自動控制信號交叉

隨著鐵路運輸?shù)陌l(fā)展需要和科學技術的進步，保證行車安全的措施逐步從管理措施向技術措施過渡，直至發(fā)展成今天的自動控制系統(tǒng)。6502電氣集中聯(lián)鎖設備作為實現(xiàn)控制車站范圍內(nèi)的道岔、進路和信號機，并實現(xiàn)它們之間的聯(lián)鎖，有著保證行車安全、縮短列車停站時間、提高鐵路運輸效率、改善行車人員的作業(yè)條件、提高車站通過能力等等優(yōu)點，是一種高效、安全、經(jīng)濟的車站聯(lián)鎖設備。鑒于目前，我國80%左右的車站信號自動控制系統(tǒng)仍然采用的是6502電氣集中控制系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)以它的安全、可靠在鐵路車站信號自動控制系統(tǒng)中，還將繼續(xù)使用。即使今后推廣微機聯(lián)鎖控制技術也仍將會持續(xù)發(fā)展電氣集中 。

1.為了保證列車運行的安全，對由區(qū)間線路駛向車站內(nèi)方的接車進路進行防護，在每個方向的進站口道岔外方，列車運行前進方向線路的左側(cè)，均應設置進站信號機。

2.為了禁止或準許列車由車站開往區(qū)間，車站內(nèi)有發(fā)車作業(yè)的到發(fā)線股道上，均應裝設出站信號機。

調(diào)車信號機的布置調(diào)車信號機的布置一般比較靈活，原則上是最大限度的滿足調(diào)車作業(yè)的需要，提高工作效率，盡量縮短機車車輛的走行距離和極大限度的進行平行作業(yè)。調(diào)車信號機是根據(jù)調(diào)車作業(yè)的具體情況進行布置的。

結(jié)合調(diào)車信號機在調(diào)車作業(yè)中的作用，說明如何布置調(diào)車信號機：

1.在咽喉區(qū)，道岔岔尖前應設置調(diào)車信號機，以便滿足調(diào)車折返作業(yè)的需要。

2.為了提高調(diào)車作業(yè)的效率，應設起阻擋作用的調(diào)車信號機。當D5信號機關閉時，就可以保證利用開放的D7信號機進行II、4股道間的轉(zhuǎn)線作業(yè)時不影響排列XF或D1至3G或IG的進路。

實際上，一架調(diào)車信號機并非僅起一種作用，設于咽喉區(qū)的調(diào)車信號機對于某一調(diào)車作業(yè)來說可能是作為折返信號機使用；對另一調(diào)車作業(yè)來說，就可能作為阻擋信號機使用。信號機、道岔和線路的編號、信號機的編號站內(nèi)各種信號機名稱是以漢語拼音字母表示的。

進站信號機按運行方向上行用字母“S”，下行用字母“X”表示，如果同一咽喉有數(shù)個方向進站信號機并排時，在字母“S”或“X”的右下角標以信號機所屬區(qū)間線路名稱漢語的第一個字母。

出站信號機上行用字母“S”，下行用字母“X”表示，并在字母S或X的右下角注明該信號機所屬的股道的號碼。如S3和X4 就分別表示上行3股道出站信號機和下行4股道出站信號機。

調(diào)車信號機用“D”表示，并在右下角注以數(shù)字，上、下行咽喉區(qū)分別編為雙號和單號，并由上、下行列車到達方向順序編號。2100433B

自動交通信號(automatic traffic signal)是指用機械、電子和計算機等設備控制變換的交通信號。形式有單點控制、兩個或幾個路口的聯(lián)動控制、線控制和面控制 。

本書主要介紹了智慧城市下道路單交叉口和交叉口群的信號控制方法。第一章作為緒論簡單介紹了智慧城市及交叉口群信號控制的概況；第二-四章研究了單交叉口信號的智能控制方法；第五~七章針對干道研究了各種路況下的信號優(yōu)化及自適應控制方法；第八一-十四章討論了基于各種性能指標需求的干道及交叉口群區(qū)域劃分問題、信號優(yōu)化問題、協(xié)調(diào)控制問題；其中第十二章介紹了突發(fā)事件下基于非線性綜合指標評價的交叉口信號分類控制方法。

主要為《區(qū)間信號自動控制》課程開設實驗。主要設備有ZPW—2000A無絕緣移頻自動閉塞設備4套；UM71無絕緣移頻自動閉塞設備4套；JT1.ZZ-B型主體化機車信號設備1套；列車運行監(jiān)控系統(tǒng)設備1套；計算機模擬仿真系統(tǒng)1套；區(qū)間移頻架2架；移頻網(wǎng)絡接口柜1面；室外設備有無絕緣軌道電路調(diào)諧單元2個，空芯線圈2個，匹配變壓器2個，補償電容1個，鋼軌2米。面向本科生開設的實驗有：ZPW—2000自動閉塞實驗；主體化機車信號實驗；UM71自動閉塞實驗；列車運行監(jiān)控系統(tǒng)實驗。

目 錄

第1章 緒論

1.1 智慧城市下道路交叉口群的研究背景

1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.3 最新研究成果

第2章 基于模糊控制的單交叉口信號配時控制

2.1 引言

2.2 單交叉口的模糊控制

2.2.1模糊控制理論概述

2.2.2 單交叉口的兩級模糊控制

2.3 基于兩級模糊控制的單交叉口信號控制

2.3.1模糊控制器設計

2.3.2模糊控制器研究

2.4 具有公交優(yōu)先的單交叉口信號模糊控制

2.4.1模糊控制器設計

2.4.2模糊控制器仿真

第3章 基于蟻群算法的單點公交優(yōu)先信號控制

3.1 信號配時參數(shù)優(yōu)化算法

3.1.1 Webster算法

3.1.2蟻群算法

3.2 基于蟻群算法的單交叉口公交優(yōu)先信號配時優(yōu)化

3.2.1基本參數(shù)選取

3.2.2公交優(yōu)先信號配時多目標優(yōu)化模型的建立

3.2.3公交優(yōu)先信號配時多目標優(yōu)化模型的仿真

第4章 同時考慮行人效益和車輛效益的單點信號控制

4.1 行人交通

4.1.1行人交通設施

4.1.2行人過街心理特征及影響因素

4.2 同時考慮行人效益和車輛效益的多目標優(yōu)化模型

4.2.1多目標的參數(shù)選取

4.2.2信號配時多目標優(yōu)化模型的建立

4.2.3信號配時多目標優(yōu)化模型的求解

4.3 同時考慮行人效益和車輛效益的多目標優(yōu)化模型仿真

第5章 基于效率指標的干道交叉口信號尋優(yōu)

5.1 引言

5.2 改進的干道信號優(yōu)化的效率指標

5.2.1干道交叉口的延誤模型的建立

5.2.2干道交叉口綜合效率指標的獲取

5.3 基于爬山法的交叉口信號尋優(yōu)

5.3.1爬山法尋優(yōu)

5.3.2信號尋優(yōu)仿真

第6章 基于Petri網(wǎng)的干道交叉口信號自適應控制

6.1 引言

6.2 干道交叉口Petri網(wǎng)建模

6.2.1帶有token變遷和監(jiān)督弧的Petri網(wǎng)

6.2.2干道交叉口Petri網(wǎng)模型

6.3 基于Petri網(wǎng)的模型參考自適應控制

6.3.1控制器設計

6.3.2仿真分析

第7章 路網(wǎng)中限制溢流的信號自適應控制

7.1 引言

7.2 基于面向?qū)ο驪etri網(wǎng)的區(qū)域交叉口建模

7.3 防止溢流的區(qū)域交叉口自適應控制

7.3.1控制設計

7.3.2仿真分析

第8章 基于滯留排隊的過飽和狀態(tài)評估方法設計

8.1 引言

8.2 過飽和狀態(tài)下的交通現(xiàn)象

8.2.1延誤時間增多

8.2.2滯留排隊的形成

8.2.3綠燈時間利用率的提升

8.3 基于滯留排隊的過飽和狀態(tài)評估

8.3.1滯留排隊模型的構(gòu)建

8.3.2結(jié)合嚴重性指標的過飽和程度評估

8.4 基于滯留排隊的過飽和狀態(tài)評估方法仿真

第9章 基于多目標優(yōu)化的單交叉口信號控制

9.1 引言

9.2 過飽和狀態(tài)下單交叉口的多目標控制模型

9.2.1單交叉口物理模型

9.2.2效率評價指標函數(shù)

9.2.3綜合多目標控制模型

9.3 多目標控制模型優(yōu)化求解

9.3.1遺傳算法

9.3.2 遺傳算法的改進

9.4基于多目標優(yōu)化的單交叉口信號控制仿真

9.4.1仿真確定MGA中選擇操作的參數(shù)值

9.4.2 MGA和GA尋優(yōu)能力的對比仿真

9.4.3 三種信號控制策略下過飽和單交叉口的信號配時效果對比

第10章 基于自適應調(diào)參法的雙向干道信號控制

10.1 引言

10.2 過飽和狀態(tài)的雙向干道協(xié)調(diào)控制模型

10.2.1城市干道物理模型

10.2.2建模基本過程

10.2.3控制目標方程

10.3基于自適應調(diào)參法的信號控制

10.3.1自適應調(diào)參法的設計

10.3.2 參數(shù)約束

10.3.3 相位相序優(yōu)化

10.4基于自適應調(diào)參法的雙向干道信號控制仿真

10.4.1 三種不同干道協(xié)調(diào)控制模型下的效率評價指標對比

10.4.2仿真驗證所提結(jié)合自適應調(diào)參的控制方法的有效性

第11章 考慮區(qū)域劃分的交叉口群信號控制

11.1 引言

11.2 過飽和狀態(tài)下交叉口群的子區(qū)劃分

11.2.1城市交叉口群物理模型

11.2.2改進路徑關聯(lián)度模型

11.2.3基于聚類分析的交叉口群子區(qū)劃分過程

11.3基于NSGA-Ⅱ算法的交叉口群信號控制

11.3.1 NSGA-Ⅱ算法

11.3.2 NSGA-Ⅱ的設計過程

11.4考慮區(qū)域劃分的交叉口群信號控制仿真

11.4.1三種子區(qū)劃分結(jié)果下的交叉口群控制效果對比

11.4.2基于固定配時和NSGA-Ⅱ信號控制方法下的交叉口群的配時效果對比

第12章 基于非線性綜合評價指標的交叉口信號分類控制

12.1 引言

12.2 交叉口的單指標評價

12.2.1突發(fā)事件下的交叉口

12.2.2交叉口的交通評價指標

12.3交叉口的多指標評價

12.3.1多指標線性綜合法

12.3.2多指標非線性綜合法

12.3.3多指標線性綜合與非線性綜合對比

12.4基于非線性綜合指標評價的交叉口分類控制

12.4.1交叉口的可控性分析

12.4.2可控交叉口的控制目標

12.4.3粒子群算法求解目標函數(shù)

12.5基于非線性綜合指標評價的交叉口分類控制仿真

12.5.1單指標與多指標對比

12.5.2兩種多指標綜合方法對比

12.5.3可控交叉口的信號優(yōu)化

第13章 基于交通需求和關聯(lián)度計算的交叉口群劃分

13.1 引言

13.2 交叉口交通需求計算

13.2.1排隊最遠點模型

13.2.2改進的排隊最遠點模型

13.2.3交通需求的量化

13.3相鄰交叉口關聯(lián)度計算

13.4關聯(lián)交叉口群的劃分

13.4.1相關參數(shù)計算

13.4.2基于層次聚類的關聯(lián)交叉口群劃分

13.5基于交通需求和關聯(lián)度計算的交叉口群劃分仿真

13.5.1驗證排隊最遠點模型

13.5.2算例說明交叉口群聚類劃分和關鍵協(xié)調(diào)路徑確定

13.5.3關鍵路徑協(xié)調(diào)

第14章 基于延誤最小和飽和度均衡的折線型路徑協(xié)調(diào)控制

14.1 引言

14.2 基于延誤最小的關鍵路徑相位差優(yōu)化

14.2.1折線型關鍵協(xié)調(diào)路徑的延誤模型

14.2.2非關鍵路徑的協(xié)調(diào)控制

14.3基于飽和度均衡的關鍵路徑綠信比優(yōu)化

14.3.1基于飽和度均衡的交叉口信號優(yōu)化模型

14.3.2 fmincon函數(shù)求解模型

14.4基于延誤最小和飽和度均衡的折線型路徑協(xié)調(diào)控制仿真

14.4.1 基于延誤最小的多交叉口相位差優(yōu)化

14.4.2 基于飽和度均衡的多交叉口綠信比優(yōu)化2100433B