交通管理与控制PPT课件.ppt

1、.1第第1010章章 道路交通管理与控制道路交通管理与控制.2道路交通管理的目的n 交通是人类生活的基本需求交通是人类生活的基本需求n 道路交通是社会经济活动的纽带道路交通是社会经济活动的纽带n 道路交通是城市、区域繁荣发达的标志道路交通是城市、区域繁荣发达的标志n 缓解道路交通拥挤状况缓解道路交通拥挤状况n 改善交通环境，提高道路通行能力改善交通环境，提高道路通行能力n 减少交通事故减少交通事故.3产生道路交通问题的原因n 交通基础设施供给跟不上交通需求的增长交通基础设施供给跟不上交通需求的增长n 道路交通管理设施落后，管理水平不高道路交通管理设施落后，管理水平不高n 各种交通分担方式不合理

2、各种交通分担方式不合理n 城市规划的欠缺导致道路交通网络结构不合理城市规划的欠缺导致道路交通网络结构不合理 降低降低V / C比比n 道路交通建设道路交通建设n 交通系统管理交通系统管理n 交通需求管理交通需求管理n 交通规划交通规划.4道路交通管理分类行政管理行政管理n 制定、执行交通法规制定、执行交通法规n 驾驶员的管理（培训、发证、考核、审验）驾驶员的管理（培训、发证、考核、审验）n 车辆的管理（牌证、转户、报废、年检）车辆的管理（牌证、转户、报废、年检）n 道路管理（通行秩序、路边施工、违章占道清除）道路管理（通行秩序、路边施工、违章占道清除）n 交通事故处理（现场勘测、事故认定、处罚

3、）交通事故处理（现场勘测、事故认定、处罚）技术管理技术管理n 交通需求管理交通需求管理是针对交通源的政策性管理，通过政策是针对交通源的政策性管理，通过政策影响交通结构、重建交通量的时空分布，缓解交通状况影响交通结构、重建交通量的时空分布，缓解交通状况n 交通系统管理交通系统管理是针对交通流的技术性管理，通过控制是针对交通流的技术性管理，通过控制提高服务水平、提高系统的运营效率提高服务水平、提高系统的运营效率.5交通需求管理(TDM)与交通系统管理(TSM)TimeVolumecapacityTSMTDMDemand.6交通需求管理策略n 优先发展优先发展 公交专用道、多乘员车辆优先服务公交专用

4、道、多乘员车辆优先服务n 限制发展策略限制发展策略 限制运输效率低、污染大、能耗高的车辆限制运输效率低、污染大、能耗高的车辆n 禁止出行策略禁止出行策略 禁止进入某些区域，交叉口、路段禁行禁止进入某些区域，交叉口、路段禁行n 经济杠杆策略经济杠杆策略 通过中心区高额停车收费、拥挤收费等来平通过中心区高额停车收费、拥挤收费等来平滑交通量，调节出行方式、出行时间滑交通量，调节出行方式、出行时间 .7交通系统管理策略n 节点交通管理策略节点交通管理策略n 干线交通管理策略干线交通管理策略n 区域交通管理策略区域交通管理策略通过一系列的交通规则、硬件控制改善交通网络的服务水平、通过一系列的交通规则、硬

5、件控制改善交通网络的服务水平、提高系统的运营效率。道路交通网络包含结点、路段，交通系提高系统的运营效率。道路交通网络包含结点、路段，交通系统管理策略包括：统管理策略包括：.8交通系统管理节点交通管理策略n 交叉口控制方式交叉口控制方式 无控制交叉口、信号控制交叉口无控制交叉口、信号控制交叉口 环形交叉口、立体交叉口环形交叉口、立体交叉口n 交叉口管理方式交叉口管理方式 进口拓宽；进口渠化；信号配时优化进口拓宽；进口渠化；信号配时优化n 交叉口转向限制方式交叉口转向限制方式 禁止左转禁止左转 使冲突点数从使冲突点数从1616降到降到4 4.9交通系统管理干线交通管理策略单行线；公交专用线；货运禁

6、行线；自行车专用线； 自行车禁行线； “绿波”线。 交通系统管理区域交通管理策略区域信号控制系统区域信号控制系统 如定时脱机式（如定时脱机式（TRANSYT） 联机响应式（联机响应式（SCOOT、SCAT）智能交通系统（智能交通系统（ITS） 智能车、智能路智能车、智能路.105-1 道路交通法规、标志、标线 道路交通法规 n 属于国家行政法规属于国家行政法规n 其目的在于维护交通秩序、保证交通畅通和车辆行人其目的在于维护交通秩序、保证交通畅通和车辆行人安全，协调人、车、路与环境相互关系安全，协调人、车、路与环境相互关系n 交通法规内容包括交通法规内容包括 各种车辆与驾乘人员的管理各种车辆与驾

7、乘人员的管理 道路交通秩序管理道路交通秩序管理 对交通违章和肇事者的处理对交通违章和肇事者的处理 交通设施的维护与管理交通设施的维护与管理.11道路交通法规、标志、标线 道路交通标志n道路交通标志制定的依据 颜色、形状、符号构成交通标志三要素n道路交通标志的意义用颜色、图形、符号和文字向用户预示道路状况n道路交通标志种类 GB 5768-1999把交通标志分为主标志和辅助标志主标志包括警告标志、禁令标志、指示标志、指路标志辅助标志是附设在主标志下起辅助作用的标志.12交通标志 警告标志警告车辆驾驶人谨警告车辆驾驶人谨慎慢行，注意横向慎慢行，注意横向来车相交来车相交警告车辆驾驶人警告车辆驾驶人谨

8、慎慢行，注意谨慎慢行，注意横向来车相交横向来车相交 用以促使车辆驾用以促使车辆驾驶人注意前方路驶人注意前方路段设有信号灯段设有信号灯 三角形、三角形、黄底黄底、黑边、黑图案、黑边、黑图案.13交通标志 警令标志禁止总质量超过禁止总质量超过标志所示数值的标志所示数值的车辆通行车辆通行 表示禁止机动车表示禁止机动车鸣喇叭鸣喇叭 表示车辆会车时，表示车辆会车时，必须停车让对方必须停车让对方车先行车先行 圆形、白圆形、白底底、红边、黑图案、红边、黑图案.14交通标志 指示标志表示该车道只供机表示该车道只供机动车行驶动车行驶 圆形或长方形或正方形、蓝圆形或长方形或正方形、蓝底底、白图案、白图案.15交通

9、标志 指路标志为道路使用者提供各种为道路使用者提供各种重要场所的识别和指向重要场所的识别和指向 通告高速公路及一般道路通告高速公路及一般道路交通阻断、绕行等情况交通阻断、绕行等情况 .16道路交通标志尺寸和视认距离视认距离（视距）视认距离（视距）从发现交通标志起到采取行动为止，汽车行驶的距离从发现交通标志起到采取行动为止，汽车行驶的距离尺寸尺寸当速度当速度 80km/hr 80km/hr时时，圆形直径圆形直径100cm100cm，正方形边长，正方形边长100cm100cm，矩形长宽，矩形长宽120cm120cm 100cm100cm当速度当速度 80km/hr 80km/hr时时，圆形直径圆形

10、直径70cm70cm，正方形边长，正方形边长70cm70cm，矩形高宽，矩形高宽70cm70cm 100cm100cm.17道路交通标线n 用颜色、线条、符号、箭头、文字、立面标记、突起路标图画用颜色、线条、符号、箭头、文字、立面标记、突起路标图画于路面或构造物表面于路面或构造物表面n 具有强制性、服务性、诱导性具有强制性、服务性、诱导性n 按功能分类有按功能分类有：指示标线、禁止标线、警告标线：指示标线、禁止标线、警告标线n 按形态分类有按形态分类有：线条、字符标记、突起路标、路边线轮廓标线：线条、字符标记、突起路标、路边线轮廓标线n 交通标线的标划交通标线的标划白色虚线和白色实线白色虚线和

11、白色实线黄色虚线和黄色实线黄色虚线和黄色实线双白虚线和双白实线双白虚线和双白实线.185-2 平面交叉口交通管理 目的1减少冲突点2控制相对速度，减小合流角度3重交通流和公共交通优先4分离冲突点和减小冲突区5选取最佳周期，提高绿灯利用率.19平面交叉口交通管理通行能力与延误通行能力通行能力信号交叉口信号交叉口 环形交叉口环形交叉口 无灯控交叉口无灯控交叉口交通拥挤环境下的延误交通拥挤环境下的延误信号交叉口信号交叉口 环形交叉口环形交叉口 无灯控交叉口无灯控交叉口.20平面交叉口交通管理无控制交叉口n 视距三角形视距三角形( (参考课本图参考课本图) ) 速度、反应时间，附着系数，路面坡度速度、

12、反应时间，附着系数，路面坡度n 无控制交叉口冲突点及通行规则无控制交叉口冲突点及通行规则n 适应交通量适应交通量 相交道路流量差越大，冲突数越小相交道路流量差越大，冲突数越小 相交道路流量相当，达到一定量时，应改为信号交叉口相交道路流量相当，达到一定量时，应改为信号交叉口.21平面交叉口交通管理 优先控制交叉口停车标志控制停车标志控制 单向停车控制单向停车控制，次路进口处有停车标志，路面有，次路进口处有停车标志，路面有 停停 多向交通控制多向交通控制，各路车辆都要先停车再通过，各路车辆都要先停车再通过让路标志控制让路标志控制 进入路口的次路车辆要慢速瞭望，寻找进入路口的次路车辆要慢速瞭望，寻找

13、 空隙空隙 通过通过优先控制交叉口是无控制交叉向信号灯控制的过渡形式优先控制交叉口是无控制交叉向信号灯控制的过渡形式.22平面交叉口控制方式的选择平面交叉口的设置必须满足平面交叉口的设置必须满足、及及三方面的要求三方面的要求 1 按照道路类型选择按照道路类型选择主主主主 信号灯控制信号灯控制主主次次 信号灯或停车标志信号灯或停车标志主主支支 停车标志停车标志 2 按照交通流和交通事故选择按照交通流和交通事故选择交叉口流量交叉口流量 8000/天天，碰撞事故，碰撞事故5/年年.23道路交通行车管理 单向交通单向交通单向交通 固定式、定时式、固定式、定时式、 可逆性单向交通、车种性单向交通可逆性单

14、向交通、车种性单向交通单向交通单向交通 提高通行能力、减少交通事故、提高道路行车速度提高通行能力、减少交通事故、提高道路行车速度单向交通单向交通 增加车辆行驶距离，给驾驶员增加工作量增加车辆行驶距离，给驾驶员增加工作量 给公共车辆乘客增加步行距离给公共车辆乘客增加步行距离 容易导致迷路，特别是对不熟悉情况的外地驾驶员容易导致迷路，特别是对不熟悉情况的外地驾驶员 增加了为单向管制所需的道路公用设施增加了为单向管制所需的道路公用设施.24道路交通行车管理 可变方向交通n 在不同的时间内变换某些车道的行车方向在不同的时间内变换某些车道的行车方向n 变向交通又称变向交通又称“潮汐交通潮汐交通”n 通过

15、可变中央隔离线实施通过可变中央隔离线实施.25道路交通行车管理 专用车道n 公共汽车专用道公共汽车专用道n 电车、轨道交通专用道电车、轨道交通专用道n 多乘员车辆专用道多乘员车辆专用道n 自行车专用道自行车专用道.26道路交通行车管理 禁行交通对机动车或非机动车实行限制，把一部分交通流量均分到负对机动车或非机动车实行限制，把一部分交通流量均分到负荷较低的道路上去荷较低的道路上去时段禁行时段禁行在规定的时段内禁止某些车辆进入指定道路在规定的时段内禁止某些车辆进入指定道路错日禁行错日禁行在指定道路上规定某些车辆单日通行，在指定道路上规定某些车辆单日通行，某些车辆双日通行某些车辆双日通行车种禁行车种

16、禁行禁止几种车进入城市道路或中心城区禁止几种车进入城市道路或中心城区转弯禁行转弯禁行在交通拥挤的交叉口，禁止机动车左转弯在交通拥挤的交叉口，禁止机动车左转弯重量重量( (高度、超速等高度、超速等) ) 禁行禁行.275-3 道路交通信号控制信号控制的目的信号控制的目的n 在时间上隔离不同方向的车流，减少交通冲突在时间上隔离不同方向的车流，减少交通冲突n 提高平面交叉口的使用效率最高，例如协调相邻交叉提高平面交叉口的使用效率最高，例如协调相邻交叉口的绿灯时间，使车辆连续通过多个交叉口口的绿灯时间，使车辆连续通过多个交叉口控制系统类型控制系统类型n 单点信号控制单点信号控制 n 干道协调控制干道协

17、调控制 n 区域系统控制区域系统控制.28定时控制定时控制原理原理按照预先设定的配时方案运行，通过红、绿、黄指挥交通流按照预先设定的配时方案运行，通过红、绿、黄指挥交通流定时控制定时控制相位方案相位方案轮流给各方向车辆或行人分配权的顺序。一种控制状态，即对各轮流给各方向车辆或行人分配权的顺序。一种控制状态，即对各进口道所显示的不同灯色的组合称为一个信号相位。进口道所显示的不同灯色的组合称为一个信号相位。可采用可采用2相制相制，当左转交通量较大时，可考虑，当左转交通量较大时，可考虑3相制、相制、4相制相制定时控制定时控制基本参数基本参数信号周期、绿灯时间、绿信比信号周期、绿灯时间、绿信比交通信号

18、控制 点控制以单个交叉口为控制对象，是交通信号的最基本形式，以单个交叉口为控制对象，是交通信号的最基本形式，又分为又分为定时控制定时控制及及感应控制感应控制.292 2相位方案相位方案2 2相位配时图相位配时图.30多相位信号控制43.31多相位信号控制q指挥信号灯包括园光灯、方向指示灯、车道指示灯、人行横道指示灯、黄闪灯q方向指示灯对机动车可安排8各相位q相位设计应根据交通流量、流向适当选择q合理组合相位，可提高交叉口的通行效益q实际应用中应避免片面最求多相位Person 1Person 1.32定时控制基本参数的确定 信号周期（cycle）nLHVVe6 . 05 . 0eV1333133

19、30相位数信号周期单方向各种灯色轮流显示一次所需的时间，等于红单方向各种灯色轮流显示一次所需的时间，等于红+ +绿绿+ +黄，或者黄，或者说绿灯启亮开始到下次该相位绿灯再启亮的时间长度说绿灯启亮开始到下次该相位绿灯再启亮的时间长度等效交通量：等效交通量：进口交通量进口交通量V V；公交车、货车数公交车、货车数H H；左转车数左转车数L L；进口车道数进口车道数n n 各各进口等效交通量的最大者用于信号周期计算进口等效交通量的最大者用于信号周期计算.33定时控制基本参数的确定 绿灯时间（green）相位绿灯时间相位绿灯时间 G （道路等效交通量道路等效交通量 / Ve） 绿信比（绿信比（spli

20、t）是一个信号相位的有效绿灯时长是一个信号相位的有效绿灯时长与周期时长之比，与周期时长之比，有效绿灯时长有效绿灯时长等于一个相位的实际绿灯时长加等于一个相位的实际绿灯时长加上黄灯时长减去上黄灯时长减去损失时间损失时间启动损失启动损失2s，转换损失转换损失35sG = T2 黄灯时间黄灯时间.34定时信号配时流程各各进进口口道道的的各各流流向向的的设设计计交交通通量量进进口口车车道道渠渠化化图图信信号号相相位位方方案案计计算算最最佳佳周周期期、绿绿灯灯时时间间 绿绿信信比比信信号号交交叉叉口口服服务务水水平平画画出出信信号号配配时时图图.35感应控制n 在交叉口的进口道上设置车辆检测器，信号配时

21、方案由计算在交叉口的进口道上设置车辆检测器，信号配时方案由计算机根据检测交通量信息实时确定机根据检测交通量信息实时确定n 感应信号控制器内设一个感应信号控制器内设一个 初始绿灯时间初始绿灯时间 ，到初始绿灯时间，到初始绿灯时间结束时，如果没有检测到车辆到达，就变换相位；如果继续检结束时，如果没有检测到车辆到达，就变换相位；如果继续检测到车辆到达，可延长绿灯时间直到测到车辆到达，可延长绿灯时间直到 最长绿灯时间最长绿灯时间 n 感应控制的感应控制的基本参数基本参数有：有：初始绿灯时间、单位绿灯延长时间、最长绿灯时间初始绿灯时间、单位绿灯延长时间、最长绿灯时间.36交通信号控制 线控制n 车队每到

22、达一个信号交叉口正好遇到绿灯，车辆延误将大大降低车队每到达一个信号交叉口正好遇到绿灯，车辆延误将大大降低n 把某主要干道上的信号交叉口看成一个系统把某主要干道上的信号交叉口看成一个系统, ,用参数建立信号配时的用参数建立信号配时的联系，协调控制，提高整个干道的通行能力联系，协调控制，提高整个干道的通行能力线控制的基本参数包括线控制的基本参数包括周期长度周期长度 根据交通量确定信号周期；干道上共有相同周期；根据交通量确定信号周期；干道上共有相同周期；按单个交叉口的信号配时法，确定每个交叉口的信号周期，取最按单个交叉口的信号配时法，确定每个交叉口的信号周期，取最长的作为公共周期长的作为公共周期绿信

23、比绿信比 各交叉口的绿信比根据交叉口的交通量各自确定各交叉口的绿信比根据交叉口的交通量各自确定相位差相位差 某交叉口与参照交叉口信号的绿灯开始时间差某交叉口与参照交叉口信号的绿灯开始时间差( (绝对绝对差差) )；相邻交叉口信号的绿灯开始时间差；相邻交叉口信号的绿灯开始时间差( (相对差相对差) ).37交通信号控制 面控制l 定时脱机式面控制 对交通流历史数据进行统计分析，优化处理，得出多时段最优信号配时方案，存入控制器内。缺点是不能应对交通流的随机变化。如TRANSITl 联机感应式面控制运用数据采集技术、自动控制技术，根据交通流的瞬息变化，交通信号作出自适应控制。如SCATS，SCOOT

24、把区域中所有交叉口作为协调控制对象，线控制是面控制的子系统把区域中所有交叉口作为协调控制对象，线控制是面控制的子系统 .38英国TRANSYT系统n 脱机脱机操作、操作、定时定时、区域区域交通控制系统交通控制系统n 仿真模型仿真模型：用模拟车流在交通网上的运行状况，研究信号：用模拟车流在交通网上的运行状况，研究信号配时参数的改变对车流的影响，评价交通信号配时方案配时参数的改变对车流的影响，评价交通信号配时方案n 优化模型优化模型：以路网的总旅行时间最小化、总延误最小化或：以路网的总旅行时间最小化、总延误最小化或总交通量最大化为优化目标函数，把仿真结果输入优化程序，总交通量最大化为优化目标函数，

25、把仿真结果输入优化程序，获得更好的信号配时方案；再把反馈给仿真系统，最后获得性获得更好的信号配时方案；再把反馈给仿真系统，最后获得性能最佳的系统配时方案能最佳的系统配时方案n TYANSYTTYANSYT优化过程优化过程包括：绿灯时间优化、信号周期优化、控包括：绿灯时间优化、信号周期优化、控制子系统划分等制子系统划分等.39英国SCOOT系统n 绿信比信号周期绿时差优化技术绿信比信号周期绿时差优化技术（Split-Cycle-Offset）n 交通信号网实时协调控制的自适应系统交通信号网实时协调控制的自适应系统n TYANSYTTYANSYT的升级产品，有同样的优化模型、优化方法的升级产品，有

26、同样的优化模型、优化方法n 信息源于交叉口进口道上游的车辆检测器，实时联机处理信息源于交叉口进口道上游的车辆检测器，实时联机处理n 优化配时主要包括优化配时主要包括交通检测交通检测交通量、时间占有率、空间占有率等交通量、时间占有率、空间占有率等子系统划分子系统划分必须事先划定子系统必须事先划定子系统预测模型预测模型排队预测、拥挤预测等排队预测、拥挤预测等系统优化系统优化绿信比、信号周期、绿时差优化技术绿信比、信号周期、绿时差优化技术.40澳大利亚SCAT系统n 实时自适应区域交通控制系统实时自适应区域交通控制系统n 三级分层控制：中央控制中心地区控制中心信号控制机三级分层控制：中央控制中心地区控制中心信号控制机n 1 11010个信号控制机组合成一个子系统个信号控制机组合成一个子系统n 子系统之间相互独立，子系统内部相互协调子系统之间相互独立，子系统内部相互协调n 配时基本参数以子系统为核算单位配时基本参数以子系统为核算单位n 中央控制系统对若干子系统整体协调控制中央控制系统对若干子系统整体协调控制n 利用停车线附近的检测器获取交通量信息利用停车线附近的检测器获取交通量信息