© 2013 Ireneusz Celiski，Grzegorz Sierpiski. 出版社：Elsevier B 诉信息工程研究院负责评选和同行评议命名法可在www.sciencedirect.com上在线获取ScienceDirectIERI Procedia 4（2013）148 - 1542013年电子工程与计算机科学基于扩展逻辑的交通信号控制系统Ireneusz Celienskia *，Grzegorz Sierpienskiaa西里西亚理工大学交通系交通工程系，Krasinski 8 Str.，40-019卡托维兹，波兰摘要本文讨论了在交叉口交通信号控制算法的逻辑中增加决策准则的概念。目前，信号交叉口的典型交通信号控制逻辑通常基于在交叉口接近或在更广泛的情况下在受控对象的接近区域上的检测器处的交通的横截面特性的测量因此，业务控制标准只是业务的部分描述性特征。这些作者指出，在交通组织和管理的背景下，平衡道路网络使用的的修改F.V. 韦伯斯特公式已被提出作为一个例子的应用程序的建议的控制逻辑。在与当代政策的可持续发展的交通运输这一问题已补充的讨论影响模式的分裂。因此，所提出的交叉口交通信号控制的扩展逻辑注定要最佳地利用道路网络的空间潜力（它们的容量）以及它们的模式分割。© 2013作者。由Elsevier B. V.在CC BY-NC-ND许可下开放获取。信息工程研究院负责评选和同行评议关键词：ATCS，交通控制系统，路网容量，韦伯斯特公式，路网供需，交通检测器* 通讯作者。联系电话：+48-32-603-4121;传真：+48-32-603-4329。电子邮件地址：ireneusz. polsl.pl2212-6678 © 2013作者由ElsevierB. V.在CC BY-NC-ND许可下开放获取。信息工程研究所负责的选择和同行评审doi：10.1016/j.ieri.2013.11.022Ireneusz Celibranski and Grzegorz Sierpienski/ IERI Procedia 4（2013）148149nT最佳周期长度时间[s]L一个周期内的总损失时间[s]yi，临界运动饱和比，yi=（Q/S）i，临界运动流量比之和Q交通流饱和流公路网络容量（信号交叉口）[车辆]平均进场通讯速度[公里/小时]Lc，Lv道路网总长度（信号）和网络中车辆平均长度[m]th车头时距[s]* TCS，PI交通控制系统效率[%]，性能指数[-]TO、TM 交通组织[-]，交通管理[-]Gi，Ge i相绿灯时间[s]，有效绿灯时间[s]ti变更间隔损失时间[秒/i阶段]rbckl（L）下一个链接处的道路网络容量，在intersec之后。（左-左转阶段），右-右，S-前进等。rbckl（L）（max）车道、信号组（左转、右转车辆等）中的m个流1. 介绍大多数流行的交通信号控制系统算法，无论应用的信号类型（TCS类型：预定时，半驱动，全驱动等）。将它们的操作逻辑建立在受控对象的交叉口引道（引道区域）处的交通参数的测量上。 所测量的量是：交通流量、排队长度、路段占用率等。使用最流行的交通信号控制算法（1958年的F.V.Webster公式）确定的周期长度取决于饱和流量是交通强度流量和饱和率的乘积。T51个月i第一章1（一）通过对公式（1）的扩展和修改，已经导出了大量基于公式（1）的方法解。这些解决方案被用于实际应用的交通信号控制算法在信号交叉口功能。值得一提的是，这些主要是基于需求特性测量的控制解决方案（例如对道路网络特定路段（链路）的访问请求）。通常，在读取网络的离散横截面（瞬时和估计的需求）处进行进近流特性（需求）的测量。在现实中，对道路网络的访问需求的特征在于高动态性，并且其分布在时间和空间上是不均匀的交通信号控制算法150Ireneusz Celibranski and Grzegorz Sierpienski/ IERI Procedia 4（2013）148交叉口可以通过调节分配给请求进入道路网络的特定路段的特定交通流的许可信号（绿灯）的长度来提供一定的供应。因此，分配给各个用户的对网络的访问时间可以是供应特性的量度。需求与路网空间有关，供给与交通流的处理时间有关。在描述交叉口处的需求的过程的情况下，时间测量是可能的，但它是次要的空间参数。反过来，在交通信号的周期内损失的时间的测量/设置是点基础设施的固定参数和交通控制系统的编程的先前阶段的结果。通过这种方法，影响供应特性应该可以优化道路基础设施的使用。在ATCS区域控制的情况下，道路网络供应的管理通常与系统中最弱的方法（即，具有最差交通条件的交叉口）的操作参数有关。通常计算特定的综合关键性能指标（KPI），然后用于管理整个道路网络。KPI通常被假设为信号组、引道或整个交通状况最差的交叉口的负荷。2010年《公路通行能力手册》（HCM）建议根据以下因素确定基本饱和流率：运动、行人数量、车道宽度、街道停车位等。采用这种方法，单个交叉口的交通信号控制系统的供应可在交通信号控制系统元件（信号头）之前实现供需优化。控制总是应用于受控对象的接近。因此，经典控制是在不考虑额外网络参数的情况下平衡请求通道中的供应和需求的示例。这种类型的网络可以被比作迷宫，尽管其中有可用的自由空间，但迷宫不能被访问（或者尽管存在自由资源，但访问是有限的）。在交通流在网络内的对称分布及其在时间和空间上的均匀性的情况下，这种方法可能是合理的（然后发生沿着流的交通特性均衡）。然而，道路交通是一个随机的、自调节的过程，其交通流和交通流的空间分布既不均匀，也不对称。在基本的信号控制系统（两个、三个等，一排的交通灯）中，供应与需求的平衡仅基于信号控制系统中每个信号头接近时的数据来执行。在道路交通信号控制系统中，由于交通控制器的协调（进展），假定在网络的大部分上发生交通的优化。从这个角度来看，有趣的是注意到交通信号控制是在两个空间上实现的。在所测量的需求的情况下，它是有关道路网络的空间，并且在所提供的供应的情况下，它是道路网络的运行时间。这是交通控制系统的一个具体二分法的例子。这些系统的控制逻辑的划分涉及可变时间和距离参数的边界以及交通灯（信号头）之前和前方的区域。这个问题是重要的，因为控制系统的故障与道路网络状况的部分知识有关。相邻交叉口的信号控制协调并不能充分解决这个问题：在这种情况下，这些仍然是在同步交通灯（或其组）之前的交通流，这些交通灯受到控制和协调。道路网络内的空间的可用性根本不受控制（也是控制，但在上游用于下一个交叉口循环优化的其他目的）。如果信号头后面存在空白空间，这是一个大问题。因此，研究问题可以被表述为一个问题：应该根据其特性卸载队列，还是应该考虑到可用的道路网络空间（网络容量）来优化交通？在后一种情况下，问题是估计道路网络（仅限信号网络）中的可用空间（容量）。在整个交通车道和整个网络区域安装交通检测器在经济上是不合理的。每个道路网都有特定的道路网容量。道路网络容量（RNC）可以表示为车辆的数量Ireneusz Celibranski and Grzegorz Sierpienski/ IERI Procedia 4（2013）148151同时包含（或可能包含）在每个可用的交通车道和交叉路口的碰撞区域上。也可以考虑停车的车辆（通过考虑停车场）。道路网络的道路网络容量的大小强烈地取决于通信速度、所有车道的总长度以及诸如车辆的平均长度、车辆之间的平均间隙、控制系统的效率、交通组织、交通管理、驾驶员的行为（驾驶员模型）、流结构等的参数。在城市范围内的整个道路网络的情况下，道路网络容量的确定可能会遇到一些计算问题。然而，随着估计容量的网络段的长度减小（节点间距离），因此，通过将道路网络容量的值设为0），道路网络容量的确定的精度提高（该值的变化减少）。从理论上讲，在连接后续交叉口的短段车道的情况下，计算相关的交通能力在技术上应该不困难。为此，每条车道应配备测量仪器（记录仪），能够估计车辆的速度，路段行驶时间。在经典的探测器的情况下，他们应该安装在上游的方法后，前面的交叉口（但其他目的，然后在SCOOT系统）。在闭路电视摄像机的情况下，它们可以安装在下游，直接在十字路口的入口处，或者在十字路口的出口处。图1中展示说明道路网络的道路网络容量的测量及估计的测量图。Fig. 1. RNC的测量系统。资料来源：自己的阐述。152Ireneusz Celibranski and Grzegorz Sierpienski/ IERI Procedia 4（2013）148SKL我交通控制系统的检测子系统的扩展是很成问题的。通过加倍检测系统，控制系统获得了实际上在ATCS的整个区域上监视道路网络的道路网络容量的功能。据估计，在这种情况下，ATCS的成本增加了约10- 20%，而其功能几乎翻了一番。在这样的系统中，每个检测器/交通记录器记录道路网络容量rbcij，其中i是网络内的唯一道路编号，j是连接交通灯控制的交叉口的该道路的单个部分（通常是单个车道）。在节点间距离很小的密集网络中，每个节点间部分只有一个记录器就足够了。在这些作者充分研究的道路网络（密集网络）中，平均节点间距离（典型的城市区域）从50米到250米不等。从本文所用方法的观点来看，这样的距离可以由单个交通记录仪覆盖。2. 方法经过交通信号灯（在信号头之前的车辆要采取的潜在路线的方向上看），存在道路网络的潜在供应（道路网络容量），其由于控制系统的信息检测子系统不足而未被合理利用。在韦伯斯特模型中你好，我很高兴我的Yi1美（二）在具有交通灯信号控制的道路网络中的测量系统的所提出的修改的情况下，提出了公式（1）和（2）的修改。公式（1）还应考虑信号头前方存在（或不存在）足够道路网络容量的情况。通过优化信号周期的长度确定的绿色信号的长度应允许区分这两种情况。在当前的操作系统中，仅区分交通信号灯之前的交通状况[HCM、SIIG、MUTCD]。在4-入口交叉口上，这需要考虑多达三个值的集合{rbcij}（第j个链路的道路网络容量）。在这个意义上，方程（1）可以通过替代临界通道上的饱和度yi=（Q/S）（i）而被修改，该公式用以下表达式修改：红细胞（L）红细胞（S）红细胞（R）红细胞（L）我是klklkl 和最大值（L，S，R）2*（三）这样的操作允许在公式（1）中考虑到在交通灯前面的平滑出口的可能性。在公式（3）中，上指数（*）意味着2*可以由加权平均代替。从这个意义上说，如果交通信号灯前面的空间不足或空间不足，则应修改各个信号组的绿色间隔。更有益的是延长（或缩短或以其他方式修改）该特定信号组中的绿灯间隔，该特定信号组在特定时刻具有在网络中继续移动的更方便的条件。利用这种方法，从前面的交通灯的角度来看，有多少自由空间将保持可用，而不是流何时将到达具有灯信号控制的下一个节点，这是更重要的，即，循环长度的份额还将考虑交通灯前面的道路网络的参数。公式（3）中的饱和度已被信号头前方车道的道路网络容量的利用程度所补充。道路饱和度和利用度的加权平均值（*）或算术（3）Ireneusz Celibranski and Grzegorz Sierpienski/ IERI Procedia 4（2013）148153KLKL在公式（1）中采用网络容量。以这种方式，在其上进行交通流的优化的区域还包括交通灯前方的车道（特别是其道路网络容量的参数）。对于以图1所示的方式装备的道路网络，由公式（3）表示的方法可以在网络的下一段上扩展，等等：3E（i）nE（i）1张图片rbckl我的世界ii（四）I4 公司简介我的朋友3拉吉吉最大值（i）最大值阿吉亚岛式（4）中，E-由于网络内交通的动态性，不能无限期地考虑道路网络中连接树（从交通灯位置到第n个链路）下的网络的后续段的运输能力。在公式（3）和（4）中，饱和率和交叉口前方的道路网络容量的应用权重被假定为50-50的比率（算术平均值）。在现有的ATCS系统的情况下，如SCOOT或SCATS，它们可能看起来是相同的，但事实上它们不是。在所提出的系统中，优化的对象也是位于交通灯正前方（不仅在信号头之前）的交通车道的一部分。在这种方法中，我们观察到一个空的空间体积-而不是交通流量特性。从这个意义上说，可以预期，所提出的系统提供比SCOOT和SCATS系统更高的压缩率（用车辆填充车道的速率）。在这个意义上，这种特定的测量可以被称为反向信号控制。3. 最后发言所提出的交通控制系统算法的修改方法使用交通信号控制系统的控制的扩展逻辑。这种修改的本质是，在一个经典的控制的地方，道路网络的特性占。可以说，控制算法已被用于覆盖道路网络的整个可用区域。这种控制系统的实施方式基本上限于使检测子系统加倍。实际上，在交通控制系统中，这意味着操作成本和控制系统的安装成本增加了几个百分点，高达10- 20%。在增加支出之前，应进行彻底的成本效益分析。成本和效益当然取决于交通检测系统的质量。目前，区域控制系统通常在KPI为0.9[-]（ca. 90%利用系统中最薄弱的要素）。因此，可以预期的是，即使通过应用所提出的反向线路逻辑控制概念而导致的网络容量的利用率增加单个百分比也是值得考虑的。另一个问题涉及到交通可持续发展政策实施的后果。例如，公共交通专用车道是这项政策的重要内容。在实践中，这种解决方案是有益的，因为这种与道路网络空间相关的模式划分导致在专用车道处的交通结构的统一。结果，可以合理地估计所选车道处的道路网络容量。另一方面，从交通方式划分的角度来看，专用车道导致道路网络的组织，从道路网络总容量的角度来看，这是不合理的。拟议的方法有助于解决这一问题。在建议的方法中，可以利用交通灯前面的未使用的PuT车道，并由控制系统考虑。这需要在讨论中包括PuT在特定道路网络中与实时位置监测（其是现有的交通工具）相交的时间表。154Ireneusz Celibranski and Grzegorz Sierpienski/ IERI Procedia 4（2013）148ITS体系结构的功能，例如这些作者在他们利用GSM/GPS系统的建议中所描述的）。所提出的方法不仅补充了运输平衡领域的活动，以合理的模式划分和合理利用道路网络容量。4. 引用[1]加拿大信号交叉口通行能力指南。运输研究所。工程师：加拿大第3版，2006. [2] HCM 2010，公路容量手册，美国国家科学院交通研究委员会2010年。[3]统一交通控制装置手册，MUTCD 2009，FHWA，2009年12月。[4] Sierpienski G.改变交通方式分化的理论模型和活动。[5]第五话计算机与信息通信Science，Springer，Vol. 329，Heidelberg 2012，pp. 45-51. [6] Sierpienski G.，切利亚维斯基岛以GSM技术为支撑实现城市交通方式的配送管理。在：苏比克A.，Wellnitz J.，Leary M.，库普曼斯湖（Eds.）：2012年可持续汽车技术。施普林格，海德堡，pp. 235-244。[7]信号交叉口，信息指南，SIIG，FHWA，FHWA-HRT-04-091，2004年8月。[8]第八章五、交通信号灯设置。道路研究论文第39号，伦敦，1958年。
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