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    交通灯国内外发展概况

    帖子创建时间:  2014年11月15日 09:47 评论:0 浏览: 16890 投稿
     

          交通灯在人类道路交通发展过程中扮演着非常重要的角色,而我国是一个人口超级大国,汽车工业的发展正在快速增长的阶段,因此限制车辆的增加不是解决问题的好方法。而采取增加供给,即大量修筑道路基础设施的方法,在资源、环境矛盾越来越突出的今天,面对越来越拥挤的交通,有限的源和财力以及环境的压力,也将受到限制。这就需要依靠除限制需求和提供道路设施之外的其他方法来满足日益增长的交通需求。

          随着经济的发展,城市现代化程度不断提高,交通需求和交通量迅速增长,城市交通网络中交通拥挤日益严重,道路运输所带来的交通拥堵、交通事故和环境污染等负面效应也日益突出,逐步成为经济和社会发展中的全球性共同问题。交通问题已经日益成为世界性的难题,城市交通事故、交通阻塞和交通污染问题愈加突出。为了解决车和路的矛盾,常用的有两种方法:一是控制需求,最直接的办法就是限制车辆的增加;二是增加供给,也就是修路。但是这两个办法都有其局限性。

          智能交通灯系统正是解决这一矛盾的途径之一。智能交通灯系统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灯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、高效的综合交通运输管理系统。对城市交通流进行智能控制,可以使道路畅通,提高交通效率。合理进行交通灯控制可以对交通流进行有效的引导和调度,使交通保持在一个平稳的运行状态,从而避免或缓和交通拥挤状况,大大提高交通运输的运行效率,还可以减少交通事故,增加交通安全,降低污染程度,节省能源消耗,本文就是通过对交叉路口交通灯的智能控制,达到优化路口交通流的目的。

          进入20世纪70年代,随着计算机技术和自动控制技术的发展,以及交通流理论的不断完善,交通运输组织与优化理论和技术水平不断提高,控制手段越来越先进,形成了一批商水平有实效的城市道路交通灯控制系统。早在1977年,Pappis等人就将模糊控制运用到交通灯控制上,通过建立规则库或是专家系统对各种交通状况进行模糊控制,并取得了很好的效果。近年来,欧美日本等相继建立了智能交通灯控制系统。在这些系统中,大部分都在路口附近安装磁性环路检测器,还使用了新型检测器等技术和设备。这些现代化设备技术加上控制理论和现代化科学管理技术,使得交通控制系统日益完善。随着一些研究控制理论的学者投身到交通控制的研究中,在交通信号控制领域提出了一些新方法、新思路。如静态多段配时控制、准动态多段配时控制、最优控制、大系统递阶控制、模糊控制、神经网络控制,网络路由控制等。模糊交通控制已经成为了交通信号控制的主流方向之一。国内外很多学者都进行了此类研究。

          交通灯系统作为一个时变的、具有随机性的复杂系统,传统的人为设定多种方案或是建立各种预测模型均比较困难。城市交通控制研究的起源比较早。1868年,英国伦敦燃汽信号灯的问世,标志着城市交通控制的开始。1913年,在美国俄亥俄州的Cleveland市出现了世界上最早的交通信号控制。1926年美国的芝加哥市采用了交通灯控制方案,每个交叉口设有唯一的交通灯,适用于单一的交通流。从此,交通控制技术和相关的控制算法得到了发展和改善,提高了交通控制的安全性、有效性,并减少了对环境的影响。

          虽然模糊控制能有效处理模糊信息,但是产生的规则比较粗糙,利用规则表查表进行控制,运算速度虽然比较快,但没有自学习功能。而且这些研究有些以相序固定为前提。不能保证相序与实际交通流状况的一致性,影响了绿灯时间的利用率。有些研究则提出了可变相序的模糊控制方法,提高了绿灯时间的利用率,弥补了相序固定的缺点,但同时也存在一些不足。例如目前应用比较好的交通系统:SCOOT(经典交通系统)。

          他们都是主要采用统计模型和经典算法。但城市交通灯系统是一个复杂的、随机性很强的巨型系统,要想建立实用性较强的数学模型是十分困难。利用模糊控制智能控制技术进行交叉口交通灯控制能取得比定时控制与感应控制更好的效果,是今后单交叉路口交通灯控制的主要研究方向。

     

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