三种常见的信号控制系统简介

优控黑板报 第190期

【关键词】SCOOT、SCATS、SMOOTH

各位真爱粉们，记得黑板报君曾经科普过SCATS系统吗？本期，除了SCATS系统，黑板报君还整理了另外两个控制系统的资料，一起来跟着黑板报君涨知识吧！

主流交通控制系统对比总览

表1 三种控制系统总览表

交通控制系统简介

一、SCOOT系统

1、简介

SCOOT是由英国运输研究所在TRANSYT基础上研制的自适应控制系统，该系统于1975年研制成功，经历了二十多年的发展，全世界共有超过170个城市正运行着该系统。

2、基本原理

SCOOT系统根据检测器得到的实时数据计算交通量、占用时间、占有率及拥挤程度。同时，它结合检测数据和预先存储的交通参数对各路口进行车队预测，由此利用交通环境对子区和路网的信号配时进行优化。

3、系统结构

SCOOT系统是一种两级结构，上一级为中央计算机，下一级为路口信号机。配时方案在中央计算机上完成；信号控制、数据采集、处理及通信在信号机上完成。其结构如图1所示：

图1 SCOOT系统结构

4、特点

1）通过车辆检测器获得交通量数据，建立交通模型，绿信比、相位差和周期的优化均通过模型进行；

2）为了避免信号参数突变对交通流产生的不利影响，对配时参数的优化是采用连续微量调整的方式，但有可能不足以及时响应每个周期的交通需求；

3）具有公交车辆和紧急车辆优先功能。通过带有车型识别能力的检测器或自动车辆定位（AVL）系统检测公交车辆和紧急车辆，给出优选通行权；

4）新增交通信息数据库ASTRID模块和综合事故检测INGRID模块，能够对交通数据进行滤波、分析，并将处理好的数据用于参数的优化；还能够实时检测事故，为交通管理部门提供服务。

二、SCATS系统

1、简介

悉尼自适应交通控制系统，简称SCATS系统，由澳大利亚新南威尔士州道路交通局（RTA）研究开发，是目前世界上少有的几个先进的城市信号交通控制系统之一。SCATS系统在某些方面优于英国SCOOT系统，系统所提供的功能可以实现对交通的复杂控制，满足人们对交通的各种控制方案的要求。

2、基本原理

SCATS采用地区级联机控制、中央级联机与脱机同时进行的控制模式，以类饱和度综合流量最大为系统目标，无实时交通模型，控制参数为绿信比、相位差和周期。

SCATS采用了分层递阶的控制结构，其控制中心备有一台监控计算机和一台管理计算机，二者通过串行数据通讯线路相连。地区级的计算机自动把各种数据送到管理计算机。监控计算机连续地监视所有路口的信号运行和检测器的工作状况。

地区主控制器用于分析路口控制器送来的车流数据，确定控制策略，并对本区域各路口进行实时控制，同时把收集到的所有数据送到控制中心作为运行记录并用于脱机分析。

路口控制器主要是采集分析检测器提供的交通数据，并传送到地区主控制器，同时接受地区主控制器的指令，控制本路口信号。

3、系统结构

SCATS系统的控制结构是三级协调分布式控制结构：即指挥中心为中央控制级、确定协调控制级（多个区域）和路口控制机级。

图2 SCATS系统架构

4、特点

（1）配时参数优化方法是一种实时方案选择控制系统，信号周期和绿信比的实时选择是以子系统的整体需要为出发点，即根据子系统内的关键交叉口的需要确定共用周期时长。交叉口的相应绿灯时间，按照各相位饱和度相等或接近的原则，确定每一相位绿灯占信号周期的百分比，随着信号周期的调整，各相位绿灯时间也随之变化；

（2）检测器安装在停车线上，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，因此系统根据类饱和度和综合流量从既定方案中选择信号控制参数，本质上是一种实时方案选择系统；

（3）周期、绿信比和相位差的优化是预先确定的多个方案中，根据实测的类饱和度值进行选择；

（4）系统可根据交通需求改变相序或跳过下一个相位，因而能及时响应每一个周期的交通需求。

三、SMOOTH系统

1、简介

SMOOTH系统，是在国外著名的交通信号控制系统（日本KATNET系统、英国SCOOT系统、澳大利亚SCATS系统等）和国内大中城市交通需求的现状及发展趋势基础上，并结合本地道路交通状况实际而开发出来的，目前日趋成熟和完善。

2、基本原理

SMOOTH系统采用了成熟的分布式控制模式，系统的控制策略、控制功能 由“中央控制管理系统-信号控制机-车辆检测器”分布实施、协同处理完成。

SMOOTH系统的单路口的控制模式在全感应、半感应、行人感应及多段定时控制的基础上，实现了基于交通状态识别下的多目标决策控制策略的动态优化功能；中央系统建立相位差协调控制的子区，和子区间的连接，以子区内及子区间连线上双向绿波或侧重单向绿波通过带宽度最大为目标。

3、系统架构

SMOOTH系统采用了先进的三层体系结构，由“数据库主机群—应用服务器群—客户机”组成。

数据库主机群实现对设备注册与运行记录数据、交通流统计数据、控制数据的海量存储与备份；应用服务器群实现任务与安全管理、控制单元管理、协调控制参数决策、通信链路管理、通信协议解析、客户端访问支持等系统基本任务，以及与其它子系统之间的数据共享、事件互动等ITS规划下的其它任务；客户机实现数据采集、参数输出及交通工程师对系统的管理和干预功能。

温

故

知

新

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