自动控制信号交叉车站信号自动控制系统

随着铁路运输的发展需要和科学技术的进步，保证行车安全的措施逐步从管理措施向技术措施过渡，直至发展成今天的自动控制系统。6502电气集中联锁设备作为实现控制车站范围内的道岔、进路和信号机，并实现它们之间的联锁，有着保证行车安全、缩短列车停站时间、提高铁路运输效率、改善行车人员的作业条件、提高车站通过能力等等优点，是一种高效、安全、经济的车站联锁设备。鉴于目前，我国80%左右的车站信号自动控制系统仍然采用的是6502电气集中控制系统，并且该系统以它的安全、可靠在铁路车站信号自动控制系统中，还将继续使用。即使今后推广微机联锁控制技术也仍将会持续发展电气集中 。

自动交通信号(automatic traffic signal)是指用机械、电子和计算机等设备控制变换的交通信号。形式有单点控制、两个或几个路口的联动控制、线控制和面控制 。

1.为了保证列车运行的安全，对由区间线路驶向车站内方的接车进路进行防护，在每个方向的进站口道岔外方，列车运行前进方向线路的左侧，均应设置进站信号机。

2.为了禁止或准许列车由车站开往区间，车站内有发车作业的到发线股道上，均应装设出站信号机。

调车信号机的布置调车信号机的布置一般比较灵活，原则上是最大限度的满足调车作业的需要，提高工作效率，尽量缩短机车车辆的走行距离和极大限度的进行平行作业。调车信号机是根据调车作业的具体情况进行布置的。

结合调车信号机在调车作业中的作用，说明如何布置调车信号机：

1.在咽喉区，道岔岔尖前应设置调车信号机，以便满足调车折返作业的需要。

2.为了提高调车作业的效率，应设起阻挡作用的调车信号机。当D5信号机关闭时，就可以保证利用开放的D7信号机进行II、4股道间的转线作业时不影响排列XF或D1至3G或IG的进路。

实际上，一架调车信号机并非仅起一种作用，设于咽喉区的调车信号机对于某一调车作业来说可能是作为折返信号机使用；对另一调车作业来说，就可能作为阻挡信号机使用。信号机、道岔和线路的编号、信号机的编号站内各种信号机名称是以汉语拼音字母表示的。

进站信号机按运行方向上行用字母“S”，下行用字母“X”表示，如果同一咽喉有数个方向进站信号机并排时，在字母“S”或“X”的右下角标以信号机所属区间线路名称汉语的第一个字母。

出站信号机上行用字母“S”，下行用字母“X”表示，并在字母S或X的右下角注明该信号机所属的股道的号码。如S3和X4 就分别表示上行3股道出站信号机和下行4股道出站信号机。

调车信号机用“D”表示，并在右下角注以数字，上、下行咽喉区分别编为双号和单号，并由上、下行列车到达方向顺序编号。2100433B

本书主要介绍了智慧城市下道路单交叉口和交叉口群的信号控制方法。第一章作为绪论简单介绍了智慧城市及交叉口群信号控制的概况；第二-四章研究了单交叉口信号的智能控制方法；第五~七章针对干道研究了各种路况下的信号优化及自适应控制方法；第八一-十四章讨论了基于各种性能指标需求的干道及交叉口群区域划分问题、信号优化问题、协调控制问题；其中第十二章介绍了突发事件下基于非线性综合指标评价的交叉口信号分类控制方法。

主要为《区间信号自动控制》课程开设实验。主要设备有ZPW—2000A无绝缘移频自动闭塞设备4套；UM71无绝缘移频自动闭塞设备4套；JT1.ZZ-B型主体化机车信号设备1套；列车运行监控系统设备1套；计算机模拟仿真系统1套；区间移频架2架；移频网络接口柜1面；室外设备有无绝缘轨道电路调谐单元2个，空芯线圈2个，匹配变压器2个，补偿电容1个，钢轨2米。面向本科生开设的实验有：ZPW—2000自动闭塞实验；主体化机车信号实验；UM71自动闭塞实验；列车运行监控系统实验。

目 录

第1章 绪论

1.1 智慧城市下道路交叉口群的研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 最新研究成果

第2章 基于模糊控制的单交叉口信号配时控制

2.1 引言

2.2 单交叉口的模糊控制

2.2.1模糊控制理论概述

2.2.2 单交叉口的两级模糊控制

2.3 基于两级模糊控制的单交叉口信号控制

2.3.1模糊控制器设计

2.3.2模糊控制器研究

2.4 具有公交优先的单交叉口信号模糊控制

2.4.1模糊控制器设计

2.4.2模糊控制器仿真

第3章 基于蚁群算法的单点公交优先信号控制

3.1 信号配时参数优化算法

3.1.1 Webster算法

3.1.2蚁群算法

3.2 基于蚁群算法的单交叉口公交优先信号配时优化

3.2.1基本参数选取

3.2.2公交优先信号配时多目标优化模型的建立

3.2.3公交优先信号配时多目标优化模型的仿真

第4章 同时考虑行人效益和车辆效益的单点信号控制

4.1 行人交通

4.1.1行人交通设施

4.1.2行人过街心理特征及影响因素

4.2 同时考虑行人效益和车辆效益的多目标优化模型

4.2.1多目标的参数选取

4.2.2信号配时多目标优化模型的建立

4.2.3信号配时多目标优化模型的求解

4.3 同时考虑行人效益和车辆效益的多目标优化模型仿真

第5章 基于效率指标的干道交叉口信号寻优

5.1 引言

5.2 改进的干道信号优化的效率指标

5.2.1干道交叉口的延误模型的建立

5.2.2干道交叉口综合效率指标的获取

5.3 基于爬山法的交叉口信号寻优

5.3.1爬山法寻优

5.3.2信号寻优仿真

第6章 基于Petri网的干道交叉口信号自适应控制

6.1 引言

6.2 干道交叉口Petri网建模

6.2.1带有token变迁和监督弧的Petri网

6.2.2干道交叉口Petri网模型

6.3 基于Petri网的模型参考自适应控制

6.3.1控制器设计

6.3.2仿真分析

第7章 路网中限制溢流的信号自适应控制

7.1 引言

7.2 基于面向对象Petri网的区域交叉口建模

7.3 防止溢流的区域交叉口自适应控制

7.3.1控制设计

7.3.2仿真分析

第8章 基于滞留排队的过饱和状态评估方法设计

8.1 引言

8.2 过饱和状态下的交通现象

8.2.1延误时间增多

8.2.2滞留排队的形成

8.2.3绿灯时间利用率的提升

8.3 基于滞留排队的过饱和状态评估

8.3.1滞留排队模型的构建

8.3.2结合严重性指标的过饱和程度评估

8.4 基于滞留排队的过饱和状态评估方法仿真

第9章 基于多目标优化的单交叉口信号控制

9.1 引言

9.2 过饱和状态下单交叉口的多目标控制模型

9.2.1单交叉口物理模型

9.2.2效率评价指标函数

9.2.3综合多目标控制模型

9.3 多目标控制模型优化求解

9.3.1遗传算法

9.3.2 遗传算法的改进

9.4基于多目标优化的单交叉口信号控制仿真

9.4.1仿真确定MGA中选择操作的参数值

9.4.2 MGA和GA寻优能力的对比仿真

9.4.3 三种信号控制策略下过饱和单交叉口的信号配时效果对比

第10章 基于自适应调参法的双向干道信号控制

10.1 引言

10.2 过饱和状态的双向干道协调控制模型

10.2.1城市干道物理模型

10.2.2建模基本过程

10.2.3控制目标方程

10.3基于自适应调参法的信号控制

10.3.1自适应调参法的设计

10.3.2 参数约束

10.3.3 相位相序优化

10.4基于自适应调参法的双向干道信号控制仿真

10.4.1 三种不同干道协调控制模型下的效率评价指标对比

10.4.2仿真验证所提结合自适应调参的控制方法的有效性

第11章 考虑区域划分的交叉口群信号控制

11.1 引言

11.2 过饱和状态下交叉口群的子区划分

11.2.1城市交叉口群物理模型

11.2.2改进路径关联度模型

11.2.3基于聚类分析的交叉口群子区划分过程

11.3基于NSGA-Ⅱ算法的交叉口群信号控制

11.3.1 NSGA-Ⅱ算法

11.3.2 NSGA-Ⅱ的设计过程

11.4考虑区域划分的交叉口群信号控制仿真

11.4.1三种子区划分结果下的交叉口群控制效果对比

11.4.2基于固定配时和NSGA-Ⅱ信号控制方法下的交叉口群的配时效果对比

第12章 基于非线性综合评价指标的交叉口信号分类控制

12.1 引言

12.2 交叉口的单指标评价

12.2.1突发事件下的交叉口

12.2.2交叉口的交通评价指标

12.3交叉口的多指标评价

12.3.1多指标线性综合法

12.3.2多指标非线性综合法

12.3.3多指标线性综合与非线性综合对比

12.4基于非线性综合指标评价的交叉口分类控制

12.4.1交叉口的可控性分析

12.4.2可控交叉口的控制目标

12.4.3粒子群算法求解目标函数

12.5基于非线性综合指标评价的交叉口分类控制仿真

12.5.1单指标与多指标对比

12.5.2两种多指标综合方法对比

12.5.3可控交叉口的信号优化

第13章 基于交通需求和关联度计算的交叉口群划分

13.1 引言

13.2 交叉口交通需求计算

13.2.1排队最远点模型

13.2.2改进的排队最远点模型

13.2.3交通需求的量化

13.3相邻交叉口关联度计算

13.4关联交叉口群的划分

13.4.1相关参数计算

13.4.2基于层次聚类的关联交叉口群划分

13.5基于交通需求和关联度计算的交叉口群划分仿真

13.5.1验证排队最远点模型

13.5.2算例说明交叉口群聚类划分和关键协调路径确定

13.5.3关键路径协调

第14章 基于延误最小和饱和度均衡的折线型路径协调控制

14.1 引言

14.2 基于延误最小的关键路径相位差优化

14.2.1折线型关键协调路径的延误模型

14.2.2非关键路径的协调控制

14.3基于饱和度均衡的关键路径绿信比优化

14.3.1基于饱和度均衡的交叉口信号优化模型

14.3.2 fmincon函数求解模型

14.4基于延误最小和饱和度均衡的折线型路径协调控制仿真

14.4.1 基于延误最小的多交叉口相位差优化

14.4.2 基于饱和度均衡的多交叉口绿信比优化2100433B