一、交通路口人工指揮的啟發(fā)
在未設(shè)置紅綠燈自動(dòng)控制系統(tǒng)或自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)生故障的交通路口，我們可以看到交警用手勢(shì)指揮車輛的情形。其過程大致如下。
——指揮者目測(cè)路口各方向待行車輛數(shù)；
——指揮者將目測(cè)結(jié)果與“讓各方向待行車輛數(shù)最少”的預(yù)期目標(biāo)進(jìn)行比較，并做出指揮方 案（通行方向和通行時(shí)間）；
——指揮者通過姿態(tài)（方位和手勢(shì)），對(duì)車輛進(jìn)行指揮；
——待行車輛按指揮信號(hào)通過路口，并同時(shí)使待行車輛數(shù)發(fā)生變化，形成新的待行數(shù)據(jù)；
——指揮者繼續(xù)進(jìn)行目測(cè)、比較、決策，發(fā)出新的指揮信號(hào)，路口的待車狀況逐漸向預(yù) 期目標(biāo)趨近。
二、人工指揮的控制分析
根據(jù)上述交通路口人工指揮過程的描述，可以得到如下幾點(diǎn)結(jié)論：
1.這是一個(gè)由指揮者直接參與的人工控制系統(tǒng)；
2.由于過程存在對(duì)系統(tǒng)輸出量的測(cè)量、反饋，并對(duì)控制產(chǎn)生影響的事實(shí)，因此，這是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)；
3.系統(tǒng)的 控制對(duì)象是路口各方向某一時(shí)刻待行的車輛；
4.系統(tǒng)的輸出量是采樣時(shí)刻路口各方向待行的車輛數(shù)；
5.系統(tǒng)的輸入量是經(jīng)過統(tǒng)計(jì)而確定的路口各方向待行車輛的理想值，甚至可以設(shè)置為零；
6.系統(tǒng)中的測(cè)量、反饋、比較、決策和執(zhí)行等環(huán)節(jié)，都是由執(zhí)行者來承擔(dān)的；
7.由于路口各方向的待行狀況是隨時(shí)變化的，沒有固定的規(guī)律，因而，這是一個(gè)隨機(jī)控制系統(tǒng)
三、將人工控制轉(zhuǎn)換為自動(dòng)控制的方案構(gòu)想
1.在路口各方向設(shè)置待行車輛數(shù)的采集裝置；
2.各方向的采集裝置將采集數(shù)據(jù)同步傳輸給計(jì)算裝置，與預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，形成控制方案（通行方向和通行時(shí)間）。
3.將控制方案?jìng)魉徒o指揮信號(hào)裝置（如紅綠燈）。
4.路口待行車輛按指揮信號(hào)通過路口，并使待行車輛數(shù)產(chǎn)生變化，這個(gè)變化就是系統(tǒng)的輸出量。這個(gè)輸出量經(jīng)過采集而被反饋、比較，形成新的控制信號(hào)。路口的待行狀況，在控制過程中逐步趨向預(yù)期目標(biāo)。
5.系統(tǒng)的參考框圖如下：
從方塊圖看，這個(gè)系統(tǒng)似乎很簡(jiǎn)單，但真要實(shí)現(xiàn)它，卻并不那么容易。原因是在開發(fā)計(jì)算裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的軟件時(shí)需要知道路口待行車輛隨時(shí)間而變化的數(shù)學(xué)模型，這個(gè)模型是很難確定的。如果忽略一些實(shí)際因素，使模型過于簡(jiǎn)單，控制效果就會(huì)很差，而且這種模型不是一個(gè)，每個(gè)待行方向都得有，這種多模型的對(duì)象，除了給軟件開發(fā)帶來難度外，對(duì)需要實(shí)時(shí)控制的硬件來說，也提出了更高的要求。特別是在車輛總數(shù)劇增的情況下，要想通過對(duì)路口的控制來減少車輛的等待時(shí)間，恐怕是很難實(shí)現(xiàn)的。我想，這大概也是不少城市為了有效改善交通狀況而修建立交的原因把。
附：緒方勝?gòu)┲冬F(xiàn)代控制工程》（科學(xué)出版社出版，奚伯英等人譯）第一章 第四節(jié)對(duì)此問題有一段敘述，現(xiàn)摘錄如下，供大家參考。
“正如1—3節(jié)所述，采用按時(shí)基控制的 交通管制系統(tǒng)，是一種開環(huán)控制系統(tǒng)，但是如果在城市交通擁擠的地方，對(duì)等待通行信號(hào)的汽車數(shù)量進(jìn)行不斷的測(cè)量，并將這種信息傳遞到發(fā)出通行信號(hào)的中心控制計(jì)算機(jī)，則這種系統(tǒng)就變成了閉環(huán)控制系統(tǒng)。
交通樞紐的車輛運(yùn)行情況是非常復(fù)雜的，因?yàn)槠浣煌康淖兓c時(shí)間有很大關(guān)系，在一周內(nèi)的每一天，每一小時(shí)都是不一樣的，同時(shí)交通量還與其它一些因素有關(guān)，有時(shí)，在交叉點(diǎn)上到達(dá)的車輛，可以假定按泊松分布，但這對(duì)于所有的交通問題來說，不一定是有效的，事實(shí)上，為了減少車輛的平均等待時(shí)間，是一個(gè)很復(fù)雜的問題?！?/p>
聯(lián)系客服
