人工智能技术在交通控制领域的应用
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人工智能技术在交通控制领域的应用
朱铭琳
（运城学院山西运城０４４０００）
摘要：基于目前交通问题度变通系统发展的现状，近年来人们开始借鉴新的理论和技术研究变又１０的交通控制技术。
舟绍了城市智能交通系统的发展概况与趋势，时当前的研究成果进行了详尽的分析和阐述，井提出了我目智能交通系统研究方向和发展对策。这些研究对于提高城市史通控制系统的拉制效果具有现实意叉。
关键词：城市交通；区域控制‘智能控制，Ｐａｒａｍｉｃｓ微观变通仿真
中围分类号：ＴＰｌ８文献标识码：Ｂ文章编号：１００４—３７３Ｘ（２００７）２３—１４９—０３
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＴｒａｆｆｉｃＣｏｎｔｒｏｌＦｉｅｌｄ
ＺＨＵＭｉｎｇｌｉｎ
（ＹｕｎｃｈｅｎｇＵａｉｖｅｒｓｊｔｙ．Ｙｕｎｃｈｅｎｇ，０４４０００．Ｃｈｉ吐）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔＯｔｈｅＥＵＩＴＬ＝ｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｒａｆｆｌｃ，ｐｅｏｐｌｅｂｅｇｉｎｔＯａｐｐｌｙｎｅＷｔｈｅｏｉｉｅｘｇａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉ目ＤｎｔｈｅｔｒａｌｆｉｃｃｏｎｔｒｏｌＴｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｓｉｔｕａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｎｔｈｅｃｉｔｙｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．ｍａｋｍａｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎｔｈｅｌａｓｔａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｉｎｄｅｔａｉＬＩｔａｌｓｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｏｌｉｃ，Ｏｎｉｎｔｅｌｌｉ—ｇｅｎｔｔｒａｆｆｉｃｓｙｓｔｅｍ．ＩｔｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃＯｎｔＩＤｌｅｆｆｅｃｔ
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｕｒｂａｎｔｒａｆｆｉｃ｝ａｒｅａｃｏｎｔｒｏｌ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｃｏｎｔｒＤｒ；Ｐａｒａｍｉｃｓｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃｔｒａｆｆｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｓｏｆｔｗａｒｅ
交通信号控制（ＴｒａｆｆｉｃＳｉｇｎａｌＣｏｎｔｒｏｌ，ＴＳＣ）是依据路网交通流数据，对交通信号进行初始化配时和控制，同时根据实时交通流状况，实时调整配时方案，实现交通控制的优化。交通控制从被控区域的最小延误时间出发，获得最佳的配时方案，是系统化最优的思想“】。
为获得整个路口交通效益的最大，可采用两种方法：一是采用数学模型对交叉ｒｎ各个方向的车辆到达作准确的预测．根据运筹学和最优化理论确定各个方向的绿灯时间；二是采用智能控制的方法对交叉口进行控制。由于城市交通系统具有随机性、模糊性、不确定性等特点，很难对其建立数学模型。计算机的出现和广泛应用促成了人工智能研究热潮的掀起，针对传统交通控制系统的固有缺陷和局限性，许多学者把人工智能的实用技术相继推出并应用到交通控制领域。
１交通控制领域中人工智能研究方法
ｌ－ｌ基础研究方法
交通控制领域中人工智能基础研究方法有模糊控制、遗传算法、神经网络，另外还有蚁群算法、粒子群优化算法等。
模糊系统模糊逻辑是一种处理不确定性、非线性等问题的有力工具，特别适用于表示模糊及定性知识，与人类思维的某些特征相一致，故嵌入到推理技术中具有良好效果。模糊控制能有效处理模糊信息，但是产生的规则比较粗糙，没有自学习能力。
收稿日期：２００７—０４—１８
遣传算法遗传学通过运用仿生原理实现了在解空间的快速搜索，广泛用于解决大规模组合优化问题。在解决实时交通控制系统中的模型及计算问题时，可以通过遗传算法进行全局搜索和确定公共周期，也可以利用遗传算法来解决面控系统中各交叉路口信号控制方案的最优协作问题，有效避免可能由此引起的交通方案组合爆炸后果。
神经网络人工神经网络擅长于解奂非线性数学模型问题，并具有自适应、自组织和学习功能，广泛应用于模式识别、数据分析与处理等方面，其显著特点是具有学习功能。
１－２城市交通网路区域协调
区域协调是指在交通中心的宏观调控作用下，根据不同的交通流量，最大限度地发挥路口之问互补的优势，均衡每个路口的交通流量，从而提高道路的通行能力。他要求路口之间（即包括城市道路与快速路、城市道路与城市道路）的良好协作，然而路口之间是相互影响、相互作用的，因此为实现区域协调必然会引起路口之间出现一定程度的冲突。如何解决这些冲突是一个亟需解决的重要问题。路网协调控制可以采用上述人工智能的基础研究方法，近年来Ａｇｅｎｔ技术开始应用于交通控制领域。
基于Ｍｕｌｔｉ—Ａｇｅｎｔ的城市交通网络智能决策系统研究通过应用Ａｇｅｎｔ技术，实现了交通网络系统理论方法．专家的知识经验和计算机之间的相互结合。系统的知扳存储于各个Ａｇｅｎｔ中，以便于知识的利用与获取，谈系统具有良好的可扩展性。
基于Ａｇｅｎｔ的智能交通控制系统建模的首要任务是将交通控制系统的各功能模块转化成有独立功能的Ａｇｅｍ，并
】４９
万方数据
根据各个Ａｇｅｎｔ所完成的功能不同，分别建立各个Ａｇｅｍ的功能结构．然后让这些Ａｇｅｎｔ之间进行交互和协调，共同完成系统任务。图１是一种较为通用的结构０３。
组纰层
●●●●一协调层
－。＿●－。控制层
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圈Ｉ基于Ａｇｅｎｔ的智能交通控制系境体系结构智能变通控制系统递阶控制结构各层的功能如下：
组织层控制系统的最高层，由智能交通控制系统决策Ａｇｅｎｔ构成，具有最高的决策权力，对整个系统的交通运行状况进行评估，根据各方面的汇总信息，进行推理、规划和决策，实现所有区域控制系统间的协作，以追求总体控制效果最优，完成交通控制系统的管理。
协调层控制系统的中问层，由区域协调Ａｇｅｎｔ构成，负责本区域内各路口的监测维护工作，对所控制区域的某几个路口进行强行模式设置，以及负责对区域内紧急事件的处理工作，各区域协调Ａｇｅｎｔ之间还可根据需要进行信息的交流及合作。
控制层控制系统的最底层．主要由路口Ａｇｅｎｔ、路段Ａｇｅｎｔ构成，此外，还包括交通灯Ａｇｅｎｔ、车辆Ａｇｅｎｔ等，足实现交通控制任务的主要承担者。
路口Ａｇｅｎｔ具有关于本路口以及其所连接路段的信息，各个方向的交通流在此会聚，并形成车辆的分流、冲突等交通现象，交通的拥挤往往也主要发生在路口，因此，路１３Ａｇｅｎｔ非常重要，他可将本路口的交通信息实时通知给其相邻路口或区域控制中心，并能根据需要完成控制中心下达的控制工作。路段Ａｇｅｎｔ用以实时统计各条路段的具体交通信息，通过传感器可了解车辆的数垦和当前的运行位置以及路段当前的拥挤情况。
一个实际交通系统和各交通元素Ａｇｅｎｔ之间的交互是非常频繁和复杂的，交通元素Ａｇｅｎｔ的结构、功能以及他们之间的交互关系，需要根据系统的具体要求进行详细的分析和设计。
２交通控制系统的仿真工具
为了判别人工智能方法的合理性、有效性，需要仿真软件来进行验证。目前有两类验证方法，一种是通过Ｍａｔｌａｂ、Ｃ语言编制仿真程卑，另一种是通过专用的交通仿真工具进行验证。交通仿真软件使用灵活、能够更加直观地模拟交通控制现场。现介绍北京工业大学智能变通中心采用的微观交通仿真软件ＰＡＲＡＭＩＣＳ，该仿真软件功能强大、使用方便灵活。
ＰＡＲＡＭＩＣＳ（ＰＡＲＡｌｉｄＭＩＣｒｏｓｃｏｐｉｃＳｉｍｕｌａｔｏｒ）意为并行微观仿真软件。１。ＰＡＲＡＭＩＣＳ源于欧洲共同体】５０Ｄｒｉｖｅ—Ｉ计划下属的ＩＭＡＵＲＯ项目，以及爱丁壤并行计算中心和英国交通部合作的ＬＩＮＫ—ＴＩＯ项目。在这两个项目研究成果的基础上，Ｑｕａｄｓｔｏｎｅ公司于１９９３年和１９９４年与英国工商部合作完成了ＰＡＲＡＭＩＣＳ向商业化软件的初步转型。ＰＡＲＡＭＩＣＳ为交通工程师和研究人员提供了一个崭新的计算工具来理解、模拟和分析实际的道路交通状况。ＰＡＲＡＭＩＣＳ具有实时动态的三维可视化用户界面，对单一车辆进行微观处理的能力，多用户并行计算支持，以及功能强大的应用程序接口。ＰＡＲＡＭＩＣＳ能够适应各种规模的路网，从单节点到全国规模的路网，能支持１００万个节点，４００万个路段，３２０００个区域。
ＰＡＲＡＭＩＣＳ由５个主要工具模块组成．分别是Ｍｏｄ－ｅｌｌｅｒ，ＰｒｏｃｅｓｓｏｒｔＡｎａ｜ｙｓｅｒ，Ｐｒｏｇｒａｍｍｅｒ和Ｍｏｎｉｔｏｒ，其中Ｍｏｄｅｌｌｅｒ是整个系统的核心．以下是各部分的简介。
（１）Ｍｏｄｅｌｌｅｒ提供建立交通路网、三维交通仿真和统计数据输出等３大功能。所有这些功能均支持直观的图形用户界面。Ｍｏｄｅｌｌｅｒ的功能涵盖了实际交通路网的各个方面，包括：混合的城市路网和高速路路网、先进的交通信号控制、环形交叉口、左行和右行道路、公共交通、停车场、事故以及重型车和高容量车车道。Ｍｏｄｅｌｌｅｒ既可以精确模拟单个车辆在复杂、拥挤的交通路网中的运行，叉能对整体交通状况进行宏观把握。
（２）Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ允许研究者用批处理的方式进行仿真计算，并得到统计数据输出。Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ提供图形用户界面以设定仿真参数、选择输出数据和改变车辆特征。由于用批处理的方式进行仿真计算不显示仿真过程车辆的位置和路网，因此大大加快了仿真的速度。
（３）Ａｎａｌｙｓｅｒ用于显示由Ｍｏｄｅｌｌｅｒ或Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ的仿真过程的统计结果。他采用灵活易用的图形用户界面将仿真过程中的各种结果进行可视化的输出，例如车辆行驶路线、路段交通流量、最大车队长度、交通密度、速度和延迟、以及服务水平参数等。除了可视化输出，Ａｎａｌｙｓｅｒ也提供直接的数字输出或将数据存为文本文件以备进一步的应用。
（４）Ｐｒｏｇｒａｍｍｅｒ为研究者提供了基于Ｃ”的应用程序接口（ＡＰＩ）。应用程序接口使ＰＡＲＡＭＩＣＳ具备更强的可移植性和扩充性。例如，ＰＡＲＡＭＩＣＳ实际上基于英国的驾驶规则和车辆特性，当用于其他国家和地区时，需要研究者编制适当的ＡＰＩ程序使之适应当地需要。研究者也可以利用ＡＰｌ扩充ＰＡＲＡＭＩＣＳ的功能，通过加人ＡＰＩ程序模块以设计和测试特殊的交通控制和管理策略。
（５）Ｍｏｎｉｔｏｒ足利用Ｐｒｏｇｒａｍｍｅｒ开发的ＡＰＩ模块，他可以跟踪计算仿真的交通路网中所有车辆尾气排放的数量，并在交通仿真过程中进行可视化的显示。
ＰＡＲＡＭＩＣＳ提供了ＩＴＳ基础上的微观交通仿真功能，利用仿真的变通信号、匝道控制、可变速度控制标志和
万方数据
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可变信息板（ＶＭＳ）等仿真设备，可以实现对仿真车辆的智能化交通诱导。另外，通过ＡＰｌ函数还可以实现特殊的控制策略，对于研究新的控制和诱导方法带来了便利。
图２用ＰＡＲＡＭＩＣＳ仿真时的交叉口路况的可视化界面，图中可以直观地显示出车辆的通行状况。
围２ＰＡＲＡＭＩＣＳ可视化仿真图像
３未来智能交通系统的功能及组成
智能交通系统（ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ，ＩＴＳ）是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术及计算机处理技术等有效的集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高教的综合交通运输管理系统。
智能交通系统的运作方式：将采集到的各种道路交通及各种服务信息，经过交通管理控制中心集中处理后传送到公路运输系统的各个用户（包括驾驶者、居民、警察局、停车场、运输公司、医院、救险排障等部门），出行者可以进行实时的交通方式和交通路线的选择；交通管理部门可以白动进行交通疏导、控制和事故处理；运输部门可以醢时掌搓所属车辆的动态情况，进行合理漏度ｕｏ。
ＩＴＳ系统主要由卫星地面站、卫星通信系统、汽车自动驾驶系统、公路电子信息系统组成。ＩＴＳ研究的前沿和热门方向为车辆定位与交通导航系统、信息系统、信号协调控制系统、及自动化公路系统等。
４结语
智能交通系统对于我国交通运输领域是一场跨世纪的技术革命，目前，国内已经涌现出一批ＩＴＳ的科技成果和产品，有些已经得到了广泛的应用。随着研究的深入和成果的推广，ＩＴＳ将给我们的社会带来经济效益与社会效益。
参考文献
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作者简介朱铭琳士，１９７４年出生，广西桂林人，讲师，北京工业走学项士，研究方向为智能变通系境、人工智能技术。
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４模型设想的扩展
该模型是基于公交系统捌塞控制，很多基于公交系统的应用都可以在此模型中实现。如公交到站预报系统，在该模型基础上利用无线通信实现预报系统的零投入。把该模型同智能交通灯结合起来，宴现对交通拥塞的控制顶防和解决。还可以在该模型的基础上在几个重要路口和经常发生阻塞的路段安装电子眼，用来宴时监控路段信息，从而更实时更有效地解决交通拥塞问题。同时，当没有路况信息发布时，可以把这个系统模型用来发布产品广告，不仅节约了成本，还繁荣了都市气息。
５结语
目前，城市交通道路的拥塞仍是我国城市交通的瓶颈，寻求智能策略的阻塞处理成为智能交通控制的关键和突破口。本模型综合利用计算机技术，无线通信技术和电子控制技术，在公交系统的基础上实现了道路的拥塞控制。由于该模型是在公交系统的基础上建立起来的，所以没办法达到拥塞控制的实时性。但本模型的提出，为交通信号控制系统的发展与普及提供了一定的技术支持，同时为智能交通控制提供了一定的参考价值。
参考文献
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［ｓ］李明利．赵祥模，王选民．分组拥塞控制在城市交通中的应用［刀，长安大学学报：自然科学版．２００８（６）＝９４—９８。
作者简介捧伟艺男，１９８１年出生，福州大学在读研究生。主要研究方向为嵌入式系境应用开发。
刘大茂男．１９４８年出生，福建福州人，教授，项士生导蚌。主要研究方向为嵌八式系统应用开发。
１５１ 万方数据
人工智能技术在交通控制领域的应用
作者：朱铭琳， ZHU Minglin
作者单位：运城学院,山西,运城,044000
刊名：
现代电子技术
英文刊名：MODERN ELECTRONICS TECHNIQUE
年，卷(期)：2007，30(23)
被引用次数：0次
参考文献(5条)
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相似文献(10条)
1.学位论文肖少白中观仿真及其在城市交通区域控制中的研究和应用2007
中国经济发展已进入了一个高速增长期，汽车数量急剧增加，导致城市已有的道路远不能满足经济发展的需要，交通状况日益恶化。城市交通拥堵已成为制约城市经济发展的重要因素之一。因此，采用现代科学手段，研究一些智能化的方法来解决城市交通管理问题，就成为当务之急。
本文概括性地介绍了城市交通控制系统的发展，城市交通网络区域控制已成为缓解交通拥堵的必然发展方向和研究重点，但是如何实施合理的交通网络区域控制，没有科学的依据和分析。
针对大城市复杂的交通情况，结合北京的实测数据，利用一种改进的Greensheilds交通流模型，能够模拟早高峰时的饱和交通流。通过对城市宏观、中观和微观模型的详细介绍，综合考虑其特点，建立了由宏观到中观再到微观的综合交通建模系统，提出了从静态交通模型到动态交通分配再到区域交通诱导和信号控制的交通网络区域控制模式。本文提出的中观模型适合于分析和评估大区域网络的交通措施产生的影响，它考虑了在比较长时期内交通需求的发展，可以实时反映出整个路段的动态状况，可模拟拥挤与非拥挤时的基本交通流的变化。
交通动态建模技术和实时交通管理技术为城市开发了辅助决策系统。它能产生交通控制计划，利用仿真模型评估并依据当前的交通情况和实际特性推荐最有效的计划。它集成了中观仿真和其它ITS建模软件的能力，使交通控制中心操作员能够评估备选的交通预案并选出最佳预案，是很有价值的工具。利用它能评估可能的交通管理措施并定义预案，预案含有改善特定情况如事件、事故和恶劣天气下交通流畅性的交通计划。这些预案被储存到中心数据库中供日常操作使用。
在对路网交通状况有了科学的分析和评估之后，可以从城市动态交通管理的角度出发，在相关区域给出行者提供诱导和对交叉口信号控制。所以接着探讨了诱导条件下交通控制子区的动态划分，控制与诱导系统的协调模型，为交通网络区域控制提供了新的方法。
在论文最后，利用DHV和Delcan公司开发的综合交通建模系统对北京市的某一区域的交通进行建模仿真，在考察了事件以及不同措施对网络区域的影响后，给出了路网标准时和采取措施后的效果评估，进而采取相应的诱导和区域协调控制的策略，结果证明该技术能十分有效地缓解发生事件时的交通拥堵。
2.期刊论文杨兆升.陈昕.胡娟娟.蔡长青城市交通区域智能协调控制研究-交通与计算机2005,23(4)
针对我国城市混合交通状态复杂多变,随机性大,具有分布式交通区域控制等特点,利用多智能体技术和融合技术对其进行研究,提出了基于多智能体技术和融合技术的城市交通区域控制系统框架和智能体的内部结构,并采用博弈再励学习方法进行优化控制和区域协调,实现城市交通控制区域智能协调和全局优化,最后通过仿真分析说明算法的有效性.
3.学位论文罗俊基于新相位相序规则下的模糊自适应控制2007
近年来随着我国国民经济的迅速发展，我国机动车拥有量及道路交通量急剧增加。尤其是在大城市，由于城市人口的不断增长，常规公共交通萎缩，缺少大运量的快速轨道交通系统，造成交通拥挤堵塞以及导致道路交通事故频发，已经成为国民经济进一步发展的瓶颈问题。交通拥挤的加剧，不仅会造成巨额的经济损失，而且如果发展严重甚至会导致城市功能的瘫痪。
在整个城市交通网络中，作为城市交通重要网络节点的交叉口是道路网络中通行能力的“滞点”和交通事故频发的主要发源点，解决好各单点交叉口的交通拥堵问题便成了解决整个城市交通的基础。与此同时，在一个系统范围内，一个路口交通信号的调整将会影响相邻路口的交通流，而相邻路口交通信号的改变也会影响本路口交通状况。因此，从整个系统的战略目标出发，根据交通量的检测数据，协调系统内各路口的交通信号，能够取得更有效的控制方案。本文采用新的相位组合、相序跳转信号运行方式，对研究区域应用两级信号控制，第一级利用模糊控制方式对研究区域内各单点交叉口实行模糊自适应控制；第二级利用“软系统方法”对整个区域系统进行分析，建立概念模型对整个系统进行协调、优化。最后应用交通仿真模拟软件VISSIM对交叉口配时方案进行模拟。参照计算机仿真优化模型，将优化方案与现状配时方案进行比较，取得了较好的交通质量评估结果。
4.学位论文李琳娟基于车队的城市自适应交通控制方法的研究2008
目前，智能化交通系统的研究已成为道路交通管理发展的主要趋势和解决日益严重的交通问题的重要手段。城市交通控制系统是提高城市交通运行效率的重要途径之一，也是城市交通现代化、智能化的重要标志。文献研究表明，城市的主要交通干线上超过70％的车辆是在车队中运行。如果不切断车队的运动，将能很好的减少车辆延误时间。本文基于车队的研究思想，介绍了国内外的研究背景以及自适应控制方法，并阐述了基于车队的交通控制的研究意义及研究现状。
本文在分析了国内外的研究现状的基础上，以平均车辆延误、停车次数等性能指标作为控制优化目标，以城市交通信号控制系统中基于车队区域控制、单交叉口控制为研究对象，介绍并定义了基于车队的交通流的四个变量，研究了基于车队的区域自适应控制方法，并提出了基于车队的单交叉口自适应控制方法，最后仿真实验验证了方法的有效性和合理性。
首先，本文从交通流数据中捕获车队运动的特征。给出了城市交通中区分车队的四个变量-车队大小、车队速度，车队平均车头距和车队之间的间距。接着介绍了基于车辆的预测方法，识别出车队并预测车队在路网中的行进。
其次，本文研究区域控制方法。研究国内外先进的区域控制方法，并对这些区域控制方法进行比较，接着分析基于车队的区域自适应控制方法的优缺点，并分析了该方法的适用性。
再次，本文提出了基于车队的单交叉口自适应控制方法，该方法适用于主-次干路相交的交叉口，通过最小化中断主干路上车队行进，减少总交通延误。首先根据车队识别方法的要求，给出了新的检测器埋布方式。接着提出基于车队的自适应信号控制方法。仿真实验结果表明，在次干路的交通流量
较低的情况下，与传统的定时控制和半感应控制方法相比，基于车队的自适应控制方法能显著的减少车辆延迟。
最后，总结全文的工作，并指出下一步研究的方向。
5.学位论文尚德申控制区域动态划分及其控制研究2008
随着我国城市化的快速增长以及机动化进程的加快,城市交通拥挤已经成为一个普遍的、严重的问题,阻碍着城市经济以及空间布局结构的良性发展,导致了能源的消耗、环境的污染,产生了一系列的社会问题,并且有着日益恶化的趋势,这一点在大城市尤为突出。
对于交通拥堵问题,只通过调整、优化单个交叉口的控制是无济于事的,交通拥堵问题必须用系统的观点才能得以解决。把每个交叉口的控制看成是某个区域甚至整个城市交通控制系统中的一个节点。交叉路口交通控制既要满足局部自身控制效果,通常还要根据其路网交通作用与其它路口协调,实现区域控制意图。
国内外对区域控制的研究很多,但是成熟的经验基本体现在静态区域控制上,子区划分时基本上依据行政区和控制设备来实现,这样的划分控制区域给系统控制带来了方便,也取得了一定的效果。但是城市道路网上交通流总在发生变化,交通控制的需求也在不断的变化,交通流高峰与低峰、系统运行的正常与异常均可呈现出截然不同的情况,这些特点对交通控制提出很高的要求：必须具有幅度很大的调节能力,很广的适应范围,很高的稳定性和快速的控制响应。因此,一成不变的控制区域就显得无能为力了。因此更为灵活的动态区域控制便应运而生。
目前,对于动态区域控制的研究还不成熟,主要集中在动态子区划分与合并上,并且与路口的信号机没有实现很好的结合,更没有投入实践中。
交通数据检测在交通控制系统中也是十分重要的,精确和可靠的检测数据是在交通控制中进行合理的信号配时优化的基础；而实时准确的对交通流预测,即有效地利用实时的交通数据预测未来的交通状况,是实现有效的交通控制和交通诱导的关键所在。
本文基于动态交通信息准确采集的基础上,提出以静态区域控制为基础的动态控制区域划分与控制思想,基于城市交通拥堵的形成机理不同,将动态分区进行两级分解：路口级动态分区和路网级动态分区。通过不同的判断标准采取不同的动态分区形式,并与交通诱导系统有效的协调起来。目的在于充分利用有限的道路网资源,使路网能够实现整体的控制最优。
6.期刊论文张飞舟.曹学军.孙敏.ZHANG Feizhou.CAO Xuejun.SUN Min基于多智能体的城市交通集成控制系统设
计-北京大学学报（自然科学版）2008,44(2)
针对我国城市交通迫切需要解决的关键技术问题,采取传统方法与人工智能相互结合的智能方法与步骤,在引出我国城市交通控制系统结构与功能要求的基础上,阐述一种基于多智能体(multi-agent,MA)协作的城市交通智能控制系统的框架结构.根据该系统框架结构,建立一种面向城市交通实时、有效的控制系统设计思想,完成了基于多智能体的城市路口控制、区域控制的系统智能控制设计,完善我国城市交通控制与管理模式,以确保城市交通智能化控制目标的顺利实现,提高路网通行能力,改善城市环境质量,营造出舒适宜人的交通环境.
7.学位论文栗红强城市交通控制信号配时参数优化方法研究2004
本文对城市交通控制信号配时参数优化方法进行了研究。具体内容如下：
(1)城市交通控制系统基本理论。该部分首先介绍了交通信号控制中信号相位、信号阶段、周期时长、绿信比、相位差等基本概念；接着讨论了交叉口设立信号灯的利弊和依据；然后研究了信号相位相序优化设计原则和方法；最后探讨了城市交通控制系统信号配时优劣的主要评价指标和辅助评价指标，以及它们与信号配时参数的关系。这些内容是全文的基础，为信号配时参数优化的深入研究提供了基本理论依据。
(2)周期时长优化方法研究。周期时长和交叉口通行能力、车辆平均延误等直接相关，在固定式(或自适应)信号配时中，它是决定交通信号控制效益的关键控制参数。本部分深入研究了各种常用周期时长优化方法，包括：TRRL法、ARRB法、HCM法、冲突点法，对比分析了各自的优缺点。然后利用交通流量、时间占有率两个交通流参数，提出了反映交叉口交通负荷的交通强度模型，作为周期时长的优化依据。根据时间占有率计算公式，可将其转换为速度的函数，利用交通流理论流量与速度关系的伊迪模型，研究了交通强度随流量的变化规律。针对常见的2～5个关键相位交叉口，首次给出了基于交通强度的周期时长优化模型。该方法可以唯一地确定交通流的状态，弥补了以前方法的缺陷。通过长春市三个交叉口的摄像调查，对方法进行了验证
，周期时长计算值与实际交通状况较吻合，低峰时段延误较低，高峰时段通行能力较大，实现了优化目标，可用于周期时长的优化。论文还提供了一个四关键相位交叉口的配时实例。最后，论文研究了协调控制中周期时长的优化方法，包括周期时长的确定和双周期交叉口的判断。
(3)绿信比优化方法研究。绿信比反映交叉口各相位绿灯时长的大小，绿信比优化就是在各相位之间合理分配绿灯时间。本章首先回顾了韦伯斯特提出的“等饱和度”原则，以及阿克塞立科的“不等饱和度”修正方法，进而研究了关键相位的判断方法，并在此基础上深入研究了有无搭接相位等情况下绿信比的优化以及实际绿灯显示时间的计算。
(4)相位差优化方法研究。相位差是城市交通协调控制中的一个重要配时参数，它直接关系到协调效果的好坏。本部分对图解法、数解法、结合法、爬山法进行了研究，分析了各自的优缺点。并对实用相位差优化方法——数解法进行了改进，改进后的数解法可以实现流量不平衡下的双向绿波计算
，存在双周期交叉口的协调子区绿波带计算，影响绿波带宽度交叉口的识别，绿波带线性方程组的求解等功能。同时论文根据长春市路段车流离散特性调查，以车辆延误为优化目标，应用结合法研究了区域控制下基于车辆到达与驶离图式的相位差优化方法。
(5)感应控制配时参数优化方法研究。感应控制是一种非常灵活的交通控制方式，在一些特定条件下具有非常好的控制效果。本部分首先回顾了感应控制的发展状况，以及感应控制的分类和简易流程；接着详细研究了感应控制配时三参数优化方法和理论。首次提出了可变单位绿灯延长时间的优化模型，并以长春市明德路一百汇街交叉口为例进行了研究。
8.学位论文徐俊斌城市智能交通信号控制的研究2005
随着全球经济的发展，汽车的普及率大幅度提高，城市交通问题也日益严重。目前世界各国都在大力发展智能交通系统(ITS)，以实现城市道路交通的智能化、科学化管理，创造出可持续发展的交通环境。本文通过介绍我国现阶段城市交通的实际状况并分析了其形成原因，认识到中国实现交通信息化的紧迫性，然后围绕着城市交通信号控制问题，对城市路口信号的区域控制问题进行了研究，提出了一些有效的控制思想，并解决了一些实际的信号控制问题。本文的主要内容及创新工作如下：
1介绍了交通流的基本参数、基本理论，并详细的讲解了各个参数之间的相互关系，提出了各个不同的交通流理论所适用的实际交通场合，认识到在进行实际路口信号控制前确定相关的交通状况及交通参数的重要性。
2介绍了交通控制的基本概念以及定时控制和感应控制的特点；提出了几种实用的感应控制的设计流程；提出了实际检验交通信号控制的应用效果时的性能指标及获取性能指标的技术；探讨了一系列用于获取交通信息的车辆检测技术，其中主要介绍本文中所采用的线圈检测技术的应用；认识到际交通流的复杂性及不确定性，根据定时控制及感应控制各自在交通控制中的优缺点，提出了定时控制和感应控制相结合进行交通控制的方式，以此来提高路口信号控制的效率。
3研究了国内外主要的区域交通控制系统，主要介绍了TRANSYT、SCOOT及SCATS这三个控制系统，分析他们各自的优缺点，并提出了适应中国国情的交通控制系统的基本结构以及具有中国特色的交通控制方式。
4研制了一台智能交通信号控制机样机，该机以MSP430单片机作为主控制器，实现了城市交通路口信号灯的基本控制；介绍了该信号控制机的功能特点、控制模式及程序流程图；介绍了该款单片机的基本性能特点，以及编辑器在使用中的一些技巧；详细讨论了信号控制机核心控制模块设计中的软硬件实现及外围驱动检测电路的实现。
5使用了一系列的软件和硬件抗干扰技术以及防雷技术，提高了信号控制机的稳定性、抗干扰性、可靠性；通过硬件故障检测技术并结合软件编程实现了智能信号机的自检测功能。
9.会议论文石建军.余泉.任福田大城市交通信号控制系统层次与区域动态划分的研究2004
通过对大城市交通信号控制系统特点的分析,指出单纯的属地式控制区域和依据品牌设备定义的设备专用协调区域已经不能够适应大城市交通变化的特点。为了提高控制系统性能,降低造价和实施难度,保持系统大范围调节和宽稳定特性需求,将系统分成控制协调区域、控制执行区域和区域控制关联点控路口、设备控制区域等不同层次和区域,同时结合交通变化情况,给出了控制区域的动态优化初步结果。
10.学位论文赵秋林基于聚类分析和模式匹配的方法在城市区域交通控制中的应用2005
目前我国大多数城市交通拥挤问题突出，特别是一些大城市，机动车、自行车和行人的日益增多，使得城市交通拥挤更加严重。由于土地资源的有限，使得道路基础设施的提供受到极大限制，完全依靠扩大路网规模来解决日益增长的交通需求已经不能满足要求。这就需要在有限的资源条件下，运
用控制方法对城市交通流进行合理的、科学的调控，从而达到提高路网通行能力和服务质量的目的。
区域交通控制系统本身就是一种对象不确定的、对控制的实时性要求很高、结构十分复杂的大系统，具有较强的非线性、模糊性和不确定性，这样就决定了系统建模和模型求解的难度，传统的方法很难解决这些难题。针对这种情况，本文采用非模型化的控制方法，将模式匹配方法引入到区域交通控制中，给出了基于聚类分析与模式匹配的区域交通控制方法。
首先运用聚类算法进行数据分类，将历史交通数据分成若干类；在分类中，针对k-means算法对初值的选取敏感的问题，采用模拟退火算法进行了补充。根据某个路口一天的历史数据，分别用k-means聚类算法和基于模拟退火的动态算法进行分类，并对分类的效果进行了比较。
然后借鉴文献资料对控制系统的分层结构，给出了一个三层结构的分布式区域控制系统结构。针对最下两层结构，给出了基于模式匹配的区域交通控制方法，并在TSIS上进行仿真。在同样的交通条件下，分别运行定时控制、多时段控制和基于模式匹配方法的控制方案，仿真软件一一给出评价结果，最后对这几种控制效果进行了比较。
在此基础上，探索把这种新方法应用到新型信号机中，并对新型信号机上的嵌入式软件开发做了介绍。
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下载时间：2010年11月21日