智能交通系統(tǒng)中先進交通管理系統(tǒng)的研究與設計

邱保國

（連云港杰瑞電子有限公司，222000）

1 先進交通管理系統(tǒng)的設計目標和主要任務如下

1.1 城市交通控制的意義

1.1.1 改善道路安全，減少交通事故。交通沖突的時間和空間上的分離，通過實施交通管制，以減少交通事故，道路安全。

1.1.2 提高交通效率，緩解交通堵塞。適當?shù)目罩薪煌刂疲煌ǖ闹笇Ш鸵?guī)劃，城市交通是一個穩(wěn)定的工作條件，以防止或減輕擁堵，減少道路車輛擁堵和提高交通運輸?shù)恼w效率。

1.1.3 降低能源消耗，以減少污染。良好的空中交通管制，可以顯著降低污氣排放和能源消耗，可以使車輛運行保持一個更好的條件。

1.2 安全性為主要目標

其主要目標是及時地準確發(fā)現(xiàn)偶然的交通事件發(fā)生，協(xié)助交通管理部門，在城市道路上，實時報警和快速救援，避免二次事故，交通事故造成的生命和財產(chǎn)，盡可能減少到最低限度的損失。

1.3 交通順暢的基本目標

常見的擁堵分為常發(fā)擁擠，偶爾擁擠的。零星擁塞引起的意外交通事件，通常發(fā)生更大更嚴重的交通事故或道路交通流。是否經(jīng)常擁擠或偶發(fā)性擁擠，整個監(jiān)測過程將在最短的時間內(nèi)完成，以確保盡快恢復交通的暢通，從而使阻塞的車輛更難以消除擁塞。

1.4 其他優(yōu)化目標

為了能夠提供優(yōu)質(zhì)的服務，城市道路才能獲得更大的社會效益和經(jīng)濟效的，該系統(tǒng)也應該有一些其他的優(yōu)化目標，如運行時間的縮小，車輛總運行路程，環(huán)境的污染的最小化，燃油消耗的最小化。這些設計將有助于道路舒暢，以確保城市道路的目標，“高效，快捷，安全，舒適，環(huán)保”，減少交通事故的影響和危害。說明根據(jù)中國目前的交通狀況和交通管制，主要作用于經(jīng)濟的發(fā)展和城市化所面臨的問題，并提出了智能交通系統(tǒng)的應用范圍。

2 先進交通管理交通控制系統(tǒng)的設計

2.1 國內(nèi)城市的交通狀況和城市交通狀況

運輸需求的大規(guī)模、快速地增長，常規(guī)交通工具的減少，出租車和小車的增多，地鐵等軌道交通系統(tǒng)增多，交通道路等基礎設施明顯滿足不了需求，交通技術(shù)管理水平滯后。由此產(chǎn)生的交通事故、環(huán)境污染、能源浪費等問題日益突出。

2.2 城市交通控制系統(tǒng)的分類

2.2.1 空間劃分

（1）單交點控制

單交點控制是最基礎的控制模式。單點控制路口的控制參數(shù)，周期性信號，綠地控制目標一般都是在路口的車輛延誤。在理想情況下，我希望能得到最大限度地利用最低的總延遲時間和容量的交點。更往往是一個信號控制點小投資，方便維護，容易使用。從技術(shù)上看，離線點控制和在線控制兩種主要形式。

（2）交通干線協(xié)調(diào)控制

城市路網(wǎng)的運輸路線，在承擔沉重的交通負荷，以確保交通暢通的樹干，提高一個地區(qū)或一個城市的交通狀況往往起著至關重要的作用。相鄰的交叉點之間的控制方案，以減少車輛停止的數(shù)量，尤其是當車輛的樹干是相對平滑的每個交叉處，協(xié)調(diào)控制策略應該被使用。本來協(xié)調(diào)的信號的時序的方法的概念的基礎上的綠色波，相鄰的交叉點進行相同的信號控制周期，綠色開放的時刻錯開一定的時間階段的主線，交點時間服從路由主干流量在一定程度上。協(xié)調(diào)控制干線信號方法設計流程圖如圖1所示。

2.2.2 按控制方式劃分

（1）定時控制

時序控制是，以確定每天/周的時間和不同的流量變化，基于歷史流量數(shù)據(jù)，是指人工的方法或計算機編寫的模擬不同的日/周節(jié)的時間計劃，在不同的時間內(nèi)，它屬于開放閉環(huán)控制交通狀況的實時控制方案的基礎上，調(diào)整方便。由于定時控制的交通信號，不實時的檢測流量，被廣泛用作控制策略，這仍然是當前的城市道路交通系統(tǒng)的要求。

（2）傳感器控制

這種方法具有更大的靈活性，相應的綠燈時間，調(diào)整感應控制，原則是車輛檢測器測量長度和按時間順序排列的交通流數(shù)據(jù)，適應隨機變化的交通流。

（3）自適應控制

自適應控制是從庫系統(tǒng)信號時序計劃，基于道路交通信息檢測，基于預測模型來預測未來的交通需求，實時計算相應的最優(yōu)控制流量，選擇相應的優(yōu)化方案自動控制。

（4）智能控制

嚴格地說，智能控制不僅控制交通信號，還控制整個交通系統(tǒng)，實現(xiàn)交通系統(tǒng)智能化。智能交通系統(tǒng)是交通管制的最高水平，這將是國家的最先進的信息技術(shù)，數(shù)據(jù)通信技術(shù)，傳感器技術(shù)，自動控制理論，運籌學，人工智能和計算機網(wǎng)絡等一系列高使用高科技綜合交通各子系統(tǒng)，為了建立一個大規(guī)模，全方位發(fā)揮作用，實時，準確，高效的運輸管理系統(tǒng)。

2.3 城市先進交通管理系統(tǒng)的設計

智能交通系統(tǒng)，在某些情況下，實現(xiàn)一個特定的目的，有效地獲取信息，處理信息，使用信息，以便成功地實現(xiàn)目標。使用人工智能方法，集成系統(tǒng)，以解決交通問題的理論和使用。人工智能的發(fā)展，近年來，智能交通系統(tǒng)的研究，為服務提供了堅實的理論基礎，我們可以利用這些結(jié)果來解決這個問題，不能用傳統(tǒng)的方法解決。這是因為：一邊是一個復雜的結(jié)構(gòu)輸送系統(tǒng)的隨機性因素，這是非常難以用數(shù)學方法來解決交通問題，該模型常常是過于復雜和難以釋放，也難以利用一個或多個模型，結(jié)合流動系統(tǒng)的多樣性。交通運輸系統(tǒng)，另一方面，是隨時間變化的動態(tài)系統(tǒng)，實時交通管理和控制的要求都非常高。

在本文的基礎上設計的城市智能交通控制結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2，基于城市交通流在多代理系統(tǒng)，正確的信號控制系統(tǒng)。交通模型部分都有實時更新的單鏈路流量的能力，而且要連接的流量數(shù)據(jù)；交通管制，以優(yōu)越的區(qū)域交通流信息，其相應的信號控制模型，基于分部，信號配時和協(xié)調(diào)各部分之間的動態(tài)平衡與其他部分的數(shù)據(jù)交換通過路口的流量提供信息；區(qū)域代理除部分代理功能，如訪問流量信息，信號控制數(shù)據(jù)的支持；彼此獨立的，可以單獨運行等根據(jù)區(qū)域交通流運行，交通路口信號協(xié)調(diào)，區(qū)域代理，對應的最優(yōu)控制網(wǎng)絡流量運行目標，自主決定相應的控制策略，并及時下發(fā)到每個信號在該地區(qū)的信號時序結(jié)果，而交通需求和控制效果轉(zhuǎn)移到上層的決策水平，交通管理中心。區(qū)域代理之間的部分代理和集中管理的代理中起到承上啟下的作用，用一個單一的道路交通流信息通過整個道路網(wǎng)絡；和信息交換與同級別的其他地區(qū)的代理，為客戶提供服務，進行交通管制。城市交通控制決策系統(tǒng)的中央管理代理。根據(jù)道路網(wǎng)絡，交通流檢測及交通擁堵，以及其他因素的結(jié)構(gòu)，它的功能是整個道路網(wǎng)絡，其目的是尋求最佳的整體性能指標，其卓越的推理和容量規(guī)劃的健康狀況進行評估，該系統(tǒng)運行在最佳狀態(tài)。信號控制交叉口控制信號連接部分的交通流信息，并代理道口信號控制決策。管制的交點水平控制命令，控制反饋的上部區(qū)域，區(qū)域控制發(fā)出控制命令來調(diào)整其他相同的一段路的交叉口信號配時，實現(xiàn)盡快緩解擁堵，減少該地區(qū)的整體延遲時間的目的。區(qū)域之間傳遞分散緩解擁擠的交通流信息的地區(qū)，一個擁擠的十字路口，監(jiān)管區(qū)域和鄰近地區(qū)的信號引導交通，并通過側(cè)面的道路標志或交通廣播信號，引導車輛分流。區(qū)域交通信息傳遞之間的區(qū)域控制和交通控制中心。

3 結(jié)語

本文中所討論的是城市智能交通控制措施，而不是從乘客和車輛的角度，人員開展研究的角度。整體水平的提高，協(xié)調(diào)發(fā)展，需要各行業(yè)的共同努力，才能改善城市交通的智能交通系統(tǒng)。

[1]修文群.地理信息系統(tǒng)GIS 數(shù)字化城市建設指南[M].北京：北京希望電子出版社，2007.

[2]國家統(tǒng)計局.中國統(tǒng)計年鑒[M].北京：中國統(tǒng)計出版社，2008.

[3]楊東凱，吳今培，張其善.智能交通系統(tǒng)及其信息化模型[J].北京航空航天大學學報，2006（3）