道路交通控制教学大纲.docx
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道路交通控制教学大纲
《道路交通控制》教学大纲
编制说明
《道路交通控制》课程是按照交通管理工程专业本科培养方案要求开设。
该课程主要讲授道路交通控制概述、交叉口优先规则控制的原理及方法、交叉口交通信号控制原理及方法、交叉口交通控制方案评价指标、交通控制系统的控制原理及系统构成、高速公路交通控制的主要方法、交通控制系统的建立等内容。
通过本课程学习，力求使学生全面掌握道路交通控制理论的相关内容，并切实掌握道路交通控制理论在实际工作中的应用方法。
《道路交通控制》课程主要采用多媒体教学、实例分析、课堂讨论、实验教学等多样化的教学手段和方法，注重理论联系实际，突出公安特色。
《道路交通控制》教学大纲是本课程开展教学活动的基本依据。
在课程组集体讨论后，由翟润平、周彤梅、刘广平起草完成。
于2015年4月30日由交通管理工程系学术委员会审定。
一、课程名称：
《道路交通控制》
二、课程性质：
专业课
三、授课对象：
交通管理工程专业本科学生。
四、总学时数：
54，其中讲授48学时，实验6学时。
五、教学内容：
第一章绪论
教学目的和要求：
通过本章内容的学习,使学生了解道路交通控制的历史与发展现状，掌握道路交通控制的目的，掌握道路交通控制的各种分类形式，熟悉交通控制的理论基础。
重点与难点：
道路交通控制的目的及分类。
学时数：
3
主要内容：
第一节交通控制概述
一、道路交通控制的目的
二、交通控制的主要研究内容
三、交通控制的历史与发展
（一）信号控制设备的历史与发展
（二）信号控制系统的历史与发展
第二节交通控制的分类
一、按控制类别划分
（一）以交通限制为主的控制
（二）以交通信号为主的控制
（三）以传递交通情报信息为主的控制
二、按控制范围划分
（一）单点控制
1.单点控制的概念
2.单点控制的控制参数
（二）干线控制
1.干线控制的概念
2.干线控制的控制参数
（三）区域控制
1.区域控制的概念
2.区域控制的控制目标
三、按控制方式划分
（一）单点定时控制
1.单方案定时控制
2.多方案定时控制
（二）单点感应控制
1.半感应控制
2.全感应控制
（三）干线无电缆协调控制
（四）干线有电缆协调控制
（五）区域定时协调控制
（六）区域自适应协调控制
四、按信号配时生成的技术划分
（一）人工优化技术
（二）脱机优化技术
（三）联机优化技术
第三节交通控制的相关技术
一、检测技术
二、通信技术
三、计算机技术
四、控制技术
第四节交通控制的理论基础
一、交通流理论
二、自动控制理论
（一）经典控制理论
（二）现代控制理论
第二章交叉口优先规则控制
教学目的和要求：
通过本章内容的学习,使学生掌握交叉口优先规则控制理论的主要内容，掌握交叉口优先规则控制方式的运行特性，掌握影响优先规则控制交叉口运行状态的主要参数及其确定方法。
重点与难点：
交叉口优先规则控制理论、交叉口优先规则控制方式的运行特性、影响优先规则控制交叉口运行状态的主要参数及其确定方法。
学时数：
2
主要内容：
第一节交叉口优先规则控制的方式
一、停车标志控制
（一）单向停车控制
（二）多向停车控制
二、让路标志控制
第二节交叉口优先规则控制的交通运行特性
一、交叉口优先规则控制的交通特点
（一）交叉口优先规则控制的概念及交通特点
（二）交叉口优先规则控制的通行顺序及穿插顺序
二、主要道路交通
（一）非间断流
（二）周期队列流
三、流向冲突交通流
（一）主要道路左转流向
（二）次要道路直行流向
（三）次要道路左转流向
四、空当
第三章交通信号控制基础
教学目的和要求：
通过本章内容的学习,使学生掌握信号参数及信号控制参数的概念及主要参数的确定方法，掌握交叉口各种运行状态的描述方法。
重点与难点：
信号及控制参数的概念及确定方法、交叉口运行状态（欠饱和、临界饱和、过饱和）的描述。
学时数：
7
主要内容：
第一节概述
一、信号控制的概念
二、信号控制的适用条件
第二节信号相位
一、信号相位
二、相序
第三节信号控制基本参数
一、信号参数
（一）信号绿灯
（二）信号红灯
（三）信号黄灯
（四）全红时间
（五）绿灯间隔时间
二、信号配时参数
（一）信号周期
（二）相位有效绿灯时间
（三）相位损失时间
（四）周期损失时间
（五）周期有效绿灯时间
（六）相位绿信比
（七）周期绿信比
（一）保护信号相位
（二）许可信号相位
一、欠饱和及其车辆受阻描述
（一）欠饱和状况
（二）欠饱和状况的描述
（三）欠饱和车辆受阻图
二、临界饱和及其车辆受阻描述
（一）临界饱和状况
（二）临界饱和状况的描述
（三）临界饱和车辆受阻图
三、过饱和及其车辆受阻描述
（一）过饱和状况
（二）过饱和状况的描述
（三）过饱和车辆受阻图
四、说明
第四章单点信号控制
教学目的和要求：
通过本章内容的学习,使学生掌握单点定时信号控制的原理及配时设计方法；了解单点感应信号控制的基本原理及应用。
重点与难点：
单点定时信号控制原理及配时设计方法，单点感应信号控制的基本原理。
学时数：
6
主要内容：
第一节单点定时信号控制
一、主要特点
二、信号配时设计
（一）交叉口的相位设计
（二）关键车道的确定
（三）配时参数的确定
三、配时方案表与配时时间表
（一）配时方案表与时段的划分
（二）配时时间表
第二节单点感应信号控制原理
一、感应信号控制原理
（一）感应信号控制参数
（二）工作原理
二、半感应信号控制
三、全感应信号控制
四、感应控制参数的确定
第五章干线及区域信号控制
教学目的和要求：
通过本章内容的学习,使学生掌握干线及区域信号协调控制的原理。
重点与难点：
信号协调控制原理。
学时数：
5
主要内容：
第一节干线信号协调控制
一、干线信号协调的工作原理
二、干线信号协调的基本参数
三、干线信号协调配时参数的确定
四、说明
第二节区域信号协调控制
一、区域信号协调控制的工作原理
二、区域协调控制的基本方法
三、区域信号协调控制配时方案生成的技术方法
（一）人工技术
（二）脱机优化技术
（三）联机优化算法
第六章交通控制的评价指标
教学目的和要求：
通过本章内容的学习,使学生全面掌握道路交通控制主要评价指标及应用。
重点与难点：
通行能力、饱和度、车辆延误与停车、服务水平等参数在交通评价中的应用。
学时数：
6
主要内容：
第一节评价方法和主要评价指标
一、交通控制评价的方法
（一）调查法
（二）仿真法
二、交通控制的主要评价指标
第二节通行能力
一、概述
二、交叉口通行能力的计算
（一）优先规则控制交叉口通行能力计算
（二）信号控制交叉口通行能力的计算
三、通行能力的分析
（一）优先规则控制交叉口通行能力分析
（二）信号控制交叉口通行能力的分析
第三节饱和度
一、饱和度的定义
二、饱和度的计算式
（一）相位饱和度
（二）交叉口饱和度
三、饱和度的分析
第四节车辆延误与停车
一、车辆延误的定义
二、延误的模型
（一）欠饱和延误模型
（二）过饱和延误模型
（三）综合延误模型
三、停车次数与停车率的概念
（一）停车次数与停车率的模型
（二）过饱和进口道的停车次数与停车率模型
四、延误及停车次数分析
第五节服务水平
一、服务水平的定义
二、服务水平的等级划分
三、确定服务水平的延误计算
（一）信号控制交叉口进口道加权平均延误表达式
（二）信号控制交叉口的加权平均延误表达式
第七章交通控制系统的组成及原理
教学目的和要求：
通过本章内容的学习,使学生掌握单点信号控制系统的原理及组成，掌握交通信号机的类型、功能及工作原理；掌握区域信号控制系统的组成及原理。
重点与难点：
交通信号机的工作原理、区域交通信号控制系统的组成及原理。
学时数：
6
主要内容：
第一节基本设备简介
一、交通信号机
（一）信号机的类型
1.定时信号机
2.感应信号机
3.联网信号机
（二）信号机的基本功能及工作原理
1.基本功能
2.工作原理
（三）信号机的性能指标
1.交通控制方式
2.控制参数的调整范围
3.基本电气指标
4.安全措施
5.环境与其他物理指标
二、交通信号灯
（一）信号灯及灯具的类别
1．红、黄、绿三色的基本信号灯
2．箭头信号灯
3．闪烁灯
（二）信号灯的安装及排列
三、交通检测器
（一）检测器的类型
（二）检测器的功能
（三）检测器的原理及组成
第二节单点控制系统的原理及组成
一、定时信号控制系统的组成
二、感应信号控制系统的组成
第三节区域信号控制系统的组成
一、区域控制系统的基本形式
（一）集中式
1.集中式的优点
2.集中式的缺点
（二）非集中式
1.非集中式的优点
2.非集中式的缺点
二、区域控制系统的典型结构
（一）中央集中式控制结构
（二）非集中（分层）式多级控制结构
三、区域控制系统的主要设备及功能
（一）中心控制器
（二）交通信号机
（三）交通检测器
（四）通信系统
（五）显示系统
第四节区域交通控制系统的工作原理
一、交通信息采集与处理
（一）交通信息采集
（二）采样频率与采样误差
（三）采样数据的滤波与平滑
二、控制策略的生成与实施
（一）定时式控制
1．路网交通流模型
2．性能指标
3．优化算法
（二）方案选择式控制
1．特征值（Signature）的确定
2．匹配（Match）原理
（三）响应式控制
（四）自适应式控制
第八章典型交通控制系统简介
教学目的和要求：
通过本章内容的学习,使学生了解比较典型的交通信号控制系统，如TRANSYT系统、SCOOT系统、SCAT系统、RHODES系统、以及OPAC系统，以及这些系统的特点、结构、原理、模型以及配时参数的确定。
重点与难点：
TRANSYT系统、SCOOT系统、SCAT系统。
学时数：
6
主要内容：
第一节TRANSYT系统
一、TRANSYT的结构
二、TRANSYT的交通模型
（一）道路网及交通流状况的基本假定
（二）交通模型所需数据和资料
（三）TRANSYT的建模步骤
（四）TRANSYT的延误及停车模型
三、TRANSYT的性能指标及信号配时优选
（一）TRANSYT的性能指标
（二）绿灯起步时差的优选
（三）绿灯时间的优选
四、系统的特点
第二节SCOOT系统
一、SCOOT系统的结构及原理
（一）SCOOT系统的结构
（二）SCOOT系统的原理
二、SCOOT系统的交通模型
（一）流量预报模型
（二）队长预报模型
三、SCOOT系统的配时参数优化及性能指标计算
（一）SCOOT系统的配时参数优化
1．绿灯时间的优化
2．相位差的优化
3．周期的优化
（二）SCOOT系统的性能指标计算
四、SCOOT系统的特点
第三节SCAT系统
一、SCAT系统的结构及功能
（一）SCAT系统的结构
（二）SCAT系统的功能
1．交叉口信号控制器
2．区域控制中心
3．控制中心
二、SCATS系统的工作原理
三、SCAT系统的饱和度和综合流量概念
（一）饱和度
（二）综合流量
四、SCAT的配时参数调整
（一）信号周期的调整
（二）绿信比方案的选择
（三）相位差方案的选择
五、SCATS中子系统的合并与局部车辆感应控制
（一）子系统的合并问题
（二）局部车辆感应控制
六、SCAT系统的特点
第四节RHODES系统
一
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