交通信号拥塞控制的智能交通系统研究

徐州市市政设计院有限公司 / 袁远

随着城市人口的不断增加、汽车数量不断提高，城市交通拥堵已经成为备受世界关注的问题。就目前我国城市发展状况研究表明，北京、上海等我国几个重点城市的交通拥堵情况最为严重。所以我国经过这些年的发展，在城市交通出行方面施行相关政策。比如车辆限行政策以及车辆选号政策，通过这种办法来减轻交通压力。而目前世界各地应对交通拥堵的策略也不尽相同。随着科技的发展，人们也开始利用科技的手段来应对交通问题，通过更加智能化的红绿灯管控系统，按时、分区的对来往人流、车辆进行分析，然后通过智能化交通系统来调整交通信号灯的时间，从而提高交通网络的效率，减少交通拥堵的现象。

1.智能交通系统

1.1 智能交通系统发展

智能交通系统最先是西方国家提出，在20世纪80年代，随着城市人口的急剧增多，车辆的不断升高，西方国家出现了严重交通拥堵现象，以欧美日为主的国家就开始研究智能交通系统，到1994年发达国家已经具备了智能车辆道路系统ITS，后来经过这些年的发展与完善，又将其改为了智能交通系统。而对于智能交通系统的研究就将涉及多个方面，如先进交通管理系统ATMS、先进旅行信息系统ATIS、先进车辆控制和安全系统AVCSS等系统研究。

1.2 中国交通发展

我国相关交通研究起步较晚，在20世纪70年代，重点研究交通理论跟交通工程学，到了20世界80年代后，我国才慢慢引进外国的ITS公路系统，到了20世纪90年代中期后，我国有关部门开始重视对我国ITS的研究，结合相关城市卫星定位系统项目，逐渐完善我国ITS。

2.交通信号拥堵控制

2.1 交通信号控制的概念

交通信号拥堵控制的概念有如下几点：(1)步与步长：在某一段时间内，灯控交叉口内不同位置信号灯状态所构成的一组能够判定灯色状态被叫做步，而不同灯色状态构成不同的步，而构成步所用的时间叫步长。(2)信号周期：交通信号是有循环的改变，若每一个循环有n步，这这个循环内步的和为信号周期。(3)相位：每个周期内，平面交叉口跟某一支或者不相冲突间交通流所能获得的通行权利为信号相位。(4)绿信比：周期内，内一相位路灯用时与周期时间之比。（5）车头时距：在同车道内行使车辆，两连续车辆头端通过某一断面所用时间间距。

2.2 非主流交通信号控制系统的工作原理

就目前发展情况来看，比较主流且成熟的交通信号控制系统主要有三种：SCATS、SCOOT、TRANSYT。下面就做相关分析。(1)配时参数实时选择系统（SCATS）：此系统的运行。需要拟定配时参数跟交通等级进行匹配，不同级别交通量对应不同配时参数。通过拟定的此存储于中央控制计算机中，它将通过交通情况进行反馈，自动来选择合适的配时参数，同时它也对所匹配配时数据的交通信号进行实时控制。由于交通体量不能表现拥堵程度，所以此系统并不可以及时判断是否拥堵。(2)配时参数实时生成系统（SCOOT）：此系统不需要先存储任何配比方案，也不用配时参数，它主要通过设计的优化模型来进行配时参数的相关调整。但是相关实验发展，此系统在交通拥堵现状下表现也不是很好。(3)固定配时协调控制系统（TRANSYT）：而这种系统是世界范围内应用最广的系统。它通过假定交通网络内车流量某一个时间间隔平均流量跟道路交叉口车辆转弯数百分比是已知，后面也以延误跟停车数来做最小优化目标，从而来对交叉路口信号进行配时优化控制。

此系统相对于以上两种系统来讲它需要的成本要更低一些，并且它对交叉道路内信号管控要更好。但是缺点也明显，此系统脱机使用，不能够实时监控判别路况，也不能按交通动态来实时信号调整。

2.3 交通信号控制效果评价指标

这些指标主要有车辆延误、车辆排队长度等，并且车辆排队长度还要涉及平均排队长度、最大排队长度、平均最大排队长度、排队消散长度。

3.结束语

本文章介绍了我国交通的发展状况以及智能交通的发展历史，对基于交通信号拥堵控制方面的智能交通系统技术做了相关说明介绍，这对于我国交通系统的管理跟维护有着积极的意义，通过对相关系统优缺点的分析也能够我国交通网络管理提供依据。