城市交通SCOOT和ACTRA信号控制系统分析.docx

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1、城市交通 SCOOT 和 ACTRA 信号掌握系统分析点击量：5022023-12-19【大 中 小】【打印】【关闭】城市交通信号掌握系统是现代城市交通治理系统的中枢，也是智能交通系统的 重要组成局部。其治理与掌握手段的优劣将直接影响城市道路交通拥堵或疏通的效 果。虽然城市道路穿插口信号掌握有改善交通流秩序与保障安全的优点，但是假设不 能供给优化的掌握，将会产生交通流停顿与拥堵的负面效果，会成为城市交通拥堵 的一个重要缘由。运用高科技手段建设现代化的交通信号掌握系统已经势在必行。下面就北京市目前使用的 2 种主要的信号掌握系统作一简洁的分析与比较。1 SCOOT 交通信号掌握系统1.1 SCO

2、OT 系统概况“SCOOT”(Split-Cycle-Offset Optimization Technique)即“绿信比-信号周期-相位差优化技术”，是一种对道路网交通信号实行协调掌握的自适应掌握系统。由英国交通与道路争论所于 1973 年开头争论开发，1979 年正式投入使用。20 世纪 90年月该系统进展了屡次升级，目前最版本为4.5 版。1.2 SCOOT 系统构造SCOOT 系统是一种实时自适应掌握系统，其硬件组成包括3 个主要局部：中心计算机及外围设备，数据传输网络和外设装置包括交通信号掌握机、车辆检测器或摄像装置及信号灯。软件大体由5 个局部组成：1车辆检测数据的采集和分析；2

3、交通模型用于计算延误时间和排队长度等等；3配时方案参数优 化调整；4信号掌握方案的执行；5系统检测。以上 5 个子系统相互协作、协调工作，共同完成交通掌握任务。SCOOT 系统的构造图 1 所示。1.3 SCOOT 系统特点SCOOT 系统是方案形成式掌握方式的典型代表，是一种实时自适应交通信号掌握系统。SCOOT 系统通过连续检测道路网络中穿插口全部进口道交通需求来优化每个穿插口的配时方案，使穿插口的延误和停车次数最小的动态、实时、在线信号掌握系统。概括来讲，SCOOT 系统具有 5 个特点。1) 有用性强，几乎不受城市交通出行方式、出行起讫点分布、土地使用状况、季节性和临时性交通变化以及天

4、气和气候变化的影响。2) 对配时参数的优化是承受连续微量调整的方式，稳定性强。3) 个别交通车辆检测器错误的反响信息几乎不影响SCOOT 系统对配时方案参数的优化，而且该系统对这类错误的信息有自动鉴别和淘汰功能。4) 对路网上各穿插口信号配时方案的检验和调整，每秒钟都在进展，所以能对路网上交通状况的任何一种变化趋势做出快速的反响。5) SCOOT 系统能供给各种反映路网交通状况的信息，为制定综合治理决策制造了有利的条件。但是，SCOOT 系统几乎全部相关掌握策略模型都是通过数学模型的仿真中获得，这就要求抽象的数学模型必需准确地反映系统的运行状态，误差 范围小。否则，必定会影响掌握效果；另一方面

5、，数学模型的准确度越高，构造就越简单，因而仿真时间就越长，这将会在实时性与牢靠性之间产生冲突，特别要求进一步提高效果时，这一冲突就会越突出。2 ACTRA 交通信号掌握系统2.1 ACTRA 系统简介ACTRA(Advanced Control & Traffic Responsive Algorithm)是由美国西门子公司开发的一个信号掌握系统软件，是目前世界上技术比较领先的交通信号掌握系统软件之一。2.2 ACTRA 系统构造ACTRA 交通信号掌握系统主要由三大模块组成如图2 所示：中心掌握模块、通信模块及路口信号掌握模块。2.3 ACTRA 系统特点ACTRA 这种较先进的交通信号掌握

6、系统具有以下主要特点。1技术先进、性能牢靠，应用较广泛。ACTRA 系统是西门子美国公司较成熟的交通掌握系统，是该公司的第三代系统，应用了很多的技术和方法，并为一些 奥运城市供给了交通掌握效劳，如汉城Seoul(1998)、亚特兰大 Atlanta1996、盐湖城 Saltlake2023都使用了这种交通掌握系统。这些阅历将应用到北京 2023 奥运城市建设上。2标准的符合性、软件的开放性。ACTRA 系统符合美国 ITS 框架的 NTCIP 协议及其他标准，其设备的通信协议承受了当前主流的协议，如TCP/IP 等，这些都是系统开放性和扩展性的根底。测试说明，Actra 可以实现对基于 NTC

7、IP 协议的第三方信号掌握器的正常监控和治理。3） ACTRA 承受当前先进的扫瞄器界面，友好图形用户界面和视频显示技术。承受 GIS 和介入第三方图像生成技术，可进展城市计算机地图图形显示在工作站或显示墙上，显示运行相应的配时方案以及不同任务同时治理的Windows 界面。同一界面多路口实时显示，区域路口交通堵塞颜色显示，干线路口动态灯色通过显示。并供给路口作图工具，具有肯定地图制作功能。4） 智能化的 ATC2070 现场信号机。ATC2070 掌握机是一种最的开放式构造的信号机，信号机的软件和硬件分别，可分别依据2070ATC 的硬件和软件的标准由不同供给商竞争获得，大大降低本钱，提高选

8、购自主性。2070ATC 信号机软件具有自适应和多种敏捷的掌握战略，使得系统的很多自适应掌握运算在下端完 成，提高整个系统的反响速度。在系统未建成时或故障状况下，本地信号机仍能实施有效的自适应掌握。同样由于信号机的智能化功能使得系统的整体反响速度和适应各种简单交通条件的力量得到有效提高，这是ACTRA 系统比其他系统优越的特点之一。5） 自适应反响快速，更加有用。交通响应模式使得系统依据交通变化或非典型交通进展系统范围的优化配时方案的执行。通过从安排的系统检测器上获得的数据对子区的周期长、绿信比和相位差分别自适应调整和掌握；同时由于现场信号机具有相当的智能化，使得很多协调运算都可在信号机范围内

9、完成，这种既可通过中心又可通过路口掌握器掌握的客户/效劳器系统会更加适合实时多变的中国交通状况。3 SCOOT 和 ACTRA 系统的优势比照分析3.1 SCOOT 系统的优势基于 SCOOT 系统的特点，可以看出它具有有用性和稳定性都较强的优势，此系统是在固定配时系统根底上创立的，它能自动适应不断变化的交通状况，实现区 域内的最正确掌握效果。作为一种实时自适应交通信号掌握系统，经受了20 多年的进展，已获得了明显优于静态系统的效果，因而目前正在被很多国家所承受。3.2 ACTRA 系统的优势ACTRA 系统是引入我国的交通信号掌握系统，此系统区分于 SCOOT 的最大优点是它所具有的感应式线

10、协调掌握功能。ACTRA 使用系统 TOD 命令和本地信号机掌握功能来实现感应式线协调掌握。感应式线协调掌握是在线协调掌握的根底上，在保持周期恒定的同时，通过检测器 实时感应来自各个方向的交通恳求，合理安排协调相位以及非协调相位时间长度。同时，西门子美国 2070ATC 信号掌握器供给 6 种感应式线协调模式。这些模式基于协调相位和非协调相位的划分。以图4 为例。非协调相位一样始点监控模式Yield Mode：该战略在运行完协调相位时间段后，为每个非协调相位供给同时开头的监控时yield period)。在监控时段中的任何相位如有需求，将终止协调相位，按挨次执行后续相位，否则协调相位时段扩 展

11、到后续的非协调相位。由于可尽快效劳非协调相位，就可以尽快返回协调相位。非协调相位挨次监控模式Permissive Mode：该战略在运行完协调相位时间段后，依次挨次地在每个非协调相位发生的位置供给监控时段permissiveperiod。在监控时段如有需求，将终止协调相位开头按挨次执行后续相位，否则协调相位时段扩展到后续的非协调相位。该战略可避开yield mode 的尽快返回。协调相位优先挨次监控模式(Permissive Yield Mode)：需协调相位设置为感应相位，并类似 Permissive Mode 。当协调相位完成后，产生对干线协调相位供给PYP 监控时段，在该时段内，协调相位

12、不断得到扫描，假设有车辆将延长协调相位至最大。协调相位不再返回模式Permissive Omit Mode：该战略具有和 permissiveyield mode 掌握模式相像的操作，但存在以下不同：当完成协调相位时段进入监视时段时，假设非协调相位有恳求将中断协调相位的连续而执行该恳求相位。假设没有其他相位恳求掌握器会驻留在该相位而非返回协调相位。非协调相位连续挨次监控模式(Sequential Omit Mode)：该掌握模式类似permissive mode 模式，但有以下区分：当运行完干线协调时段后，对非协调相位的恳求扫描和执行是从前一个相位完毕开头的，使得非协调相位恳求回应提前。完全感

13、应掌握模式 (Full Actuated Mode)：该战略类似 yield mode 模式，但有以下区分：在协调相位 yield period 监控时段内，只要该相位监控时段未用完时， 便可依据肯定的挨次得到再效劳。在yield 监控时段内，协调相位处于感应状态。4 SCOOT 和 ACTRA 系统在北京的应用概况依据资料，北京全市的城市道路交通信号掌握路口含路段行人掌握的数量 目前已超过 1700 处，五环以内城区的信号掌握路口含路段行人掌握为1114 处，其中，计算机区域交通信号系统掌握的路口规模为650 处，规模性建设使用的系统为 SCOOT 系统和 ACTRA 系统，其中 SCOOT

14、 系统掌握了以二环以内为主的近 350 处路口，而ACTRA 系统的使用正在大张旗鼓地建设中。在北京市公安局交通治理局交通信号掌握系统一期工程中，ACTRA 系统已经将 300 台符合 NTCIP 标准的西门子 2070CBD 交通信号掌握器纳入系统掌握，掌握着海淀区 300 多个路口。在交通信号掌握系统二期上端扩容工程中，正在将450 台交通信号掌握器纳入一期 ACTRA 系统掌握，以发挥系统掌握的效益。5 完毕语SCOOT 和 ACTRA 作为 2 种较先进的交通信号掌握系统，在掌握原理及掌握方式上有很多相像的方面，但是每种系统都有着自己的优势，因此在实际应用过程中，每个城市都应当依据自身的特点，来选择适合各自城市特点的信号掌握系统，要充分利用每种系统的优势，使其发挥最大的经济效益，以更好地为城市建设效劳。来源：中国交通技术网 2023-12-19