第09章-先进的交通管理系统

9-1第九章先进的交通管理系统9.1概述交通管理包括运用法规、工程设施、教育对行人、行车、停车及道路的使用进行管理，以改善交通运行状况。本章主要介绍应用先进的技术对交通运营和设施进行控制和管理，称为先进得交通管理系统。先进的交通管理系统（AdvancedTrafficManagementSystems，ATMS）是智能运输系统的重要组成部分，它是依靠先进的交通监测技术、计算机信息处理技术和通信技术，对城市道路和市际高速公路综合网络的交通运营和设施进行一体化的控制和管理，通过监视车辆运行来控制交通流量，快速准确地处理辖区内发生的各种事件，以便使得客货运输达到最佳状态。面向21世纪，日本的车辆道路交通推进协会（VERTIS）组织提出了通用的交通管理系统UTMS(UniversalTrafficManagementSystem），进一步明确了日本发展ATMS的战略框架，即UTMS应包括：●交通控制中心ITCS；●公交车辆优先通行系统PTPS；●交通信息系统AMIS；●综合智能信息图像系统ITIS；●安全驾驶辅助系统DSSS；●车辆行驶管理系统MOCS；●动态引际系统DRGS；●环境保护系统EPMS；●紧急救援系统HELP；●行人信息通信系统PICS；●紧急车辆优先系统PAST。由此看出，日本的UTMS不仅提供先进的信息采集和信息处理，并迅速传递到交通的参与者，不论是车辆驾驶员还是行人，都得以受益。而且系统应用了红外线感应器和光信标等现代传感器，其主要目标是建立智能化的交通系统。美国和欧洲的ATMS发展迅速。在减少旅行时间、提高效率和降低事故方面都起了巨大的作用。9-2先进的交通管理系统的目标是为我国大中城市提供交通管理解决方案，在现有交通设施的基础上，改善现有路网运行状况，提高道路的有效利用率和交通流量，缓解车辆增加造成的交通需求压力。同时，改善交通秩序，减少事故，提高行车安全，减少道路的拥挤程度和交通事故的发生率，减少因交通拥挤、事故等造成的出行时间延长现象。9.2先进的交通管理系统结构框架ATMS有两个特征：一是系统的高度集成化。它利用先进的通信、计算机、自动控制、视频监控技术，按照系统工程的原理进行系统集成，使得交通工程规划、交通信号控制、交通检测、交通电视监控、交通事故的救援及信息系统有机地结合起来，通过计算机网络系统，实现对交通的实时控制与指挥管理；二是信息高速集中与快速信息处理，ATMS由于运用了先进的网络技术，获取信息快速、实时、准确，提高了控制的实时性。ATMS的应用使交通管理系统中交通参与者与道路以及车辆之间的关系变得更加和谐，缩短了旅行时间，使城市的交通变得更加有序。ATMS系统设计基本原则：ATMS系统应遵循实用性、可靠性、先进性、开放性以及可维护性的基本原则，应具有良好的升级、扩展能力。各子系统技术充分合成，做到信息的采集、传输、处理的有机结合，充分发挥系统的整体效能。技术开发的创新原则：集中技术优势，解决关键技术难题，比如视频系统的图像数字化、压缩、传输和模型识别技术；UTC系统中实时交通控制算法及模型等。1、先进的交通管理系统的组成（框架）（1）交通管理控制中心（2）交通流量检测系统（3）城市信号控制系统（4）交通电视监控（5）交通信息服务（6）紧急救援与事故管理系统典型的系统组成如图。书113页如果把整个先进的交通管理系统按信息流程划分，则可以用下图来表示：信息处理系统信息采集系统信息传输系统信息提供系统图9-2ATMS信息流程图9-32、先进的交通管理系统的功能以上我们介绍了先进的交通管理系统的组成，而一个完善的先进的交通管理系统还能提供以下管理服务：（1）信息提供系统能通过各种信息提供系统向出行者提供信息服务，帮助出行者制定出行计划及出行时间，避免延误。（2）交通控制对高速公路和道路网进行综合的自适应控制，优先考虑公众安全、公共交通或其它高承载率车辆，减少个人独自驱车出行的数量，并提供更多可供选择的出行方式。（3）交通事故处理该服务可帮助运输部门和管理人员预测交通或道路状况，从而采取相应的预防措施，避免潜在隐患的发生或使其影响降至最小。（4）排放测试与污染防治排放测试与污染防治服务采用先进的汽车排放测试系统确定有关的环保“热点”，并在空气质量敏感地区采取道路改线或对进入该敏感地区的公路入口加以控制等措施。（5）应急管理应急管理可以提高对交通突发事件（事故或灾害）的报告和响应能力，改善应急响应资源配置，它包括紧急通告与应急车辆管理。（6）电子收费电子收费是为了提高收费站通行能力，使驾驶人员不停车、不用现金，进行自动付帐，堵塞收费漏洞。同时，通过收费站可以收集大量交通数据并提供给交通指挥控制中心。（7）提高养护操作效率为保证安全、通畅、舒适的道路行车环境，提高服务水平，系统可对路面状况作出正确判断并对相应的养护作业提供工作计划和实施方案。在发生灾害时系统收集相关信息并指导相应的恢复工作。（8）特种车辆通行管理特种车辆的管理用来保障路面结构正常使用，避免事故发生。系统在降低运营费用的同时改善了用户服务。系统包括：特种车辆通行许可的申请；内业工作的电子化处理；将通行路段信息存入数据库；将实际可通行路径信息提供给驾驶员等。系统还包括一个自动不停车称重系统，以加快通行许可的确认过程。9-49.3城市交通信号控制系统先进的交通管理系统是一个综合的系统，将各系统进行了集成。在前面的章节中我们介绍了出行者信息系统、交通流诱导系统、交通地理信息系统、交通通信系统、公共交通系统和事件管理系统，这里我们详细介绍信号控制系统。城市交通信号控制是指在空间上无法实现分离的地方（主要是在平面交叉口处）用来在时间上给交通流分配通行权的一种交通指挥措施。交通控制是在时间上给交通流分配通行权；交通流诱导是在空间上给交通流分配通行权的指挥措施。1、信号控制系统的发展9-5能否把路网上沿某条主要行驶路线上的全部交通信号控制器协调起来，按照统一步调运行，以便使得沿该路线行驶的车辆几乎不受阻滞地通过所有交叉口，经过若干年的努力，一种“子母控制器”信号控制系统应运而生了。所谓“子母控制器”系统，就是沿一条行驶路线设置一台主信号机（母控制器）和若干与之串接的从属信号机（子控制器）。主信号机支配和协调从属信号机的运行，使沿线交通信号的变换协调成绿波。我国这种方式称为“线控制”系统。有的城市不采用这种控制方式，而采用无电缆协调控制方式。这是一种初级协调控制系统，硬件和软件技术都十分简单，所需投资较少。9-620世纪60年代以来，世界各国开始研究一种范围较大的信号联动协调控制系统。随着微处理技术的进展和各种新型微处理机的问世，不仅出现了以微处理机作为主控机的区域交通控制系统，而且各种终端控制设备（信号机、检测器和监视系统，可变交通标志等）也开始广泛运用微处理技术，从而使控制系统的功能日臻完善，控制技术也发生飞跃性的变革。在软件技术开发上也有可喜的进展。英国学者设计的区域控制系统优化程序－TRANSYT（TrafficNetworkStudyTool）被世纪各国广泛采用。到80年代，世界上有250个城市建立了区域交通控制系统。随后出现了第二代区域交通控制系统。新系统是一种数据反馈自控制系统。他所执行的控制方案不是象第一代系统那种脱机运算得到的固定方案，而是依据路网上当时当地的实际交通状况，利用在线计算机不断调整配时方案的基本参数，以求最佳控制效果。如英国的SCOOT(SplitCycleOffsetOptimizationTechnique)和澳大利亚的SCAT（SydneyCo-ordinatedAdaptiveTrafficSystem）。2、信号控制类别1）按控制范围分类①单个交叉口的交通控制②干道交叉口信号协调控制：有电缆线控；无电缆线控③区域交通信号控制系统2）按控制方法分类①定时控制②感应控制：半感应控制；全感应控制3、信号灯简介