各位真愛粉們，記得黑板報(bào)君曾經(jīng)科普過(guò)SCATS系統(tǒng)嗎？本期，除了SCATS系統(tǒng)，黑板報(bào)君還將帶來(lái)另外三個(gè)控制系統(tǒng)的介紹，一起來(lái)跟著黑板報(bào)君漲知識(shí)吧！
主流交通控制系統(tǒng)對(duì)比總覽
表1 三種控制系統(tǒng)總覽表
交通控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介
一、SCOOT系統(tǒng)
1、簡(jiǎn)介
SCOOT是由英國(guó)運(yùn)輸研究所在TRANSYT基礎(chǔ)上研制的自適應(yīng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)于1975年研制成功，經(jīng)歷了二十多年的發(fā)展，全世界共有超過(guò)170個(gè)城市正運(yùn)行著該系統(tǒng)。
2、基本原理
SCOOT系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)器得到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)計(jì)算交通量、占用時(shí)間、占有率及擁擠程度。同時(shí)，它結(jié)合檢測(cè)數(shù)據(jù)和預(yù)先存儲(chǔ)的交通參數(shù)對(duì)各路口進(jìn)行車隊(duì)預(yù)測(cè)，由此利用交通環(huán)境對(duì)子區(qū)和路網(wǎng)的信號(hào)配時(shí)進(jìn)行優(yōu)化。
3、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
SCOOT系統(tǒng)是一種兩級(jí)結(jié)構(gòu)，上一級(jí)為中央計(jì)算機(jī)，下一級(jí)為路口信號(hào)機(jī)。配時(shí)方案在中央計(jì)算機(jī)上完成；信號(hào)控制、數(shù)據(jù)采集、處理及通信在信號(hào)機(jī)上完成。其結(jié)構(gòu)如圖1所示：
圖1 SCOOT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
4、特點(diǎn)
（1）通過(guò)車輛檢測(cè)器獲得交通量數(shù)據(jù)（每秒4次采樣），建立交通模型，綠信比、相位差和周期的優(yōu)化均通過(guò)模型進(jìn)行。
（2）為了避免信號(hào)參數(shù)突變對(duì)交通流產(chǎn)生的不利影響，對(duì)配時(shí)參數(shù)的優(yōu)化是采用連續(xù)微量調(diào)整的方式，但有可能不足以及時(shí)響應(yīng)每個(gè)周期的交通需求；
（3）具有公交車輛和緊急車輛優(yōu)先功能。通過(guò)帶有車型識(shí)別能力的檢測(cè)器或自動(dòng)車輛定位（AVL）系統(tǒng)檢測(cè)公交車輛和緊急車輛，給出優(yōu)選通行權(quán)。
（4）新增交通信息數(shù)據(jù)庫(kù)ASTRID模塊和綜合事故檢測(cè)INGRID模塊，能夠?qū)煌〝?shù)據(jù)進(jìn)行濾波、分析，并將處理好的數(shù)據(jù)用于參數(shù)的優(yōu)化；還能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)事故，為交通管理部門提供服務(wù)。
二、SCATS系統(tǒng)
1、簡(jiǎn)介
悉尼自適應(yīng)交通控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱SCATS系統(tǒng)，由澳大利亞新南威爾士州道路交通局（RTA）研究開發(fā)，是目前世界上少有的幾個(gè)先進(jìn)的城市信號(hào)交通控制系統(tǒng)之一。SCATS系統(tǒng)在某些方面優(yōu)于英國(guó)SCOOT系統(tǒng)，系統(tǒng)所提供的功能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)交通的復(fù)雜控制，滿足人們對(duì)交通的各種控制方案的要求。
2、基本原理
SCATS采用地區(qū)級(jí)聯(lián)機(jī)控制、中央級(jí)聯(lián)機(jī)與脫機(jī)同時(shí)進(jìn)行的控制模式，以類飽和度綜合流量最大為系統(tǒng)目標(biāo)，無(wú)實(shí)時(shí)交通模型，控制參數(shù)為綠信比、相位差和周期。
SCATS采用了分層遞階的控制結(jié)構(gòu)，其控制中心備有一臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)和一臺(tái)管理計(jì)算機(jī)，二者通過(guò)串行數(shù)據(jù)通訊線路相連。地區(qū)級(jí)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)把各種數(shù)據(jù)送到管理計(jì)算機(jī)。監(jiān)控計(jì)算機(jī)連續(xù)地監(jiān)視所有路口的信號(hào)運(yùn)行和檢測(cè)器的工作狀況。
地區(qū)主控制器用于分析路口控制器送來(lái)的車流數(shù)據(jù)，確定控制策略，并對(duì)本區(qū)域各路口進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，同時(shí)把收集到的所有數(shù)據(jù)送到控制中心作為運(yùn)行記錄并用于脫機(jī)分析。
路口控制器主要是采集分析檢測(cè)器提供的交通數(shù)據(jù)，并傳送到地區(qū)主控制器，同時(shí)接受地區(qū)主控制器的指令，控制本路口信號(hào)。
3、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
SCATS系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)是三級(jí)協(xié)調(diào)分布式控制結(jié)構(gòu)：即指揮中心為中央控制級(jí)、確定協(xié)調(diào)控制級(jí)（多個(gè)區(qū)域）和路口控制機(jī)級(jí)。
圖2 SCATS系統(tǒng)架構(gòu)
4、特點(diǎn)
（1）配時(shí)參數(shù)優(yōu)化方法是一種實(shí)時(shí)方案選擇控制系統(tǒng)，信號(hào)周期和綠信比的實(shí)時(shí)選擇是以子系統(tǒng)的整體需要為出發(fā)點(diǎn)，即根據(jù)子系統(tǒng)內(nèi)的關(guān)鍵交叉口的需要確定共用周期時(shí)長(zhǎng)。交叉口的相應(yīng)綠燈時(shí)間，按照各相位飽和度相等或接近的原則，確定每一相位綠燈占信號(hào)周期的百分比，隨著信號(hào)周期的調(diào)整，各相位綠燈時(shí)間也隨之變化。
（2）檢測(cè)器安裝在停車線上，不需要建立交通模型，因此其控制方案不是基于交通模型的，因此系統(tǒng)根據(jù)類飽和度和綜合流量從既定方案中選擇信號(hào)控制參數(shù)，本質(zhì)上是一種實(shí)時(shí)方案選擇系統(tǒng)；
（3）周期、綠信比和相位差的優(yōu)化是預(yù)先確定的多個(gè)方案中，根據(jù)實(shí)測(cè)的類飽和度值進(jìn)行選擇
（4）系統(tǒng)可根據(jù)交通需求改變相序或跳過(guò)下一個(gè)相位，因而能及時(shí)響應(yīng)每一個(gè)周期的交通需求
三、SMOOTH系統(tǒng)
1、簡(jiǎn)介
SMOOTH系統(tǒng)，是在國(guó)外著名的交通信號(hào)控制系統(tǒng)（日本KATNET系統(tǒng)、英國(guó)SCOOT系統(tǒng)、澳大利亞SCATS系統(tǒng)等）和國(guó)內(nèi)大中城市交通需求的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)基礎(chǔ)上，并結(jié)合本地道路交通狀況實(shí)際而開發(fā)出來(lái)的，目前日趨成熟和完善。
2、基本原理
SMOOTH系統(tǒng)采用了成熟的分布式控制模式，系統(tǒng)的控制策略、控制功能 由“中央控制管理系統(tǒng)-信號(hào)控制機(jī)-車輛檢測(cè)器”分布實(shí)施、協(xié)同處理完成。
SMOOTH系統(tǒng)的單路口的控制模式在全感應(yīng)、半感應(yīng)、行人感應(yīng)及多段定時(shí)控制的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了基于交通狀態(tài)識(shí)別下的多目標(biāo)決策控制策略的動(dòng)態(tài)優(yōu)化功能；中央系統(tǒng)建立相位差協(xié)調(diào)控制的子區(qū)，和子區(qū)間的連接，以子區(qū)內(nèi)及子區(qū)間連線上雙向綠波或側(cè)重單向綠波通過(guò)帶寬度最大為目標(biāo)。
3、系統(tǒng)架構(gòu)
SMOOTH系統(tǒng)采用了先進(jìn)的三層體系結(jié)構(gòu)，由“數(shù)據(jù)庫(kù)主機(jī)群—應(yīng)用服務(wù)器群—客戶機(jī)”組成。
數(shù)據(jù)庫(kù)主機(jī)群實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備注冊(cè)與運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)、交通流統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)的海量存儲(chǔ)與備份；應(yīng)用服務(wù)器群實(shí)現(xiàn)任務(wù)與安全管理、控制單元管理、協(xié)調(diào)控制參數(shù)決策、通信鏈路管理、通信協(xié)議解析、客戶端訪問(wèn)支持等系統(tǒng)基本任務(wù)，以及與其它子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享、事件互動(dòng)等ITS規(guī)劃下的其它任務(wù)；客戶機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、參數(shù)輸出及交通工程師對(duì)系統(tǒng)的管理和干預(yù)功能。
