交通信号统一调控策略研究剖析.docx

交通信号统一调控策略研究摘要：近年来随着工业的不断发展和科技的进步，城市居民的小车拥有量不断增加。车辆的持续增加使得交通出现拥堵，进而导致了车辆延误增加、交通事故频频发生、空气质量严重下降等许多问题,这已成为各国城市发展共同面临的重大问题。要想彻底解决交通拥堵问题，智能交通系统的研究是不可缺少的,城市交通信号控制是目前交通工程领域研究的重中之重,也是智能交通系统的重要组成部分，在城市交通控制系统中由于交通系统的随机性、时变性和不确定性等诸多因素。使得之前精确数学模型的控制理论得不到很好的控制效果。因此，智能交通控制系统的研究是目前的研究重点。关键词：智能交通系统 发展现状 控制论 SCATS绪论随着国民经济快速发展和城市规模的迅速壮大,人民生活水平的不断提高促使城市的职能不断扩大,城市居民的活动更为广泛,这就促进了城市交通需求的快速增长。然而,城市交通在飞速发展的同时,也带来了一系列问题如城市交通拥堵、交通事故和环境污染等。显然,解决城市交通问题最直接的办法就是修建更多的道路和桥梁以提高路网的通行能力,但是由于资金和城市空间的限制,这一方法往往并不可行。本论文从控制科学的角度出发,通过对城市交通信号控制问题进行研究,提高现有交通系统的运行效率,在一定程度上解决城市交通的拥堵问题。选题背景和意义 随着社会经济的发展，城市现代或水平的提高，交通拥挤、交通安全、环境污染、能源短缺等问题已经成为世界各国面临的共同问题。无论是发达国家还是发展中国家，都毫无例外地承受着不断加剧的交通问题的困扰。 据统计和预测，美国在1991年50个主要城市由于交通阻塞造成的经济损失达440亿美元，20世纪90年代，全国每年因交通阻塞而造成的延误达20亿车时，到2005年，预计超过110亿车，增加四倍还要多，到2020年全国因交通问题而造成的损失每年将超过1500亿美元。欧共体国家由于交通阻塞造成的经济损失每年达5亿欧元。在日本，许多大城市和高速公路驾驶速度不超过15km/h。1992年，东京因为交通拥挤造成的经济损失约为8.11亿日元，全国每年因为交通拥堵问题造成的时间损失达50亿人时。北京因交通堵塞造成的经济损失每年达800亿元，上海每天达1100万元。交通需求日益增加，供需矛盾日益突出，对人类生存环境的危害也是日益严重，大量的生命被车祸摧残。 为了解决交通阻塞问题，人们采取了各种手段，概括起来，主要有加强交通规划、采取先进的交通技术、实现现代化管理。这些手段或收到投资及其他资源的制约，或收见效期短等局限，特别是，在城市建成区难以靠大量拆迁来增建、拓建道路交通设施。发达国家的公路网早已建成，不可能再靠多修路来解决问题。同时，人们越来越多地从保护环境、节约能源、谋求社会可持续发展的角度来考虑问题。为此，在摸索缓解交通困境的几十年中，随着计算机、通信技术、信息技术的飞速发展，将人、车、路综合起来，用系统工程的观点进行思考，并把先进的计算机、通信、控制技术运用于交通运输的智能交通系统（Intelligence Transportation System, ITS）就很自然诞生了。 智能交通系统在世界各地迅速推进，已成为现代交通的重要标志。然而，对于这个专用名字，国际上之至今没有一个明确的定义。虽然各国关于ITS概念的理解各有差异，但共同点是主要的，我们可以归纳的说：智能交通系统是人们将先进的信息技术、数据通信技术，电子控制技术、传感器技术等有效的综合运用于整个交通运输系统，从而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高校、安全的综合交通系统。其目的是使人、车、路密切配合、和谐统一。极大地提高交通运输效率、保证交通安全、改善环境质量和提高能源利用率。 智能交通运输的信息化进程，将成为本世纪现代综合交通系统的发展方向，同时也顺应经济全球化、信息化的发展趋势。ITS是综合多个学科领域应用的系统工程，一方面将推动相关技术的研究，另一方面将推动相关行业的发展和壮大，因此，备受专家学者和企业界的关注。1.1.2 智能交通系统国内外应用现状智能交通系统在20世纪70年代产生，经过30年的努力，已取得了丰富的研究成果，许多国家和地区都已广泛开展了智能交通的研究和应用，其中美国、欧洲、日本最具代表性。美国通过制定智能车辆-道路系统（IVSH, Intelligent Vehicle-Highway System）战略计划来实现智能交通系统的开发和应用。美国1992年制定的ITS战略计划书中，确定了ITS的6个大项目：先进的旅行者情报系统，该系统可以向安装有卫星导航系统的汽车提供各种情报，是确保安全、高效、舒适地进行汽车驾驶的交通支援系统；先进的交通管理系统，该系统可以实现包括准确测定旅行时间、交通事故、道路自动收费、信号控制、交通流量控制等在内的实