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[摘 要]随着城市化的迅猛发展和人民生活水平的提高，道路交通出现了明显的供给不足的问题，解决交通供给和需求。干线协调控制组合优化方法可以通过交通设施和技术手段提高通行效率，为缓解交通拥堵发挥着不可估量的作用。
[关键词]干线协调；优化；协调控制
中图分类号：U491.54 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）39-0379-01
1概述干线协调控制研究内容
1.1研究内容
文章通过对交叉口信号控制的方式进行研究，对于不同的信号控制范围，由点及线，再到面逐层展开，交通信號控制的设计方法由简单到复杂层层递进。首先，干线协调控制基础理论进行简要的阐述。其次，在点控制和线控制基础理论的基础上，更深一层次的将多条干线协调控制的方案综合考虑，进行合理的组合，分析了干线协调控制组合的基础理论。其次，分析了采取组合前后的交通流在一定道路空间资源上的分布变化、对该措施的通过交通流、效率等方面进行科学合理的利弊分析。分别针对不同的路网条件和交通流条件进行作出干线协调控制的适应性分析。从而，得到进行干线协调控制组合的方法，将不同空间位置的交叉口进行区域组合，划分出适合干线协调控制组合的交通子区。
2交通信号控制基础理论
2.1干线协调控制基础理论
在城市道路上，将干道相关项较大的几个相邻交叉口按照一定的时空协调规则进行统一优化，使该条干道上的交通流能够行驶顺畅，减少停车次数，使总的行程时间最小。主要思路是，当车辆从第一个交叉口驶过后，以一个稳定的行驶速度到达第二个交叉口时，恰好显示该车流绿灯通行信号，接着到达第三个交叉口时也同样绿灯通行，一直到驶出协调的干道，保证每经过交叉口不遇红灯停车。该思路是一种理想的状态，在实际道路上，车辆行驶状态会受到道路、其他车辆及行人等因素的干扰，速度不会一直稳定，会存在实践与理论的差异。
2.2干线协调控制组合基础理论及其利弊
2.2.1干线协调控制组合基础理论
干线协调控制组合方法根据实际的交通流特性对多路干线协调控制的交叉口进行统一的周期划分，然后细化各股车流主线优化，统一协调，把多条交通流特性一致的干线给定不同的几个相位差、绿信比分别进行绿波控制，最后考虑单周期、多周期配合组合形成网化。
2.2.2干线协调控制组合利弊分析：
潜在的优点：
1.干线协调控制组合方法根据实际的交通流特性对多路干线协调控制的交叉口进行统一的周期划分，然后细化各股车流主线优化，统一协调，形成网化。既能保证绿波带宽度增加，连续绿波通行时间增长，又能使参加协调控制的交叉口数量尽量的多。
2.干线协调控制组合的方法更加灵活，考虑各个交叉口的实际情况，根据主要的交通流方向细分到关键交叉口和非关键交叉口，由线控制方案的多样性随机组合，通过优中选优的筛选方法，使组合方案效果最佳。
3.线协调控制组合的方法进行区域控制，是将交叉口数量由少到多、范围有效到大逐渐形成空间网络的优化。
隐患的缺点：
1.线协调控制组合的方法进行区域控制，是将交叉口数量由少到多、范围有效到大逐渐形成空间网络的优化。
2.区域内的多个交叉口协调控制受到土地利用布局的影响比较大，需要满足的条件比较多，对线性协调控制组合区域外的衔接问题需要考虑。
2.3干线协调控制组合特性分析
干线协调控制组合本身就是将若干条能够采取协调控制的干线通过各项参数的调整组合在一起，形成空间上的网络结构。，若要保证线控效果最优，需要对每条协调控制的干线自身均满足交叉口间距适应条件，另外相邻的各平行道路间距同样需要适应间距。道路宽度需要满足一定的要求，道路宽度较窄，车道数量不能保证每个方向分开，各方向车流合放时，对交叉口协调相位的车流干扰较大。也要根据道路等级的分布进行选择主控道路和协调道路。
干线协调控制设置的依据对交通流的到达特性具有一定的要求，需要对一些数据进行采集并分析。主要交通干线的关键车流明显，交通流分布呈现较强的相关性，主控道路需要具有交通流量大、相关性强等特点，协调道路同样具备干线协调控制的交通流特性。
3干线协调控制组合优化方法研究
3.1子区划分理论基础
交通子区划分的基本参数的选取跟单点信号控制和干线协调控制相似，分为交通流参数和交通控制基本参数。与单个交叉口的控制参数一样，控制子区也需要有周期时长和绿信比等基本交通控制参数。控制子区内有多个交叉口进行协调控制，控制多交叉口需要有用于保证连续性的绿灯时差，即相位差。相位差分为绝对相位差和相对相位差，在干线协调控制时两者均可确定合适的相位差，但是在面控制系统中，相对相位差可以简化计算，方便协调。控制子区需要考虑个交叉口的周期时长统一，调整各交叉口的绿信比，使得各条干线绿波带带宽较好，根据车辆运行速度确定合理的相位差，保证各个方向的车辆排队不至于过长，减少溢流现象的发生，减少各个交叉口的延误时间和停车次数。
3.2线控组合优化方法
首先，区域优选干线，作为主控道路。将区域协调控制的研究范围确定，，再充分考虑协调方向上的交通流条件与时间、空间资源的分配问题，确定相应的信号周期和相位差。
其次，主控道路下的关键节点确定。在区域控制范围内优选的主控道路上，将各个交叉口进行单点分析，根据流量流向分布和空间道路条件，确定适合进行干线协调的第二条相交道路。从而，主控道路上的这个相交的交点交叉口确定为关键交叉口。
再次，关键节点外延，确定协调道路。协调道路的干线协调控制方法要以主控道路为前提，包括基本的参数确定，如周期、相位差等。
然后，根据两条确定的干线，调整协调相位的时间，即使两条干线在协调控制时都具有足够充分的绿波带宽。在调整时，可能会对主控道路上协调相位的绿灯时间稍有影响，但需要保证组合好的整个系统协调效果。
最后，根据两条干线组成的干线协调控制组合系统，寻找更多的协调道路进行协调，使得各条干线协调控制优化成为网络结构，最终达到适合干线协调控制组合的合理区域，确定最优系统。
4结语
本文通过对交通信号控制理论的一些研究进行总结，提出干线协调控制组合优化方法，试图在一定范围内进行区域协调控制，将协调控制的多条干线组合到一起，作为一个统一的系统进行研究，旨在提高交通运行效率，减少城市交通拥堵。
参考文献
[1]赵文涛，钱晓杰，朱芸，宋驰，沈国江，浙江大学控制科学与工程学系，浙江，杭州.计算机与应用化学，第29卷，第10期，2012.
[2]刘智勇.智能交通控制理论及其应用.北京：科学出版社，2003.
[3]蔡自兴.智能控制原理与应用.北京：清华大学出版社，2007
[4]王炜，过秀成等. 交通工程学. 东南大学出版社， 2000：339～353
[关键词]干线协调；优化；协调控制
中图分类号：U491.54 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）39-0379-01
1概述干线协调控制研究内容
1.1研究内容
文章通过对交叉口信号控制的方式进行研究，对于不同的信号控制范围，由点及线，再到面逐层展开，交通信號控制的设计方法由简单到复杂层层递进。首先，干线协调控制基础理论进行简要的阐述。其次，在点控制和线控制基础理论的基础上，更深一层次的将多条干线协调控制的方案综合考虑，进行合理的组合，分析了干线协调控制组合的基础理论。其次，分析了采取组合前后的交通流在一定道路空间资源上的分布变化、对该措施的通过交通流、效率等方面进行科学合理的利弊分析。分别针对不同的路网条件和交通流条件进行作出干线协调控制的适应性分析。从而，得到进行干线协调控制组合的方法，将不同空间位置的交叉口进行区域组合，划分出适合干线协调控制组合的交通子区。
2交通信号控制基础理论
2.1干线协调控制基础理论
在城市道路上，将干道相关项较大的几个相邻交叉口按照一定的时空协调规则进行统一优化，使该条干道上的交通流能够行驶顺畅，减少停车次数，使总的行程时间最小。主要思路是，当车辆从第一个交叉口驶过后，以一个稳定的行驶速度到达第二个交叉口时，恰好显示该车流绿灯通行信号，接着到达第三个交叉口时也同样绿灯通行，一直到驶出协调的干道，保证每经过交叉口不遇红灯停车。该思路是一种理想的状态，在实际道路上，车辆行驶状态会受到道路、其他车辆及行人等因素的干扰，速度不会一直稳定，会存在实践与理论的差异。
2.2干线协调控制组合基础理论及其利弊
2.2.1干线协调控制组合基础理论
干线协调控制组合方法根据实际的交通流特性对多路干线协调控制的交叉口进行统一的周期划分，然后细化各股车流主线优化，统一协调，把多条交通流特性一致的干线给定不同的几个相位差、绿信比分别进行绿波控制，最后考虑单周期、多周期配合组合形成网化。
2.2.2干线协调控制组合利弊分析：
潜在的优点：
1.干线协调控制组合方法根据实际的交通流特性对多路干线协调控制的交叉口进行统一的周期划分，然后细化各股车流主线优化，统一协调，形成网化。既能保证绿波带宽度增加，连续绿波通行时间增长，又能使参加协调控制的交叉口数量尽量的多。
2.干线协调控制组合的方法更加灵活，考虑各个交叉口的实际情况，根据主要的交通流方向细分到关键交叉口和非关键交叉口，由线控制方案的多样性随机组合，通过优中选优的筛选方法，使组合方案效果最佳。
3.线协调控制组合的方法进行区域控制，是将交叉口数量由少到多、范围有效到大逐渐形成空间网络的优化。
隐患的缺点：
1.线协调控制组合的方法进行区域控制，是将交叉口数量由少到多、范围有效到大逐渐形成空间网络的优化。
2.区域内的多个交叉口协调控制受到土地利用布局的影响比较大，需要满足的条件比较多，对线性协调控制组合区域外的衔接问题需要考虑。
2.3干线协调控制组合特性分析
干线协调控制组合本身就是将若干条能够采取协调控制的干线通过各项参数的调整组合在一起，形成空间上的网络结构。，若要保证线控效果最优，需要对每条协调控制的干线自身均满足交叉口间距适应条件，另外相邻的各平行道路间距同样需要适应间距。道路宽度需要满足一定的要求，道路宽度较窄，车道数量不能保证每个方向分开，各方向车流合放时，对交叉口协调相位的车流干扰较大。也要根据道路等级的分布进行选择主控道路和协调道路。
干线协调控制设置的依据对交通流的到达特性具有一定的要求，需要对一些数据进行采集并分析。主要交通干线的关键车流明显，交通流分布呈现较强的相关性，主控道路需要具有交通流量大、相关性强等特点，协调道路同样具备干线协调控制的交通流特性。
3干线协调控制组合优化方法研究
3.1子区划分理论基础
交通子区划分的基本参数的选取跟单点信号控制和干线协调控制相似，分为交通流参数和交通控制基本参数。与单个交叉口的控制参数一样，控制子区也需要有周期时长和绿信比等基本交通控制参数。控制子区内有多个交叉口进行协调控制，控制多交叉口需要有用于保证连续性的绿灯时差，即相位差。相位差分为绝对相位差和相对相位差，在干线协调控制时两者均可确定合适的相位差，但是在面控制系统中，相对相位差可以简化计算，方便协调。控制子区需要考虑个交叉口的周期时长统一，调整各交叉口的绿信比，使得各条干线绿波带带宽较好，根据车辆运行速度确定合理的相位差，保证各个方向的车辆排队不至于过长，减少溢流现象的发生，减少各个交叉口的延误时间和停车次数。
3.2线控组合优化方法
首先，区域优选干线，作为主控道路。将区域协调控制的研究范围确定，，再充分考虑协调方向上的交通流条件与时间、空间资源的分配问题，确定相应的信号周期和相位差。
其次，主控道路下的关键节点确定。在区域控制范围内优选的主控道路上，将各个交叉口进行单点分析，根据流量流向分布和空间道路条件，确定适合进行干线协调的第二条相交道路。从而，主控道路上的这个相交的交点交叉口确定为关键交叉口。
再次，关键节点外延，确定协调道路。协调道路的干线协调控制方法要以主控道路为前提，包括基本的参数确定，如周期、相位差等。
然后，根据两条确定的干线，调整协调相位的时间，即使两条干线在协调控制时都具有足够充分的绿波带宽。在调整时，可能会对主控道路上协调相位的绿灯时间稍有影响，但需要保证组合好的整个系统协调效果。
最后，根据两条干线组成的干线协调控制组合系统，寻找更多的协调道路进行协调，使得各条干线协调控制优化成为网络结构，最终达到适合干线协调控制组合的合理区域，确定最优系统。
4结语
本文通过对交通信号控制理论的一些研究进行总结，提出干线协调控制组合优化方法，试图在一定范围内进行区域协调控制，将协调控制的多条干线组合到一起，作为一个统一的系统进行研究，旨在提高交通运行效率，减少城市交通拥堵。
参考文献
[1]赵文涛，钱晓杰，朱芸，宋驰，沈国江，浙江大学控制科学与工程学系，浙江，杭州.计算机与应用化学，第29卷，第10期，2012.
[2]刘智勇.智能交通控制理论及其应用.北京：科学出版社，2003.
[3]蔡自兴.智能控制原理与应用.北京：清华大学出版社，2007
[4]王炜，过秀成等. 交通工程学. 东南大学出版社， 2000：339～353