區(qū)域信號(hào)協(xié)調(diào)控制-徐良杰(武漢理工大學(xué))分析

第十一章區(qū)域信號(hào)協(xié)調(diào)限制PPT制作：徐良杰武漢理工高校主要內(nèi)容11.1區(qū)域信號(hào)限制基本原理11.2TRANSYT限制系統(tǒng)11.3SCATS系統(tǒng)11.4SCOOT系統(tǒng)11.5ACTRA限制系統(tǒng)原有：線控系統(tǒng)并不適用于全部區(qū)位1.支路負(fù)荷大（利益的協(xié)調(diào)）2.距離較遠(yuǎn)路口的協(xié)調(diào)引入：交通協(xié)調(diào)限制系統(tǒng)11.1區(qū)域信號(hào)限制基本原理11.1.1基本概念概念：把城區(qū)內(nèi)的全部交通信號(hào)的監(jiān)控，作為一個(gè)指揮限制中心管理下的一個(gè)整體的限制系統(tǒng)，是單點(diǎn)信號(hào)、干線信號(hào)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)信號(hào)系統(tǒng)的綜合限制系統(tǒng)。對(duì)象：城市或某個(gè)區(qū)域中全部交叉口的交通信號(hào)。類型：?jiǎn)吸c(diǎn)、干線和區(qū)域限制三種。信號(hào)限制系統(tǒng)的類型示意圖11.1.1基本概念現(xiàn)代的交通限制系統(tǒng)是多種技術(shù)的綜合體，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）整體監(jiān)視和限制（2）可因地制宜地選用合適的限制方法點(diǎn)、線、面限制靈敏運(yùn)用（3）可有效、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)用設(shè)備顯示、檢測(cè)、采集、傳輸數(shù)據(jù)11.1.1基本概念11.1.2區(qū)域限制分類按限制策略分為：（1）定時(shí)式脫機(jī)限制依據(jù)交通流歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，脫機(jī)優(yōu)化處理（2）適應(yīng)式聯(lián)機(jī)限制設(shè)置檢測(cè)器，適時(shí)采集交通數(shù)據(jù)，實(shí)施最優(yōu)限制按限制方式分為：（1）方案選擇式對(duì)應(yīng)不同交通流，存儲(chǔ)不同模型和限制參數(shù)，依據(jù)采集的實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)，選取限制參數(shù)（2）方案生成式依據(jù)采集的交通數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)計(jì)算最佳限制參數(shù)，進(jìn)行限制11.1.2區(qū)域限制分類按限制結(jié)構(gòu)分為：（1）集中式限制一臺(tái)計(jì)算機(jī)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)集中限制通訊系統(tǒng)浩大，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算海量，限制實(shí)時(shí)性較差范圍不能太大。11.1.2區(qū)域限制分類集中式區(qū)域信號(hào)限制系統(tǒng)示意圖11.1.2區(qū)域限制分類（2）分層式限制上層接受決策信息對(duì)信息進(jìn)行協(xié)調(diào)，從系統(tǒng)角度修改下層的決策限制下層依據(jù)修改后的方案，執(zhí)行交叉口限制配時(shí)方案11.1.2區(qū)域限制分類分層式區(qū)域信號(hào)限制系統(tǒng)示意圖11.1.2區(qū)域限制分類11.1.3區(qū)域限制系統(tǒng)建立條件道路交通條件：（1）交叉口間幾何關(guān)系距離、規(guī)則性（2）交通流特性車種、車隊(duì)離散性（3）交通流大小相鄰交叉口流量很小或很大時(shí)均不易進(jìn)行區(qū)域限制I：互聯(lián)指數(shù)（0~1）；t：車輛在相鄰交叉口之間的運(yùn)行時(shí)間；qmax：來自上游交叉口的直行交通量或qi中最大的交通；：到達(dá)下游交叉口的交通流總和；x：交叉口個(gè)數(shù)。11.1.3區(qū)域限制系統(tǒng)建立條件I越接近1，互聯(lián)效果越好；I=0時(shí)，互聯(lián)最不合理；I<0.3時(shí)不互聯(lián)，I>0.4可互聯(lián)；t小（間距?。毙熊嚩啵髁繂我唬?，則I大。11.1.3區(qū)域限制系統(tǒng)建立條件技術(shù)條件軟件、硬件、人才經(jīng)濟(jì)條件分期、分批，項(xiàng)目建設(shè)實(shí)施序列社會(huì)條件交通參與者的素養(yǎng)（給定的限制須要時(shí)間適應(yīng)）11.1.3區(qū)域限制系統(tǒng)建立條件11.2TRANSYT限制系統(tǒng)——1966年英國(guó)道路交通探討所（TRRL）——基于交通模型計(jì)算機(jī)仿真優(yōu)化的離線脫機(jī)限制系統(tǒng)11.2.1TRANSYT系統(tǒng)簡(jiǎn)介TRANSYT系統(tǒng)主要由兩大部分構(gòu)成：（1）交通仿真模型：仿真在信號(hào)限制網(wǎng)絡(luò)上的車隊(duì)模型（2）優(yōu)化算法：信號(hào)配時(shí)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)TRANSYT基本原理圖

11.2.1TRANSYT系統(tǒng)簡(jiǎn)介網(wǎng)絡(luò)幾何尺寸及網(wǎng)絡(luò)交通流信息新的信號(hào)配時(shí)優(yōu)化數(shù)據(jù)優(yōu)化過程最佳信號(hào)配時(shí)仿真模型初始信號(hào)配時(shí)周期流量圖網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的延誤及停車次數(shù)性能指標(biāo)PI11.2.2交通仿真模型TRANSYT所接受的交通仿真模型有四個(gè)假定條件。（1）模擬路網(wǎng)內(nèi)，全部信號(hào)交叉口均接受一個(gè)共用信號(hào)周期長(zhǎng)度（或一半），每個(gè)信號(hào)階段劃分狀況及最短時(shí)間已知。（2）路網(wǎng)中全部主要交叉口都有交通信號(hào)燈或讓路規(guī)則限制。（3）路網(wǎng)中各車流在某一確定時(shí)間段內(nèi)的平均車流量為已知，且維持恒定。（4）每一交叉口的轉(zhuǎn)彎車輛所占的百分?jǐn)?shù)為已知，并且在某一確定時(shí)間段內(nèi)維持恒定。（1）交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖示TRANSYT把一個(gè)困難的交通網(wǎng)簡(jiǎn)化成適用于數(shù)學(xué)計(jì)算的圖示。這個(gè)圖示由“節(jié)點(diǎn)”和“連線”組成。節(jié)點(diǎn)：信號(hào)燈限制的交叉口。連線：一股駛向下游“節(jié)點(diǎn)”的單向車流。11.2.2交通仿真模型路網(wǎng)結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖實(shí)例11.2.2交通仿真模型路網(wǎng)結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖實(shí)例11.2.2交通仿真模型（2）周期流量變更圖示周期流量變更圖示是一種描述交通量在一個(gè)周期內(nèi)隨時(shí)間變更的圖示。11.2.2交通仿真模型周期流量變更圖式（3）車流在連線上運(yùn)行模擬為描述車流在一條連線上運(yùn)行的全過程，TRANSYT運(yùn)用了如下三種周期流量圖示：到達(dá)流量圖示駛出流量圖示飽和駛出圖示上游駛出周期流確定了下游駛?cè)胫芷诹?1.2.2交通仿真模型F：離散系數(shù)T：車隊(duì)平均行駛時(shí)間（秒）a,b：曲線擬和參數(shù)。11.2.2交通仿真模型

車流運(yùn)行中的車隊(duì)離散特性用離散平滑系數(shù)表示：mi：第i時(shí)段內(nèi)被阻車輛數(shù)；qi：第i時(shí)段內(nèi)到達(dá)車輛數(shù)；si：第i時(shí)段內(nèi)放行車輛數(shù)；mi-1：第i-1時(shí)段內(nèi)被阻于停車線的車輛數(shù)。11.2.2交通仿真模型上游駛出圖式坐標(biāo)值乘以F，得到下游到達(dá)圖式。第i時(shí)段內(nèi)，被阻于停車線的車輛數(shù)：ni——在第個(gè)時(shí)段內(nèi)駛離連線的車輛數(shù)（輛）。由ni值便可建立起連線的“駛出”圖示，并由此推算下游連線的“到達(dá)”、“滿流”和“駛出”圖示，以此類推。11.2.2交通仿真模型由此可求得在第個(gè)時(shí)段內(nèi)駛離連線的車輛數(shù)

：（4）車輛延誤時(shí)間和停車次數(shù)車輛延誤時(shí)間：勻整到達(dá)延誤、隨機(jī)延誤、超飽和延誤之和。勻整到達(dá)延誤是當(dāng)某一連線上平均駛?cè)氲慕煌康陀谠撨B線的設(shè)計(jì)通行實(shí)力時(shí)，車流受紅燈阻滯而延遲的時(shí)間。隨機(jī)延誤是由于到達(dá)停車線的車流不均衡造成的附加延遲時(shí)間。11.2.2交通仿真模型車輛延誤時(shí)間：勻整到達(dá)延誤、隨機(jī)延誤、超飽和延誤之和。超飽和延誤是在交通網(wǎng)絡(luò)中某些連線上，由于車輛到達(dá)數(shù)超過交叉口的通行實(shí)力，在停車線后面的車輛排隊(duì)隨時(shí)間增長(zhǎng)造成的延遲時(shí)間。停車次數(shù)：勻整到達(dá)停車次數(shù)、隨機(jī)停車次數(shù)、超飽和停車次數(shù)。11.2.2交通仿真模型（5）優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)PI的建立PI—綜合目標(biāo)函數(shù)；W—每輛車延誤一小時(shí)所相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)損失值；di—第i條連線上車輛總延誤時(shí)間；K—每100次停車所相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)損失值；ki—第i條連線上車輛停車次數(shù)的加權(quán)系數(shù)；si—第i條連線上全部車輛完全停車次數(shù)總和；N—“連線”總數(shù)目?！趇條連線上車輛延誤時(shí)間的加權(quán)系數(shù)；11.2.2交通仿真模型11.2.3優(yōu)化的原理和方法優(yōu)化原理：第一步，將交通信息和初始配時(shí)參數(shù)作為原始數(shù)據(jù)，將（PI）送入優(yōu)化程序，作為優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)；其次步，用“爬山法”優(yōu)化，產(chǎn)生較之初始配時(shí)更為優(yōu)越的新的信號(hào)配時(shí)；第三步，把新信號(hào)配時(shí)再送入仿真部分，反復(fù)迭代，最終取得PI值達(dá)到最小標(biāo)準(zhǔn)是的系統(tǒng)最佳配時(shí)?！芭郎椒ā庇?jì)算流程圖

初始配對(duì)方案向“+”方向試調(diào)一個(gè)步長(zhǎng)PI值上升再向“+”方向調(diào)整一個(gè)步長(zhǎng)向“―”方向調(diào)整一個(gè)步長(zhǎng)再向“―”方向調(diào)整一個(gè)步長(zhǎng)向“+”方向調(diào)整成功維持初始配時(shí)不作調(diào)整向“―”方向調(diào)整成功PI值下降PI值下降PI值上升PI值上升PI值上升TRANSYT優(yōu)化過程的主要環(huán)節(jié)包括：綠時(shí)差的優(yōu)選、綠燈時(shí)間的優(yōu)選、限制子區(qū)的劃分、信號(hào)周期時(shí)間

的選擇。

（1）所需已知數(shù)據(jù)：路網(wǎng)幾何尺寸、交通流量數(shù)據(jù)與經(jīng)濟(jì)損失折算當(dāng)量。

（2）綠時(shí)差（相位差）的優(yōu)化：在初始配時(shí)方案的綠時(shí)差（相位差）的基礎(chǔ)上，調(diào)整交通網(wǎng)上某一個(gè)交叉口的綠時(shí)差（相位差），計(jì)算性能指標(biāo)PI，使PI最小。11.2.3優(yōu)化的原理和方法（3）綠燈時(shí)間的優(yōu)選：不等量地更改一個(gè)或幾個(gè)乃至全體信號(hào)相位的綠燈長(zhǎng)度，以期降低整個(gè)交通網(wǎng)的性能指標(biāo)PI值。（4）限制子區(qū)的劃分：針對(duì)范圍較大交通網(wǎng)絡(luò)；劃分為若干限制子區(qū)－限制策略相對(duì)獨(dú)立。（5）信號(hào)周期時(shí)間的選擇：TRANSYT計(jì)算不同信號(hào)周期長(zhǎng)度取值下的性能指標(biāo)PI，從這一組信號(hào)周期長(zhǎng)度取值選取出最佳信號(hào)周期時(shí)長(zhǎng)。11.2.3優(yōu)化的原理和方法TRANSYT缺點(diǎn)計(jì)算量很大，在大城市中這一問題尤為突出；周期長(zhǎng)度不進(jìn)行優(yōu)化，事實(shí)上很難獲得整體最優(yōu)的配時(shí)方案；因其離線優(yōu)化，需大量的路網(wǎng)幾何尺寸和交通流數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)更新費(fèi)用大。11.2.3優(yōu)化的原理和方法TRANSYT優(yōu)點(diǎn)不需大量設(shè)備、投資低、簡(jiǎn)潔實(shí)施。11.3SCATS系統(tǒng)

——聯(lián)機(jī)的自適應(yīng)限制系統(tǒng)——方案選擇式區(qū)域協(xié)調(diào)限制系統(tǒng)——80年頭悉尼11.3.1工作原理

（1）限制參數(shù)的選擇依據(jù)：依據(jù)車輛檢測(cè)器測(cè)量得到的交通狀態(tài)。交通要求（交通狀態(tài)）：用車輛檢測(cè)器測(cè)量得到的交通流量和占有率這兩個(gè)參數(shù)的加權(quán)和來表示。式中：M—交通要求；q—交通流量；O—占有率；α,β—加權(quán)系數(shù)。（2）方案參數(shù)的選擇方法：以交通要求為主要依據(jù)，可對(duì)信號(hào)周期、綠信比、相位差（或其中某個(gè)參數(shù)）進(jìn)行限制參數(shù)的選擇。11.3.1工作原理

基本原理：（1）為每個(gè)子區(qū)單元先選擇一個(gè)信號(hào)周期（2）為每個(gè)子區(qū)單元選擇一個(gè)綠信比參數(shù)（3）為每個(gè)子區(qū)單元選擇一個(gè)相對(duì)相位參數(shù)

綠信比圖形選擇邏輯圖

注：1—輕交通的綠信比圖形；2—典型的綠信比圖形；4，5—具有輕度優(yōu)先的綠信比圖形；3，6—具有顯著優(yōu)先的綠信比圖形；7，8—具有特殊顯著優(yōu)化的綠信比圖形11.3.1工作原理

相位差圖形選擇邏輯圖

注：1—輕交通的相位圖形；2，6—均衡相位差圖形；3，5—賜予入境交通以優(yōu)先的相位差圖形；4，7—賜予出境交通以優(yōu)先的相位差圖形；2，3，4—當(dāng)周期大于CT1，而小于CT2時(shí)，應(yīng)選的相位差圖形；5，6，7—當(dāng)周期大于CT2時(shí)應(yīng)選的相位差圖形。11.3.1工作原理

11.3.2SCAT系統(tǒng)簡(jiǎn)介

無仿真實(shí)時(shí)交通狀況的數(shù)學(xué)模型，以簡(jiǎn)潔的代數(shù)式描述交通特征，用于計(jì)算信號(hào)周期長(zhǎng)。綠信比和相位差依據(jù)信號(hào)周期調(diào)整。（1）SCAT系統(tǒng)特點(diǎn)（2）SCAT系統(tǒng)組成實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)計(jì)算部分：主要包括“類飽和度”與“綜合流量”的計(jì)算。優(yōu)化選擇部分：主要包括公共信號(hào)周期的計(jì)算、綠信比方案的選擇、相位差方案的選擇與限制子區(qū)的合并問題。11.3.2SCAT系統(tǒng)簡(jiǎn)介

（3）SCAT系統(tǒng)的限制結(jié)構(gòu)SCATS的限制結(jié)構(gòu)為分層式三級(jí)限制，三級(jí)限制為中心監(jiān)控中心→地區(qū)限制中心→信號(hào)限制機(jī)。SCATS系統(tǒng)的限制結(jié)構(gòu)層次示意圖11.3.2SCAT系統(tǒng)簡(jiǎn)介

中心監(jiān)控中心子限制區(qū)區(qū)域限制中心交通管理數(shù)據(jù)庫(kù)區(qū)域限制中心區(qū)域限制中心子限制區(qū)子限制區(qū)子限制區(qū)子限制區(qū)子限制區(qū)（1—10個(gè)信號(hào)限制器）（1—10個(gè)信號(hào)限制器）SCATS對(duì)子系統(tǒng)的劃分：由交通工程師依據(jù)交通流量的歷史及現(xiàn)狀數(shù)據(jù)與交通網(wǎng)的環(huán)境、幾何條件予以判定，所定的子系統(tǒng)就作為限制系統(tǒng)的基本單位。SCATS對(duì)子系統(tǒng)的合并：在優(yōu)選配時(shí)參數(shù)的過程中，SCATS用“合并指數(shù)”來推斷相鄰子系統(tǒng)是否須要合并。11.3.3SCAT系統(tǒng)優(yōu)化方法

（1）子系統(tǒng)的劃分與合并在每一信號(hào)周期內(nèi)，若“合并指數(shù)”的累積值達(dá)到“4”，則認(rèn)為這兩個(gè)子系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到合并的“標(biāo)準(zhǔn)”。合并后的子系統(tǒng)，在必要時(shí)還可以自動(dòng)重新分開為原先的兩個(gè)子系統(tǒng)，只要“合并指數(shù)”累積值下降至零。

11.3.3SCAT系統(tǒng)優(yōu)化方法

（2）SCATS配時(shí)參數(shù)優(yōu)選算法1）類飽和度（DS）：被車流有效利用的綠燈時(shí)間與綠燈顯示時(shí)間之比。式中：DS——類飽和度；g——可供車輛通行的顯示綠燈時(shí)間總和，s；g’——被車輛有效利用的綠燈時(shí)間，s；T——綠燈期間，停止線上無車通過(即出現(xiàn)空檔)的時(shí)間，s；t——車流正常駛過停止線斷面時(shí)，前后兩輛車之間不行少的一個(gè)空檔時(shí)間，s；h——必不行少的空檔個(gè)數(shù)。參數(shù)g、T及h可以干脆由系統(tǒng)供應(yīng)。11.3.3SCAT系統(tǒng)優(yōu)化方法

2）綜合流量（q’

）：綜合流量q’是指一次綠燈期間通過停止線的車輛折算當(dāng)量。

式中：q’——綜合流量，輛；

S

——最大流率，輛/h。11.3.3SCAT系統(tǒng)優(yōu)化方法

3）信號(hào)周期時(shí)長(zhǎng)的選擇考慮占優(yōu)勢(shì)的交通要求、現(xiàn)狀周期長(zhǎng)、周期長(zhǎng)優(yōu)化的極限值。以子系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以類飽和度最高的交叉口計(jì)算子系統(tǒng)的新周期長(zhǎng)。11.3.3SCAT系統(tǒng)優(yōu)化方法

4）綠信比方案的選擇每個(gè)交叉口預(yù)設(shè)4個(gè)綠信比方案。通過車輛感應(yīng)限制，隨各相位交通要求變更，變更各相位的綠信比。對(duì)于不同綠信比方案，相位依次可調(diào)整。對(duì)于預(yù)設(shè)綠信比方案可隨動(dòng)態(tài)交通流變更，實(shí)現(xiàn)各相位之間綠燈時(shí)間的調(diào)劑。各相位綠信比方案隨周期長(zhǎng)的變更可被修正，當(dāng)C>Cx時(shí)，多余的時(shí)間全部加到“延長(zhǎng)相位”上。綠信比方案的選擇接受投票法。11.3.3SCAT系統(tǒng)優(yōu)化方法

5）綠時(shí)差方案的選擇包含內(nèi)部相位差、外部相位差；每個(gè)相位差均預(yù)設(shè)5個(gè)方案。五種方案中的第一方案，僅僅用于信號(hào)周期時(shí)長(zhǎng)恰好等于Cmin的狀況；其次方案，則僅用于信號(hào)周期滿足Cs<C<Cs+10的狀況；余下的三個(gè)方案，則依據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)到的“綜合流量”值進(jìn)行選擇。11.3.3SCAT系統(tǒng)優(yōu)化方法

11.4SCOOT系統(tǒng)——SCOOT系統(tǒng)于1973年起先探討，1977年在哥拉斯格現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，1979年英國(guó)推廣?！桨干墒较拗葡到y(tǒng)11.4.1SCOOT限制系統(tǒng)簡(jiǎn)介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)展起來的，不同的是SCOOT是方案生成式限制系統(tǒng)，通過安裝與各交叉口每條進(jìn)口道最上游的車輛檢測(cè)器所采集的車輛到達(dá)信息，聯(lián)機(jī)處理，形成限制方案，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)，使之同變更的交通流相適應(yīng)。SCOOT系統(tǒng)的基本原理圖11.4.1SCOOT限制系統(tǒng)簡(jiǎn)介路網(wǎng)上的實(shí)時(shí)交通狀況車流檢測(cè)及數(shù)據(jù)處理下游停車線斷面流量圖示現(xiàn)行限制方案的PI值現(xiàn)行配時(shí)參數(shù)各交叉口車輛排隊(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)選接著調(diào)整調(diào)整完畢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)為中心計(jì)算機(jī)，下一級(jí)為路口信號(hào)機(jī)。2）通過車輛檢測(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)化均通過模型進(jìn)行。11.4.1SCOOT限制系統(tǒng)簡(jiǎn)介11.4.2系統(tǒng)優(yōu)化配時(shí)的主要環(huán)節(jié)（1）檢測(cè)SCOOT運(yùn)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)。路邊不允許停車的狀況下，可埋在車道中間。全部車道都要埋設(shè)傳感器，一個(gè)傳感器檢測(cè)一條或兩條車道，兩條車道合用一個(gè)傳感器時(shí)，傳感器可跨在分道線中間。4）為了避開信號(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)整過程中均接受小增量方式。5）具有公交車輛和緊急車輛優(yōu)先功能。（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。11.4.2系統(tǒng)優(yōu)化配時(shí)的主要環(huán)節(jié)（3）模型周期流量圖示——車隊(duì)預(yù)料排隊(duì)預(yù)料擁擠預(yù)料效能預(yù)料車輛排隊(duì)預(yù)料11.4.2系統(tǒng)優(yōu)化配時(shí)的主要環(huán)節(jié)（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)量的變更而作頻繁和適量調(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)來適應(yīng)一個(gè)時(shí)段內(nèi)的交通變更趨勢(shì)。這樣的優(yōu)化策略是SCOOT成功的主要緣由之一。2）優(yōu)化次序：SCOOT在每次變更信號(hào)配時(shí)方案前，頻繁按此輪番優(yōu)化周期時(shí)間、綠信比與綠時(shí)差。11.4.2系統(tǒng)優(yōu)化配時(shí)的主要環(huán)節(jié)SCOOT系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)：靈敏、準(zhǔn)時(shí)，結(jié)果更加有效、牢靠。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)變更；獨(dú)立的限制子區(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。11.4.2系統(tǒng)優(yōu)化配時(shí)的主要環(huán)節(jié)3）綠燈時(shí)長(zhǎng)優(yōu)選4）綠時(shí)差優(yōu)選5）周期時(shí)長(zhǎng)優(yōu)選11.5ACTRA限制系統(tǒng)——集方案生成和方案選擇于一體的區(qū)域協(xié)調(diào)限制系統(tǒng)——美國(guó)西門子公司開發(fā)，是目前世界上技術(shù)比較先進(jìn)的交通信號(hào)限制系統(tǒng)軟件之一11.5.1限制系統(tǒng)簡(jiǎn)介ACTRA限制系統(tǒng)(AdvancedControl&TrafficResponsiveAlgorithm)是一種集方案生成和方案選擇于一體的區(qū)域協(xié)調(diào)限制系統(tǒng)。ACTRA的限制結(jié)構(gòu)由三大模塊組成（如圖所示）：中心限制模塊、通信模塊及路口信號(hào)限制模塊。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：ACTRA系統(tǒng)的模塊組成11.5.1限制系統(tǒng)簡(jiǎn)介ACTRA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖11.5.1限制系統(tǒng)簡(jiǎn)介11.5.2系統(tǒng)的限制模式及優(yōu)化（1）ACTRA系統(tǒng)限制模式：ACTRA系統(tǒng)有多種限制模式，大體分為14種。重點(diǎn)介紹有別于其他系統(tǒng)的4種限制模式。

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

2）干線協(xié)調(diào)限制：協(xié)調(diào)限制可進(jìn)行時(shí)辰表和感應(yīng)式線協(xié)調(diào)限制。感應(yīng)式協(xié)調(diào)在保證干線協(xié)調(diào)限制時(shí)，依據(jù)非協(xié)調(diào)相位或沖突方向的懇求，自行調(diào)整綠信比和相位差。11.5.2系統(tǒng)的限制模式及優(yōu)化3）交通響應(yīng)限制：交通響應(yīng)限制時(shí)ACTRA系統(tǒng)依據(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接受的是區(qū)域協(xié)調(diào)自適應(yīng)算法ACS-L（adaptivecontrolsystemlite）。該算法依據(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)域通行實(shí)力。（2）優(yōu)化ACTRA系統(tǒng)區(qū)分于SCOOT的最大優(yōu)點(diǎn)是它所具有的感應(yīng)式線協(xié)調(diào)限制功能。ACTRA系統(tǒng)接受區(qū)域協(xié)調(diào)自適應(yīng)算法ACS-L（adaptivecontrolsystemlite），該算法基于先進(jìn)的分布式系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集交通數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域優(yōu)化。ACS-L自適應(yīng)流程：首先在交通響應(yīng)或時(shí)辰表限制模式框架中利用當(dāng)前戰(zhàn)略限制周期、綠信比和相位差，然后執(zhí)行ACS-L“在線優(yōu)化”，即當(dāng)前時(shí)刻相位差和綠信比的優(yōu)化，進(jìn)行這兩個(gè)參數(shù)微調(diào)的戰(zhàn)術(shù)限制，最終通過過渡執(zhí)行器，平滑過渡轉(zhuǎn)換的模式來執(zhí)行優(yōu)化方案。11.5.2系統(tǒng)的限制模式及優(yōu)化ACTRA自適應(yīng)限制算法結(jié)構(gòu)圖11.5.2系統(tǒng)的限制模式及優(yōu)化時(shí)辰表或交通響應(yīng)確定一個(gè)戰(zhàn)略方案相位差、綠信比優(yōu)化模式轉(zhuǎn)換平滑過渡在線優(yōu)化器過渡執(zhí)行器本地信號(hào)限制器每天執(zhí)行每周期執(zhí)行每秒執(zhí)行（1）綠信比優(yōu)化首先設(shè)置合理飽和度值，然后通過小步長(zhǎng)的增加和削減比較全部相位的飽和度最大值，在滿足相位約束條件狀況下，盡量使各相位處于較低的飽和度水平。在進(jìn)行綠信比優(yōu)化時(shí)須要利用檢測(cè)器的檢測(cè)流量數(shù)據(jù)。（2）相位差優(yōu)化依據(jù)路口上游設(shè)置的檢測(cè)器檢測(cè)到的斷面流量，計(jì)算從檢測(cè)器到信號(hào)燈的行駛時(shí)間和不同綠燈啟始時(shí)間，并考慮協(xié)調(diào)相位車流以及對(duì)下游信號(hào)的影響，接受小步長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換最小化盡可能使綠燈時(shí)間覆蓋最大車流。11.5.2系統(tǒng)的限制模式及優(yōu)化1.請(qǐng)說明區(qū)域信號(hào)協(xié)調(diào)限制的概念和分類。2.比較SCOOT和TRANSYT的不同之處及其適用性？3.當(dāng)今具有代表性的交通面控系統(tǒng)有哪些？他們各有什么樣的優(yōu)缺點(diǎn)？4.河南省新鄉(xiāng)市，作為一發(fā)展中的城市，交通基礎(chǔ)狀況屬于混合道路交通，交通基礎(chǔ)設(shè)施不夠完善，并且利用效率不高，路網(wǎng)密度不大但人口密度大，自行車交通大量存在，且市區(qū)主要道路沒有機(jī)非隔離設(shè)施，交通規(guī)劃和交通設(shè)計(jì)還存在著不完善之處，甚至某些方面仍無規(guī)劃與設(shè)計(jì)。目前城區(qū)中心區(qū)域平交路口車流量已達(dá)3200輛/小時(shí)，這對(duì)于僅有單左轉(zhuǎn)、單直行、單右轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車道渠化并且機(jī)非混行的路口來說，其通行實(shí)力已接近飽和狀態(tài)。此外城區(qū)78萬人口和40多萬輛非機(jī)動(dòng)車也構(gòu)成了不容忽視的交通需求增長(zhǎng)。新鄉(xiāng)市平交路口均接受多相位交通信號(hào)限制方式。四相位交通組織最為普遍。依據(jù)交通工程學(xué)理論，多相位信號(hào)燈限制與二相位交通限制相比，周期大、行車延誤大、綠燈損失多、通行效率低。本章習(xí)題及思索題：請(qǐng)依據(jù)新鄉(xiāng)市的交通現(xiàn)狀和城市特點(diǎn)，選擇一種智能交通限制系統(tǒng)來改善和充分發(fā)揮現(xiàn)有交通網(wǎng)絡(luò)的通行潛力，并說明選擇此種限制系統(tǒng)的理由。自適應(yīng)聯(lián)機(jī)限制系統(tǒng)的主要優(yōu)缺點(diǎn)是什么？5.我國(guó)照搬SCATS和SCOOT系統(tǒng)進(jìn)行區(qū)域限制會(huì)遇到哪些問題？本章習(xí)題及思索題：楊佩昆，張樹升.交通管理與限制.北京:人民交通出版社，1995.12袁振洲.道路交通管理與限制.北京:人民交通出版社，2007FHWA.TRANSYT-7FUser’sManual.US.DOT，1983SydneyCo-ordinatedAdaptiveTrafficSystem.DMR.AustraliaSCOOTTrafficHandbook.TRRL.1983億陽(yáng)信通股份有限公司.ACTRA交通限制系統(tǒng)限制功能簡(jiǎn)述——北京市公安局公安交通管理局交