自動(dòng)控制信號(hào)交叉車(chē)站信號(hào)自動(dòng)控制系統(tǒng)

隨著鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展需要和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，保證行車(chē)安全的措施逐步從管理措施向技術(shù)措施過(guò)渡，直至發(fā)展成今天的自動(dòng)控制系統(tǒng)。6502電氣集中聯(lián)鎖設(shè)備作為實(shí)現(xiàn)控制車(chē)站范圍內(nèi)的道岔、進(jìn)路和信號(hào)機(jī)，并實(shí)現(xiàn)它們之間的聯(lián)鎖，有著保證行車(chē)安全、縮短列車(chē)停站時(shí)間、提高鐵路運(yùn)輸效率、改善行車(chē)人員的作業(yè)條件、提高車(chē)站通過(guò)能力等等優(yōu)點(diǎn)，是一種高效、安全、經(jīng)濟(jì)的車(chē)站聯(lián)鎖設(shè)備。鑒于目前，我國(guó)80%左右的車(chē)站信號(hào)自動(dòng)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(chē)站信號(hào)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，還將繼續(xù)使用。即使今后推廣微機(jī)聯(lián)鎖控制技術(shù)也仍將會(huì)持續(xù)發(fā)展電氣集中 。

自動(dòng)交通信號(hào)(automatic traffic signal)是指用機(jī)械、電子和計(jì)算機(jī)等設(shè)備控制變換的交通信號(hào)。形式有單點(diǎn)控制、兩個(gè)或幾個(gè)路口的聯(lián)動(dòng)控制、線控制和面控制 。

1.為了保證列車(chē)運(yùn)行的安全，對(duì)由區(qū)間線路駛向車(chē)站內(nèi)方的接車(chē)進(jìn)路進(jìn)行防護(hù)，在每個(gè)方向的進(jìn)站口道岔外方，列車(chē)運(yùn)行前進(jìn)方向線路的左側(cè)，均應(yīng)設(shè)置進(jìn)站信號(hào)機(jī)。

2.為了禁止或準(zhǔn)許列車(chē)由車(chē)站開(kāi)往區(qū)間，車(chē)站內(nèi)有發(fā)車(chē)作業(yè)的到發(fā)線股道上，均應(yīng)裝設(shè)出站信號(hào)機(jī)。

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

結(jié)合調(diào)車(chē)信號(hào)機(jī)在調(diào)車(chē)作業(yè)中的作用，說(shuō)明如何布置調(diào)車(chē)信號(hào)機(jī)：

1.在咽喉區(qū)，道岔岔尖前應(yīng)設(shè)置調(diào)車(chē)信號(hào)機(jī)，以便滿足調(diào)車(chē)折返作業(yè)的需要。

2.為了提高調(diào)車(chē)作業(yè)的效率，應(yīng)設(shè)起阻擋作用的調(diào)車(chē)信號(hào)機(jī)。當(dāng)D5信號(hào)機(jī)關(guān)閉時(shí)，就可以保證利用開(kāi)放的D7信號(hào)機(jī)進(jìn)行II、4股道間的轉(zhuǎn)線作業(yè)時(shí)不影響排列XF或D1至3G或IG的進(jìn)路。

實(shí)際上，一架調(diào)車(chē)信號(hào)機(jī)并非僅起一種作用，設(shè)于咽喉區(qū)的調(diào)車(chē)信號(hào)機(jī)對(duì)于某一調(diào)車(chē)作業(yè)來(lái)說(shuō)可能是作為折返信號(hào)機(jī)使用；對(duì)另一調(diào)車(chē)作業(yè)來(lái)說(shuō)，就可能作為阻擋信號(hào)機(jī)使用。信號(hào)機(jī)、道岔和線路的編號(hào)、信號(hào)機(jī)的編號(hào)站內(nèi)各種信號(hào)機(jī)名稱(chēng)是以漢語(yǔ)拼音字母表示的。

進(jìn)站信號(hào)機(jī)按運(yùn)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(gè)方向進(jìn)站信號(hào)機(jī)并排時(shí)，在字母“S”或“X”的右下角標(biāo)以信號(hào)機(jī)所屬區(qū)間線路名稱(chēng)漢語(yǔ)的第一個(gè)字母。

出站信號(hào)機(jī)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(hào)機(jī)所屬的股道的號(hào)碼。如S3和X4 就分別表示上行3股道出站信號(hào)機(jī)和下行4股道出站信號(hào)機(jī)。

調(diào)車(chē)信號(hào)機(jī)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(hào)和單號(hào)，并由上、下行列車(chē)到達(dá)方向順序編號(hào)。2100433B

本書(shū)主要介紹了智慧城市下道路單交叉口和交叉口群的信號(hào)控制方法。第一章作為緒論簡(jiǎn)單介紹了智慧城市及交叉口群信號(hào)控制的概況；第二-四章研究了單交叉口信號(hào)的智能控制方法；第五~七章針對(duì)干道研究了各種路況下的信號(hào)優(yōu)化及自適應(yīng)控制方法；第八一-十四章討論了基于各種性能指標(biāo)需求的干道及交叉口群區(qū)域劃分問(wèn)題、信號(hào)優(yōu)化問(wèn)題、協(xié)調(diào)控制問(wèn)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(biāo)評(píng)價(jià)的交叉口信號(hào)分類(lèi)控制方法。

主要為《區(qū)間信號(hào)自動(dòng)控制》課程開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)。主要設(shè)備有ZPW—2000A無(wú)絕緣移頻自動(dòng)閉塞設(shè)備4套；UM71無(wú)絕緣移頻自動(dòng)閉塞設(shè)備4套；JT1.ZZ-B型主體化機(jī)車(chē)信號(hào)設(shè)備1套；列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備1套；計(jì)算機(jī)模擬仿真系統(tǒng)1套；區(qū)間移頻架2架；移頻網(wǎng)絡(luò)接口柜1面；室外設(shè)備有無(wú)絕緣軌道電路調(diào)諧單元2個(gè)，空芯線圈2個(gè)，匹配變壓器2個(gè)，補(bǔ)償電容1個(gè)，鋼軌2米。面向本科生開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)有：ZPW—2000自動(dòng)閉塞實(shí)驗(yàn)；主體化機(jī)車(chē)信號(hào)實(shí)驗(yàn)；UM71自動(dòng)閉塞實(shí)驗(yàn)；列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。

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(guó)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(hào)配時(shí)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(jí)模糊控制

2.3 基于兩級(jí)模糊控制的單交叉口信號(hào)控制

2.3.1模糊控制器設(shè)計(jì)

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(hào)模糊控制

2.4.1模糊控制器設(shè)計(jì)

2.4.2模糊控制器仿真

第3章 基于蟻群算法的單點(diǎn)公交優(yōu)先信號(hào)控制

3.1 信號(hào)配時(shí)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(hào)配時(shí)優(yōu)化

3.2.1基本參數(shù)選取

3.2.2公交優(yōu)先信號(hào)配時(shí)多目標(biāo)優(yōu)化模型的建立

3.2.3公交優(yōu)先信號(hào)配時(shí)多目標(biāo)優(yōu)化模型的仿真

第4章 同時(shí)考慮行人效益和車(chē)輛效益的單點(diǎn)信號(hào)控制

4.1 行人交通

4.1.1行人交通設(shè)施

4.1.2行人過(guò)街心理特征及影響因素

4.2 同時(shí)考慮行人效益和車(chē)輛效益的多目標(biāo)優(yōu)化模型

4.2.1多目標(biāo)的參數(shù)選取

4.2.2信號(hào)配時(shí)多目標(biāo)優(yōu)化模型的建立

4.2.3信號(hào)配時(shí)多目標(biāo)優(yōu)化模型的求解

4.3 同時(shí)考慮行人效益和車(chē)輛效益的多目標(biāo)優(yōu)化模型仿真

第5章 基于效率指標(biāo)的干道交叉口信號(hào)尋優(yōu)

5.1 引言

5.2 改進(jìn)的干道信號(hào)優(yōu)化的效率指標(biāo)

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(biāo)的獲取

5.3 基于爬山法的交叉口信號(hào)尋優(yōu)

5.3.1爬山法尋優(yōu)

5.3.2信號(hào)尋優(yōu)仿真

第6章 基于Petri網(wǎng)的干道交叉口信號(hào)自適應(yīng)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(yīng)控制

6.3.1控制器設(shè)計(jì)

6.3.2仿真分析

第7章 路網(wǎng)中限制溢流的信號(hào)自適應(yīng)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(yīng)控制

7.3.1控制設(shè)計(jì)

7.3.2仿真分析

第8章 基于滯留排隊(duì)的過(guò)飽和狀態(tài)評(píng)估方法設(shè)計(jì)

8.1 引言

8.2 過(guò)飽和狀態(tài)下的交通現(xiàn)象

8.2.1延誤時(shí)間增多

8.2.2滯留排隊(duì)的形成

8.2.3綠燈時(shí)間利用率的提升

8.3 基于滯留排隊(duì)的過(guò)飽和狀態(tài)評(píng)估

8.3.1滯留排隊(duì)模型的構(gòu)建

8.3.2結(jié)合嚴(yán)重性指標(biāo)的過(guò)飽和程度評(píng)估

8.4 基于滯留排隊(duì)的過(guò)飽和狀態(tài)評(píng)估方法仿真

第9章 基于多目標(biāo)優(yōu)化的單交叉口信號(hào)控制

9.1 引言

9.2 過(guò)飽和狀態(tài)下單交叉口的多目標(biāo)控制模型

9.2.1單交叉口物理模型

9.2.2效率評(píng)價(jià)指標(biāo)函數(shù)

9.2.3綜合多目標(biāo)控制模型

9.3 多目標(biāo)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(jìn)

9.4基于多目標(biāo)優(yōu)化的單交叉口信號(hào)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(duì)比仿真

9.4.3 三種信號(hào)控制策略下過(guò)飽和單交叉口的信號(hào)配時(shí)效果對(duì)比

第10章 基于自適應(yīng)調(diào)參法的雙向干道信號(hào)控制

10.1 引言

10.2 過(guò)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?；具^(guò)程

10.2.3控制目標(biāo)方程

10.3基于自適應(yīng)調(diào)參法的信號(hào)控制

10.3.1自適應(yīng)調(diào)參法的設(shè)計(jì)

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(yīng)調(diào)參法的雙向干道信號(hào)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(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)比

10.4.2仿真驗(yàn)證所提結(jié)合自適應(yīng)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(hào)控制

11.1 引言

11.2 過(guò)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(jìn)路徑關(guān)聯(lián)度模型

11.2.3基于聚類(lèi)分析的交叉口群子區(qū)劃分過(guò)程

11.3基于NSGA-Ⅱ算法的交叉口群信號(hào)控制

11.3.1 NSGA-Ⅱ算法

11.3.2 NSGA-Ⅱ的設(shè)計(jì)過(guò)程

11.4考慮區(qū)域劃分的交叉口群信號(hào)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(duì)比

11.4.2基于固定配時(shí)和NSGA-Ⅱ信號(hào)控制方法下的交叉口群的配時(shí)效果對(duì)比

第12章 基于非線性綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的交叉口信號(hào)分類(lèi)控制

12.1 引言

12.2 交叉口的單指標(biāo)評(píng)價(jià)

12.2.1突發(fā)事件下的交叉口

12.2.2交叉口的交通評(píng)價(jià)指標(biāo)

12.3交叉口的多指標(biāo)評(píng)價(jià)

12.3.1多指標(biāo)線性綜合法

12.3.2多指標(biāo)非線性綜合法

12.3.3多指標(biāo)線性綜合與非線性綜合對(duì)比

12.4基于非線性綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)的交叉口分類(lèi)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(biāo)

12.4.3粒子群算法求解目標(biāo)函數(shù)

12.5基于非線性綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)的交叉口分類(lèi)控制仿真

12.5.1單指標(biāo)與多指標(biāo)對(duì)比

12.5.2兩種多指標(biāo)綜合方法對(duì)比

12.5.3可控交叉口的信號(hào)優(yōu)化

第13章 基于交通需求和關(guān)聯(lián)度計(jì)算的交叉口群劃分

13.1 引言

13.2 交叉口交通需求計(jì)算

13.2.1排隊(duì)最遠(yuǎn)點(diǎn)模型

13.2.2改進(jìn)的排隊(duì)最遠(yuǎn)點(diǎn)模型

13.2.3交通需求的量化

13.3相鄰交叉口關(guān)聯(lián)度計(jì)算

13.4關(guān)聯(lián)交叉口群的劃分

13.4.1相關(guān)參數(shù)計(jì)算

13.4.2基于層次聚類(lèi)的關(guān)聯(lián)交叉口群劃分

13.5基于交通需求和關(guān)聯(lián)度計(jì)算的交叉口群劃分仿真

13.5.1驗(yàn)證排隊(duì)最遠(yuǎn)點(diǎn)模型

13.5.2算例說(shuō)明交叉口群聚類(lèi)劃分和關(guān)鍵協(xié)調(diào)路徑確定

13.5.3關(guān)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(guān)鍵路徑相位差優(yōu)化

14.2.1折線型關(guān)鍵協(xié)調(diào)路徑的延誤模型

14.2.2非關(guān)鍵路徑的協(xié)調(diào)控制

14.3基于飽和度均衡的關(guān)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(hào)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