交叉口智能信号控制.ppt
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单个交叉口交通信号控制
qd q ' d Y max y j , y j ,....... max ( ) j ,( ) j ,...... Sd j 1 j 1 Sd
j
'
j
Y－组成周期的全部信号相位的各个最大流量比y值之和； j－一个周期内的相位数； yj－第j相的流量比 qd－实际交通量(pcu/h);
绿信比：是在一个周期时间内，有效绿灯时间 与周期时间之比。用公式表示为：
有效绿灯时长
ge C
绿信比
周期时长
有效绿灯时间：是指某相位信号的绿灯时间与黄灯时间之和
减去损失时间。
评价信号控制交叉口的交通效益指标
1、交叉口的通行能力与饱和度 （实际到达交通量与通行能力之比）
2、行程时间
3、延误 4、停车次数 5、停车率 6、油耗
[举例]一个两相位信号控制交叉口，各进口道的交通量和饱和流量如下表， 绿灯间隔时间为7s，黄灯时间为3s，起动损失时间为3s，试计算信号配时。
北进
交通量 (pcu/h) 饱和流量 (pcu/h)
南进 720 2400
东进 390 1000
西进 440 1000
620 2400
yi
qi Si
车道饱和流量
车道流量比
3、信号损失时间和有效绿灯时间
（1）信号损失时间
在一次信号周期内，任何方向车辆都不能通行的时间，属于信号损失 时间，包括绿灯间隔时间和起动损失时间。
1） 绿灯间隔时间
上一相位绿灯结束到下一相位绿灯启亮之间的一段时间，叫绿灯间隔 时间，也叫交叉口清车时间。绿灯间隔时间为避免下一相位头车同上一相 位尾车在交叉口内相撞所设置。按上一相位尾车从停车线到两向车辆冲突 点之间的行驶时间计算，即绿灯间隔时间为： 从停车到冲突点的 距离
j
'
j
Y－组成周期的全部信号相位的各个最大流量比y值之和； j－一个周期内的相位数； yj－第j相的流量比 qd－实际交通量(pcu/h);
绿信比：是在一个周期时间内，有效绿灯时间 与周期时间之比。用公式表示为：
有效绿灯时长
ge C
绿信比
周期时长
有效绿灯时间：是指某相位信号的绿灯时间与黄灯时间之和
减去损失时间。
评价信号控制交叉口的交通效益指标
1、交叉口的通行能力与饱和度 （实际到达交通量与通行能力之比）
2、行程时间
3、延误 4、停车次数 5、停车率 6、油耗
[举例]一个两相位信号控制交叉口，各进口道的交通量和饱和流量如下表， 绿灯间隔时间为7s，黄灯时间为3s，起动损失时间为3s，试计算信号配时。
北进
交通量 (pcu/h) 饱和流量 (pcu/h)
南进 720 2400
东进 390 1000
西进 440 1000
620 2400
yi
qi Si
车道饱和流量
车道流量比
3、信号损失时间和有效绿灯时间
（1）信号损失时间
在一次信号周期内，任何方向车辆都不能通行的时间，属于信号损失 时间，包括绿灯间隔时间和起动损失时间。
1） 绿灯间隔时间
上一相位绿灯结束到下一相位绿灯启亮之间的一段时间，叫绿灯间隔 时间，也叫交叉口清车时间。绿灯间隔时间为避免下一相位头车同上一相 位尾车在交叉口内相撞所设置。按上一相位尾车从停车线到两向车辆冲突 点之间的行驶时间计算，即绿灯间隔时间为： 从停车到冲突点的 距离
交通管理与控制—交叉口的信号控制
交通信号控制方式
点控
线控
面控
交通信号控制方式
“点”控
指交叉口单点信号控制路口单点信号控制，它以单 个路口为控制目标，是交通信号控制的最基本形式。
交通信号控制方式
“点”控
点控制也有两种 ➢ 定周期自动信号控制 • 定周期自动信号机控制按事先设定的配时方案运行，也称定时
控制。一天只用一个配时方案称为单段式定时控制； • 一天按不同时段的交通量采用几个配时方案的称为多段式定时
又是一相，此即为两相位。 对于行车而言，相位越多越安全，但相位越多，延误的时间也就越长，效率也就越低。相反，相 位少，交叉口车流虽然较乱，但通行效率反而高。在选用时应根据道路交通实况具体分析，综合优化。
交通信号控制--基本概念
信号阶段
根据路口通行权在一个周期内的变更次数来划分的，一个信号周期内通 行权有几次更迭就有几个信号阶段。
交通信号控制方式
“面”控
• 将城市里某一地区很多的交叉口信号机，由中央控制室集中统 一控制，这种地区行集中控制称为面控制或区域控制。
• 面控制系统就是把城区内的全部交通信号的监控，作为一个指 挥控制中心管理下的一部整体的控制系统，是单点信号、干线 信号系统和网络信号系统的综合控制系统。
知识点3：交叉口的信号控制
交通信号
概念 凡在道路上用以传达具有法定意义、指挥交通行、止、左、右的 手势、声响、灯光等都是交通信号。
交通信号
分类
目前使用得最为普遍、效果最好的是灯光交通信号
交通信号控制
作用
• 从时全；
• 组织、指挥和控制交通流的流向、流量、流速、维护交通秩 序，提高路口效率和通过能力；
交通信号控制--基本概念
信号参数
道路平面交叉第一节无信号控制交叉口、第二节信号控制交叉口ppt课件
左转专用车道。
（2）高峰小时一个信号周期进入交叉口右转车多于4
辆时，应增设右转专用车道。
5.交叉口的车道宽度：
交叉口进口道车道宽度应与路段相同，小型汽 车车道可采用3m；混入普通汽车和铰接车的车道与 左、右转专用车道可采用3.5m，最小3.25m。
48
6.专用车道设置方式：
*进口道专用左转车道的设置方法：
39
北
2.色灯的显示： 以十字形交叉口为例 西
南 两色显示： 东 西
南北 东西 三色显示： 南北
东
40
二.平面交叉口拓宽渠化 在车道上画线，或用绿带和交通岛来分隔车流，
使各种不同类型和不同速度的车辆像流入渠道中的水 流一样，沿规定的方向互不干扰的行进，这种交通称 为～～。
渠化交通可以在一定条件下提高道路的通行能力， 减少交通事故。它对解决畸形交叉口的交通问题尤为 显著，渠化交通还可以缩小冲突区。
2.交叉口的交通组织和交通分析 分流点 合流点 冲突点 减少或消灭冲突点的办法：
（1）交通管制 （2）渠化交通 （3）设置立交
1
3.交叉口几何形式与选择
2
4.不同交通组织方式交叉口的选择
（1）无信号管制的简单平面交叉口：适用于路口高 峰小时车流量在500辆/h以内的道路交叉；
（2）有信号交通管制的平面交叉口：适用于高峰小 时交通量在800~3000辆/h的干路交叉或干路、支路交 叉口；
7
S停
视距三角形 的作图绘制 方法：
S停
2.各进口车道的停车视距应大于或等于表3-11规定 值。
8
9
四、交叉口竖向设计
1.原则 2.基本形式 3.设计方法及步骤
O2
E2 A
E D3
（2）高峰小时一个信号周期进入交叉口右转车多于4
辆时，应增设右转专用车道。
5.交叉口的车道宽度：
交叉口进口道车道宽度应与路段相同，小型汽 车车道可采用3m；混入普通汽车和铰接车的车道与 左、右转专用车道可采用3.5m，最小3.25m。
48
6.专用车道设置方式：
*进口道专用左转车道的设置方法：
39
北
2.色灯的显示： 以十字形交叉口为例 西
南 两色显示： 东 西
南北 东西 三色显示： 南北
东
40
二.平面交叉口拓宽渠化 在车道上画线，或用绿带和交通岛来分隔车流，
使各种不同类型和不同速度的车辆像流入渠道中的水 流一样，沿规定的方向互不干扰的行进，这种交通称 为～～。
渠化交通可以在一定条件下提高道路的通行能力， 减少交通事故。它对解决畸形交叉口的交通问题尤为 显著，渠化交通还可以缩小冲突区。
2.交叉口的交通组织和交通分析 分流点 合流点 冲突点 减少或消灭冲突点的办法：
（1）交通管制 （2）渠化交通 （3）设置立交
1
3.交叉口几何形式与选择
2
4.不同交通组织方式交叉口的选择
（1）无信号管制的简单平面交叉口：适用于路口高 峰小时车流量在500辆/h以内的道路交叉；
（2）有信号交通管制的平面交叉口：适用于高峰小 时交通量在800~3000辆/h的干路交叉或干路、支路交 叉口；
7
S停
视距三角形 的作图绘制 方法：
S停
2.各进口车道的停车视距应大于或等于表3-11规定 值。
8
9
四、交叉口竖向设计
1.原则 2.基本形式 3.设计方法及步骤
O2
E2 A
E D3
第九讲 单个交叉口交通信号控制
2.划分时段
（辆／小时）
总 交 通 1000 要 求
500
1500
6
9
11
14
18
20
23
24
时间
（2）计算绿灯时间间隔 在国外，对黄灯时间有统一规定，如英国 是4s，美国是3—5s。根据交叉口的车速而 定，车速高则长，车速低则短。 美国推荐公式： I t v W Lc
r
信号配时计算例一
某交叉口渠化方案如图所示， 相位方案为： ①东西向专用左转②东西向 直行和右转③南北向直行、 右转和左转。 经计算，各进口道的流量比 如表所示，每个进口道宽度 为 16.5m 。已知： Ls=3s ， A=3s ， I=4s 。 试计算以下信号配时参数： 各相位有效绿灯时间及最佳 周期时长 C0 （需校核行人 过街最短绿灯时间，考虑路 中设 行人安全岛 ，步行速 度取 1.2 米 / 秒）
第九讲 单个交叉口交通信号控制
§9.1 交通信号控制的相关概念 §9.2 交通信号控制配时计算步骤
§9.3 交通信号控制配时计算方法
§9.4 感应信号控制
§9.5 环形交叉口信号控制
§9.1 交通信号控制的相关概念
1.信号相位 2.相位图
对信号轮流给某些方向的车辆 或行人分配通行权顺序的确定。 相位方案:即在一个信号周期内，安排了若干种控制状态， 并合理安排了这些控制状态的显示次序，每一种控制状态即是一个相位。
右转
右转
解（1）计算信号总损失时间：启动损失时间加绿灯间隔时间 减黄灯时间 L=∑ （ Ls+ I-A ）i=3×（3+4-3）=12s （2）计算流量比之和。 Y= ∑yi= 0.1669+ 0.2117+ 0.4106=0.7892 （3）计算最佳周期长度。
红绿灯控制系统PPTPPT课件
不同类型道路的红绿灯控制需求
针对不同类型道路（如高速公路、城市主干道、学校周边道路等），红
绿灯控制的需求和设置方式存在差异，需要综合考虑道路特点、交通流
量和安全因素。
对未来研究的建议
深入研究红绿灯控制与交通安全的关系
01
进一步探讨红绿灯控制对交通安全的影响，以及如何通过优化
红绿灯控制来降低交通事故风险。
案例一：城市交通红绿灯控制
案例描述
城市交通红绿灯控制系统通过控制不同路口的红绿灯时间，实现车辆和行人的有 序流动，提高交通效率。
案例分析
城市交通红绿灯控制系统的设计需要考虑路口的车流量、人流量以及道路状况等 因素，合理设置红绿灯的时间和切换方式，以达到最佳的交通效果。
案例二：高速公路红绿灯控制
案例描述
应用场景
城市交通
红绿灯控制系统广泛应用于城市 交通路口，用于控制车辆和行人 的交通流量，保障交通安全和减
少交通拥堵。
高速公路
高速公路上的红绿灯控制系统主要 用于控制车辆的进出和行驶速度， 保障车辆的安全和顺畅通行。
铁路交通
在铁路交通中，红绿灯控制系统用 于指示列车通过路口或交叉道口， 保障列车的安全和准时。
面临的挑战与解决方案
挑战
解决方案
如何有效应对城市日益严重的交通拥堵问 题，提高交通效率。
推广智能化、自动化控制技术，加强交通 管理部门的协调和调度能力，提高交通参 与者的文明出行意识。
挑战
解决方案
如何保证红绿灯控制系统的稳定性和可靠 性，避免系统故障对交通造成影响。
加强系统的日常维护和检测，采用高可靠 性、冗余设计的硬件和软件，提高系统的 自适应和容错能力。
03 红绿灯控制系统的软件设 计
单点交叉口信号控制补充内容课件
智能控制策略
• 总结词：智能控制策略是一种基于人工智能和机器学习的信号控制方法，通过 学习历史和实时交通流数据，优化信号灯的配时方案。
04 单点交叉口信号控制优化 方法
交通流量优化
总结词
通过调整信号灯配时，提高交叉口车辆通过效 率
01
总结词 优化交通流向，减少冲突点
03
总结词 实施交通分流，减轻交叉口压力
• 优点：定时控制策略简单易行，无需实时检测交通流情况，对于交通流量相对稳定、变化不大的交叉口具有一定的适用 性。
• 缺点：定时控制策略无法实时响应交通流的变化，可能导致交通拥堵和延误，特别是在交通流量较大或存在突发状况时。
自适应控制策略
• 总结词：自适应控制策略是一种基于实时交通流数据的信号控制方法，通过实 时检测交通流参数，调整信号灯的绿信比和相位时长。
优势与局限性 分析了单点交叉口信号控制技术的优点，如提高交通效率、 减少拥堵和排放等，同时也探讨了其存在的局限性，如对 车辆行驶轨迹和交通流量的依赖性。
适用场景与条件 讨论了单点交叉口信号控制在不同场景下的适用性，如城 市道路、高速公路和乡村道路等，并分析了其对道路条件、 交通流量和道路设计等方面的要求。
05
02
详细描述
根据不同时段的交通流量特点，动态调整信 号灯的配时，使得车辆在交叉口等待时间减 少，提高道路通行能力。
04
详细描述
通过合理设置左转、右转车道和行人 过街设施，减少不同流向车辆的冲突 点，降低交通事故风险。
06
详细描述
在高峰时段，通过实施交通分流方案，将部分 车流引导至周边道路，减轻单点交叉口的交通 压力。
通过案例分析，培养 学生的实际操作能力 和问题解决能力。
交通信号控制(整理).ppt
目前，决定停车标志交叉口改为信号控制交叉 口时，主要应考察：停车标志交叉口的通行能力和 延误。
设置交通控制信号虽有理论分析的依据，但尚 未成为公认的有效方法，加上世界各国的交通条件 又各有差异，所以各国制订依据的具体数字不尽相 同，但原则上大多根据以上两条分析依据，考虑各 自的交通实际状况后制订出各自的标准。
s so N f f f f f f f f f
W
HV
g
p
bb
a
RT
LT
b
演示课件
二、单个交叉口交通信号控制
（四） 饱和流量的确定
其中，s ——车道组饱和流率；
so ——车道组在理想条件下的饱和流率；
N ——车道组中车道数； f w——车道宽度修正系数； f HV ——交通流中大---中型修正系数； f g ——引道坡度修正系数； f p——停车修正系数；
演示课件
二、单个交叉口交通信号控制
（三） 确定设计交通量
无最高15min流率的实测数据时，可按下 式估算：
q Q PHF
式中：Q－配时时段中，某进口道某流向的实际 高峰小时交通量（pcu/h） PHF－配时时段中，某进口道某流向的高 峰小时系数；主要进口道可取0.75，次要进口 道可取0.8。
演示课件
（3）有左转专用车道时，根据左转流向设计交 通量计算的左转车每周期平均流量达到一定程 度，以致完全不能利用冲突车流（对向直行车 流）的间隙完成左转时，宜设左转专用相位； （4）同一相位各相关进口道左转车每周期平均 到达量相近时，宜用双向左转专用相位，否则 宜用单向左转专用相位。
演示课件
二、单个交叉口交通信号控制
演示课件
一、交通信号控制概论
（三）信号控制类别
设置交通控制信号虽有理论分析的依据，但尚 未成为公认的有效方法，加上世界各国的交通条件 又各有差异，所以各国制订依据的具体数字不尽相 同，但原则上大多根据以上两条分析依据，考虑各 自的交通实际状况后制订出各自的标准。
s so N f f f f f f f f f
W
HV
g
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a
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LT
b
演示课件
二、单个交叉口交通信号控制
（四） 饱和流量的确定
其中，s ——车道组饱和流率；
so ——车道组在理想条件下的饱和流率；
N ——车道组中车道数； f w——车道宽度修正系数； f HV ——交通流中大---中型修正系数； f g ——引道坡度修正系数； f p——停车修正系数；
演示课件
二、单个交叉口交通信号控制
（三） 确定设计交通量
无最高15min流率的实测数据时，可按下 式估算：
q Q PHF
式中：Q－配时时段中，某进口道某流向的实际 高峰小时交通量（pcu/h） PHF－配时时段中，某进口道某流向的高 峰小时系数；主要进口道可取0.75，次要进口 道可取0.8。
演示课件
（3）有左转专用车道时，根据左转流向设计交 通量计算的左转车每周期平均流量达到一定程 度，以致完全不能利用冲突车流（对向直行车 流）的间隙完成左转时，宜设左转专用相位； （4）同一相位各相关进口道左转车每周期平均 到达量相近时，宜用双向左转专用相位，否则 宜用单向左转专用相位。
演示课件
二、单个交叉口交通信号控制
演示课件
一、交通信号控制概论
（三）信号控制类别
第十讲干线交叉口交通信号协调控制课件
重要性及应用
重要性
应用
在城市交通管理中，干线交叉口交通 信号协调控制广泛应用于城市主干道、 高速公路等交通节点，是实现城市交 通有序运行的重要手段之一。
发展历程与趋势
发展历程
趋势
CATALOGUE
干线交叉口交通信号协调控制原理
信号配时设计
配时参数
根据交通流量、道路等级和交通组织需求，确定信号周期、绿灯时间、黄灯时间 和红灯时间等配时参数。
案例分析方法
数据采集
数据分析
模型建立
案例分析结果与结论
结果展示
实践意义
通过图表、数据等形式展示分析结果， 如交通信号配时方案、车流量变化趋 势等。
强调案例分析对实际交通信号协调控 制的指导意义，为类似场景的交通管 理提供参考。
结论总结
根据分析结果，总结干线交叉口交通 信号协调控制的有效措施和经验教训， 提出改进建议。
CATALOGUE
干线交叉口交通信号协调控制未来信技术应用 自动驾驶辅助
应用拓展与深化
城市交通网络覆盖
将干线交叉口交通信号协调控制 拓展到城市交通网络中，实现更 大范围的协调控制，提高城市交
通运行效率。
多模式交通整合
将不同交通方式（如公交、出租 车、共享单车等）纳入协调控制 范围，实现多模式交通的高效整
自适应协调控制策略能够根据实时交通状况，如车流量、车速等，自动调整交通信号的切换时间，以实现交叉口 之间的协调。该策略能够更好地适应实时变化的交通状况，提高道路的通行效率。
智能协调控制策略
总结词
详细描述
CATALOGUE
干线交叉口交通信号协调控制案例分析
实际案例介绍
01
02
案例选择
交叉口信号控制基本参数
西安建筑科技大学
结
束
西安建筑科技大学
交叉口信号控制基本参数
世界各国交通管理的经验表明，当交叉口的交通量达到 一定程度，提高交叉口车辆通行效率最有效的方法就是交通信 号控制。
北 进 口
东进口
西进口
南 进 口
交叉口信号控制的基本参数
具体内容
相位
周期
绿时差
北 进 口
东进口
西进口
南 进 口
交叉口信控基本参数——相 位 基本两相位：
交叉口信控基本参数——周 期 时 长
信号灯各种灯色轮流显示一次所需的时间，即 各种灯色显示时间之总和。
交叉口信控基本参数——周 期 时 长
周期时长 南北方
交叉口信控基本参数——绿 时 差
处于线控状态下，干线方向各个交叉口信号灯绿
灯启亮时间之差称之为绿时差。
第一相位
（东西向基本相位）
第二相位
（南北向基本相位）
交叉口信控基本参数——相 位
在信号控制交叉口，每一种控制状态（一种通 行权），即对进口道的各种交通流所显示的不同灯 色的组合，称之为一个信号相位。
交叉口信控基本参数——相 位
三相位：
第一相位
第二相位
第三相位
（东西向左转专用相位） （东西向直行相位） （南北向基本相位）
智能交通信号控制系统
1.信号Байду номын сангаас设置时应考虑路口、路段和道口三种情况。
2.应根据路口形状、交通流量和交通事故状况等条 件，确定路口信号灯的设置。
3.应根据路段交通流量和交通事故状况等条件，确 定路段信号灯的设置。
4.在道口处，应设置道口信号灯。
5.在设置信号灯时，应配套设置相应的道路交通标 志、道路交通标线和交通技术监控设备。
Page 5
一、信号控制的基本概念
▪ 面控：交通信号面控制也称“区域控制” 或“网络协调控制”，是把某一区域内的 全部交通信号纳入一个指挥中心管理下的 一套整体控制系统，是单点信号、干道信 号和网络信号系统的综合控制系统。
Page 6
二、西客站片区交通组成和流量
▪ 交通组成特征 ：未来，济南西客站片区 主要的交通方式包括：高速铁路、长途客 运、轨道交通、快速公交、常规公交、出 租车、旅游巴士、社会车辆、自行车和步 行。
Page 8
三、交通信号控制的策略
▪ 智能交通信号控制系统的基本组成是：主 控中心、路口交通信号控制机以及数据传 输设备。其中主控中心包括操作平台、交 互式数据库、效益指标优化模型、数据 (图像)分析处理。
▪ 智能交通信号控制系统的核心是控制模型 算法软件，是贯穿规划设计在内的信号控 制策略的管理平台，体现着交通管理者的 控制思想，它包括信号控制系统将起到的 作用和地位。
Page 4
一、信号控制的基本概念
▪ 点控：交通信号单点信号控制，用于单个 信号的路口，属于孤立交叉口的信号控制。
▪ 线控：交通信号线控制，也称“绿波控 制”，是把干道上若干连续交叉路口的交 通信号连接起来，同时对各交叉路口设计 一种相互协调的配时方案，各交叉路口的 信号灯联合运行，使车辆通过第一个交叉 路口后，按一定的车速行驶，到达后面各 交叉路口时均可遇到绿灯，大大减少车辆 的停车次数与延误。
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▪ 令s为饱和流量，则绿灯相位开始后第n(s)内，未清完 的车辆排队长度为
▪ 式中 为前一个红灯期间等候的车辆数。 ▪ 上式括号里的数为正时，z取1，否则z为0。 ▪ 则绿灯期间车辆总的等待时间为
▪ 因此，一个周期内，一个方向上的车辆总延误为
▪
－有效红灯时间R(s)内的延误
▪
－有效绿灯时间R(s)内的延误
▪ 平均每辆车的延误模型为
1 单路口智能信号控制
（2） 模糊算法
▪ 该算法主要控制绿灯的延时时间，分别在绿灯的第7s、 17s、27s、37s和47s实施控制。在路口停车线前S(m) 处设置车辆检测器
1 单路口智能信号控制
▪ 若测得车辆 的速度为 ,则其从检测器到临界点所花费的 时间为
▪ 例如：南北方向绿灯持续到第17s准备实施控制时，设在下 一个10s 中，相继每一个时间单位1s横穿临界点（南北方 向）的车辆数 与等候的车辆数 （东西方向）已由检 测器得到，分别为
▪ 假定各方向到达的车辆是随机的，且到达的车辆数服从均匀
分布。两个方向的饱和流量均为3600veh/h ，无转向车流。
设
如果在第n(s)内有一辆车到达
否则
▪ 则红灯相位开始后第n(s)内的车辆排队长度为
▪ 式中，p表示前一个绿灯期间未清完的车辆数。则红灯期间 排队车辆总的等待时间为
1 单路口智能信号控制
1） 单路口两相位的模糊控制
▪ 1977年，Pappis等人 设计了一种单路口两相位模糊逻辑控制器，计算机仿真结果 证实了该方法的有效性。
▪ 这是最早将模糊逻辑用于交通控制的例子。 ▪ 下面从延误模型、模糊算法和模糊控制几方面进行介绍。
1 单路口智能信号控制
（1） 延误模型
▪ 考虑两相位控制的十字路口，东西向为一个相位，南北向为 一个相位。
0
引言
1）发展历程
0
引言
2）交通信号控制系统的分类
点控方式
线控方式 面控方式
定时式脱机系统 自适应控制系统 智能控制系统
0
引言
3）信号控制方法应用现状
目前，在全球范围广泛采用的交通信号控制系统包括澳大利亚的SCATS系统和英国 的SCOOT系统。SCATS属于方案选择式控制系统， 每个交叉口配时方案根据子系统 的整体需要进行选择， 现在上海运行着该系统； SCOOT属于方案生成式实时自适 应控制系统， 采用小步长渐进寻优的方法， 连续实时地调整绿信比、 周期和时 差3个参数， 北京已引进该系统。
▪ 按照上述方法，分别取 ei 1,,10 ，则可得 到控制决策表，如下表所示。由于“延长10s” 所对应的隶属度0.8为最大，故决定控制器应 保持当前状态10s不变。
▪ 每次控制均按上述过程进行。如果模糊决策后 要延长的时间小于10s，则系统将在延时结束 后进行状态转换，然后在下一个相位进行模糊 推理。
▪
即在以后的8s中，如现在的信号
灯不变，则有4辆车通过临界点；
▪
即在即在以后的8s中，如现在的信
号灯不变，则有5辆车等候；
▪
即信号灯的当前状态再保持8s。
1 单路口智能信号控制
▪ 根据第二次控制中的第1条规则，我们有
1 单路口智能信号控制
▪ 类似地求得其余4条控制规则的隶属度分别为
1 单路口智能信号控制
▪ 例如：设某相位最短绿时为10s，最大绿时为40s，单位绿 延时为5s，则在5s绿延时结束前，如果只有一辆车到达， 仍须给出5s的单位绿延时，极端情况下重复上述过程直到 最大绿时，共放行了11辆车，而在此期间，下一相位车道 却有15辆车等待绿灯，很显然总的车辆延误没有达到最小。
1 单路口智能信号控制
0
引言
国内其他城市 交通控制系统
应用情况
1
单路口智能信号控制
1 单路口智能信号控制
▪ 定时控制：根据以往观测到的交通需求，按预先设定的配 时方案进行控制，因此它对交通需求的随机变化是无法响 应的。
▪ 感应控制方法缺陷：感应控制只能检测是否有车辆到达而 不关心有多少辆车到达，因此，它无法真正响应各相位的 交通需求，也就不能使车辆的总延误最小。
▪ 设准备实施控制时已有5辆车等候（东西方向），则下一个 10s开始后各秒到达和等候的车辆累积数分别为
1 单路口智能信号控制
▪ 引入以下模糊变量： ▪ T表示“时间”的模糊输入变量，其取值为：“很短”、“短”、
“中等”等。 ▪ A表示“到达数”的模糊输入变量，此处指到达正在通行的车道上
的车辆数。其取值为：“很多”、“极少”等。 ▪ Q表示“等候车辆数”的模糊输入变量，其取值为：“任意”、
达到最大的 R1 中的元素，则 mt( A) 和 lt( A) 为定义在
U上的模糊集，且有
~
▪ 很明显 ▪ 模糊集“任意（any）”，在整个论域上都为1
1 单路口智能信号控制
（3） 模糊控制
▪ 下面根据一些具体数据说明如何进行模 糊控制。以第2次控制（即在绿灯第27s 时）为例，并设
▪
即考虑下一个10s的第8s；
“很少”等。 ▪ E表示“延长时间”的模糊输入变量。
1 单路口智能信号控制
▪ 时间A和延长时间E的赋值表
1 单路口智能信号控制
▪ 到达数A的赋值表
1 单路口智能信号控制 ▪ 等候车辆数Q的赋值表
1 单路口智能信号控制
▪ 引入两种新的运算规则，设 A 为实轴 R1 {xi}上的 ~ 模糊子集，A (xi ) 是其隶属度函数且 x0是使 A(xi ) ~
现代道路交通管理理论及应用
交叉口智能信号控制
指导教师：徐良杰教授
小组成员：安树科、邹权、韩冬成
THE MAIN CONTENTS
交叉口智能信号控制
01
0பைடு நூலகம்引言
03
基于智能体的信号交叉口 控制
02
单路口智能信号控制
04
总结与展望
0
引言
随着经济的快速发展， 人民生活水平的不 断提高， 社会对城市交通提出了更高的要求， 制 约城市道路通行能力的瓶颈———道路交叉口， 也 越来越受到人们的重视。 提高交叉口通行能力和降 低延误的最有效的方法之一就是交通信号控制。 信 号控制研究范围涉及相位分配的确定、 性能函数的 选取、 控制参数的确定和配时方案的生成及配套的 硬件设备选取等多个领域。
▪ 如果表 最后一行所有的值均小于0.5，则不进 行延时，系统的状态（即相位）要立刻转换。
▪ 如果表中的最后一行有两个或两个以上相同的 最大值，则取更长的那个延长时间。
▪ 式中 为前一个红灯期间等候的车辆数。 ▪ 上式括号里的数为正时，z取1，否则z为0。 ▪ 则绿灯期间车辆总的等待时间为
▪ 因此，一个周期内，一个方向上的车辆总延误为
▪
－有效红灯时间R(s)内的延误
▪
－有效绿灯时间R(s)内的延误
▪ 平均每辆车的延误模型为
1 单路口智能信号控制
（2） 模糊算法
▪ 该算法主要控制绿灯的延时时间，分别在绿灯的第7s、 17s、27s、37s和47s实施控制。在路口停车线前S(m) 处设置车辆检测器
1 单路口智能信号控制
▪ 若测得车辆 的速度为 ,则其从检测器到临界点所花费的 时间为
▪ 例如：南北方向绿灯持续到第17s准备实施控制时，设在下 一个10s 中，相继每一个时间单位1s横穿临界点（南北方 向）的车辆数 与等候的车辆数 （东西方向）已由检 测器得到，分别为
▪ 假定各方向到达的车辆是随机的，且到达的车辆数服从均匀
分布。两个方向的饱和流量均为3600veh/h ，无转向车流。
设
如果在第n(s)内有一辆车到达
否则
▪ 则红灯相位开始后第n(s)内的车辆排队长度为
▪ 式中，p表示前一个绿灯期间未清完的车辆数。则红灯期间 排队车辆总的等待时间为
1 单路口智能信号控制
1） 单路口两相位的模糊控制
▪ 1977年，Pappis等人 设计了一种单路口两相位模糊逻辑控制器，计算机仿真结果 证实了该方法的有效性。
▪ 这是最早将模糊逻辑用于交通控制的例子。 ▪ 下面从延误模型、模糊算法和模糊控制几方面进行介绍。
1 单路口智能信号控制
（1） 延误模型
▪ 考虑两相位控制的十字路口，东西向为一个相位，南北向为 一个相位。
0
引言
1）发展历程
0
引言
2）交通信号控制系统的分类
点控方式
线控方式 面控方式
定时式脱机系统 自适应控制系统 智能控制系统
0
引言
3）信号控制方法应用现状
目前，在全球范围广泛采用的交通信号控制系统包括澳大利亚的SCATS系统和英国 的SCOOT系统。SCATS属于方案选择式控制系统， 每个交叉口配时方案根据子系统 的整体需要进行选择， 现在上海运行着该系统； SCOOT属于方案生成式实时自适 应控制系统， 采用小步长渐进寻优的方法， 连续实时地调整绿信比、 周期和时 差3个参数， 北京已引进该系统。
▪ 按照上述方法，分别取 ei 1,,10 ，则可得 到控制决策表，如下表所示。由于“延长10s” 所对应的隶属度0.8为最大，故决定控制器应 保持当前状态10s不变。
▪ 每次控制均按上述过程进行。如果模糊决策后 要延长的时间小于10s，则系统将在延时结束 后进行状态转换，然后在下一个相位进行模糊 推理。
▪
即在以后的8s中，如现在的信号
灯不变，则有4辆车通过临界点；
▪
即在即在以后的8s中，如现在的信
号灯不变，则有5辆车等候；
▪
即信号灯的当前状态再保持8s。
1 单路口智能信号控制
▪ 根据第二次控制中的第1条规则，我们有
1 单路口智能信号控制
▪ 类似地求得其余4条控制规则的隶属度分别为
1 单路口智能信号控制
▪ 例如：设某相位最短绿时为10s，最大绿时为40s，单位绿 延时为5s，则在5s绿延时结束前，如果只有一辆车到达， 仍须给出5s的单位绿延时，极端情况下重复上述过程直到 最大绿时，共放行了11辆车，而在此期间，下一相位车道 却有15辆车等待绿灯，很显然总的车辆延误没有达到最小。
1 单路口智能信号控制
0
引言
国内其他城市 交通控制系统
应用情况
1
单路口智能信号控制
1 单路口智能信号控制
▪ 定时控制：根据以往观测到的交通需求，按预先设定的配 时方案进行控制，因此它对交通需求的随机变化是无法响 应的。
▪ 感应控制方法缺陷：感应控制只能检测是否有车辆到达而 不关心有多少辆车到达，因此，它无法真正响应各相位的 交通需求，也就不能使车辆的总延误最小。
▪ 设准备实施控制时已有5辆车等候（东西方向），则下一个 10s开始后各秒到达和等候的车辆累积数分别为
1 单路口智能信号控制
▪ 引入以下模糊变量： ▪ T表示“时间”的模糊输入变量，其取值为：“很短”、“短”、
“中等”等。 ▪ A表示“到达数”的模糊输入变量，此处指到达正在通行的车道上
的车辆数。其取值为：“很多”、“极少”等。 ▪ Q表示“等候车辆数”的模糊输入变量，其取值为：“任意”、
达到最大的 R1 中的元素，则 mt( A) 和 lt( A) 为定义在
U上的模糊集，且有
~
▪ 很明显 ▪ 模糊集“任意（any）”，在整个论域上都为1
1 单路口智能信号控制
（3） 模糊控制
▪ 下面根据一些具体数据说明如何进行模 糊控制。以第2次控制（即在绿灯第27s 时）为例，并设
▪
即考虑下一个10s的第8s；
“很少”等。 ▪ E表示“延长时间”的模糊输入变量。
1 单路口智能信号控制
▪ 时间A和延长时间E的赋值表
1 单路口智能信号控制
▪ 到达数A的赋值表
1 单路口智能信号控制 ▪ 等候车辆数Q的赋值表
1 单路口智能信号控制
▪ 引入两种新的运算规则，设 A 为实轴 R1 {xi}上的 ~ 模糊子集，A (xi ) 是其隶属度函数且 x0是使 A(xi ) ~
现代道路交通管理理论及应用
交叉口智能信号控制
指导教师：徐良杰教授
小组成员：安树科、邹权、韩冬成
THE MAIN CONTENTS
交叉口智能信号控制
01
0பைடு நூலகம்引言
03
基于智能体的信号交叉口 控制
02
单路口智能信号控制
04
总结与展望
0
引言
随着经济的快速发展， 人民生活水平的不 断提高， 社会对城市交通提出了更高的要求， 制 约城市道路通行能力的瓶颈———道路交叉口， 也 越来越受到人们的重视。 提高交叉口通行能力和降 低延误的最有效的方法之一就是交通信号控制。 信 号控制研究范围涉及相位分配的确定、 性能函数的 选取、 控制参数的确定和配时方案的生成及配套的 硬件设备选取等多个领域。
▪ 如果表 最后一行所有的值均小于0.5，则不进 行延时，系统的状态（即相位）要立刻转换。
▪ 如果表中的最后一行有两个或两个以上相同的 最大值，则取更长的那个延长时间。