《智能交通信号控制系统方案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能交通信号控制系统方案（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、智能交通信号控制系统方案122.1系统概述交通信号控制系统是城市交通管理系统的一个重要子系统，是集现代计算机、通信和控制技术于一体的综合系统。它依靠先进适用的交通模型和算法对交通信号控制参数（周期、绿信比和相位差）进行自动优化调整，运用电子、计算机、网络通信和GIS电子地图等技术手段对交通路口进行智能化、科学化交通控制，从而实现交叉口群交通信号的最佳协调控制。其主要功能是自动调整控制区域内的配时方案，均衡路网内交通流运行，使停车次数、延误时间及环境污染等减至最小，充分发挥道路系统的交通效益，必要时，可通过指挥中心人工干预，强制疏导交通。交通信号控制系统由交通信号灯、车辆检测设备、交通信号机、数
2、据通信传输系统、区域控制机、中央控制机组成。信号数据直接接入路口接入工业以太网交换机,实现信号数据接入和传输，与监控、电警等数据共享交换机实现远程传输。本方案所采用的交通信号控制系统，依靠先进适用的交通模型和算法对交通信号控制参数（周期、绿信比和相位差）进行自动优化调整，运用电子、计算机、网络通信和GIS电子地图等技术手段对交通路口进行智能化、科学化交通控制，从而实现交叉口群交通信号的最佳协调控制。具体来说，系统根据采集的交通流量信息和系统的优化方式，可以实现对控制区域内的所有路口进行有效的实时自适应优化控制；通过设置和调用交通信号配时方案，改变周期、绿信比和相位差，协调路口间的交通信号控制，
3、可满足不断变化的交通需求，比如早高峰，晚高峰，公共节假日，夜间或特殊事件等。同时，系统具有采集、处理、存储、提供控制区域内的车流量、占有率、饱和度、排队长度等交通信息的功能，以供交通信号配时优化软件使用，同时供交通疏导和交通组织与规划使用。2.2点位分布本项目的交通信号控制系统分为两部分：新建点位和改造点位。具体点位分布如下表所示：1）交通信号控制系统新建点位序号布点具体位置方向车道数量1九九路与山谷大道路口东往西3+1(非机）西往东3+1(非机）南往北3+1(非机）北往南3+1(非机）2良塘大道与芦良西路交叉口东往西2+1（辅道）西往东2+1（辅道）南往北2北往南23承风路与幕阜大道路口东往
4、西2西往东2南往北2北往南24宁红大道延长线与洋洲大道路口东往西2+1（辅道）西往东3南往北3北往南15良塘大道与江渡大道路口东往西3+1(非机）西往东3+1(非机）南往北3+1(非机）北往南3+1(非机）6东盟佳苑路口东往西1西往东1南往北1北往南17柯龙线与黄田里大道东往西3西往东2南往北3+1（渠化道）2）交通信号控制系统改造点位序号布点具体位置方向备注1宁红大桥南路口4换信号控制器，改联运动控制2英才中学路口3换信号控制器，改联运动控制3山谷大道与散原路交叉口4换信号控制器，改联运动控制4XX汽运门口（汽车总站出口）4换信号控制器，改联运动控制5宁红大道秀水大道路口4换信号控制器，改联
5、运动控制6宁红大道山谷大道路口3换信号控制器，改联运动控制7山谷大道与秀水大道路口4换信号控制器，改联运动控制8韩源路口（欧克科技路口）4换信号控制器，改联运动控制9散原路与义宁大道4换信号控制器，改联运动控制10宁红市场路口3换信号控制器，改联运动控制11体育馆路口4换信号控制器，改联运动控制12南桥路口4换信号控制器，改联运动控制13妇幼保健医院4换信号控制器，改联运动控制2.3系统结构设计2.3.1系统总体结构本交通信号控制系统应包括中心交通信号控制系统、交通信号控制机、道路交通信息采集系统和通信网络四个部分组成。采用以太网联接方式，可以在网络连通的任何地方灵活增加信号机监控计算机，用作
6、交通工程师工作台，实时显示被控区域内的交通状态和信息，下达人机会话命令。 随着城市灯控路口数量增加后，可使用多台区域控制计算机或建立多个区域控制中心，多个区域控制计算机可以安装在不同的地点，通过网络实现连接，构成三级控制结构。控制系统联接图2.3.2三级控制结构本信号控制系统由三个控制级别组成：中央控制级、区域控制级和路口控制级，所有的路口控制点全部通过工业以太网转光纤联到区域中心，再联到交警指挥中心，形成三级闭环控制网络。闭环控制的反馈单元在路段敏感点上埋设“战略检测器”，将可以实现宏观调整和实时交通信息采集，同时为交通信息发布与交通诱导服务。在必要的路口埋设“战术检测器”，为单点信号控制机
7、实时微观调整提供数据来源，同时把路口流量信息反馈给区域控制机和优化仿真系统，由此不断通过自学习生成高效安全的优化方案。三级闭环控制网络结构如下图所示：每个控制级所承担的任务不同，三级闭环控制网络结构的各控制级功能分配如下：1、中央控制级。监控整个城市信号控制系统运行，具体功能如下：（1）实施区域间的战略控制，下发各个区域的交通流调节策略方案；（2）对区域控制级和路口控制级进行设备工作状态监视；（3）通过人机会话对整个系统进行人工干预；（4）进行整个城市的交通信号控制系统运行进行分析，得出运行效果分析报告，对路段、路口流量统计分析处理，进行交通诱导和信息发布。2、区域控制级。监控受控区域的运行，
8、具体功能如下：（1）对相邻路口之间交通信号进行线协调控制和感应式协调控制；（2）对路口交通信号机的工作状态和故障情况进行监视；（3）通过人机会话对路口交通信号机进行人工干预；（4）收集路口信号机采集的交通流量、饱和度等交通数据，对路口信号机的工作效率进行分析评估，据此，优化和调整路口机的控制方案；（5）对采集的区域内交通参数进行统计分析，提供统计报表，并进行区域的交通诱导和信息发布。3、路口控制级。负责路口信号控制系统的控制与运行，具体功能如下：（1）控制路口交通信号灯；（2）处理来自区域计算机的命令，向区域计算机反馈工作状态和故障信息；（3）具有BRT公交优先控制能力； （4）具有无线缆或联
9、网协调控制能力（绿波控制）；（5）支持半感应、全感应控制能力；（6）接受指挥中心遥控、现场无线遥控器控制和现场手动的干预控制；（7）根据路口流量变化实现单个路口自适应控制功能。2.4信号控制系统平台交通信号控制系统软件是通过通讯服务中间件，对各种不同类型信号机进行统一管理，实现对信号机的状态监视和联网协调控制，提供了信号机区域控制整体解决方案。2.4.1平台概述信号机集成控制平台，是通过通讯服务中间件，对各种不同类型信号机进行统一管理，并通过标准协议接口的客户端程序实现对信号机的状态监视和控制，有效的替代信号机手动控制面板，实现操作更方便、功能更强大的信号机监控功能的整体解决方案的集成平台。信
10、号机集成控制平台客户端实现路口相位设计、电子地图监控、信号机状态监控、VIP路线管理、配时方案设计、调度计划设计、干线协调控制、区域协调控制、信号机信息维护、信号机维修记录、检测器管理等功能。2.4.2平台架构与技术路线对于一个完整的信号控制软件系统，我们必须从战略和战术两个层面来考虑问题，也就是说既要考虑一个具体路口的控制问题，又要考虑一条路和一个区域的控制策略。因此，在控制系统的结构设计和前置信号机的控制结构上，要考虑分级和分层结构设计，为实施战略和战术控制策略的实施创造条件。对于路口信号机而言，主要是对它们按照控制协调的关联程度进行合理的区域分组，对于中心控制软件即系统则要具体体现出这种
11、设计理念。从软件系统的结构上应该包括如下一些部分：1、路网结构描述数据库2、交通流采集数据库3、战略控制方案制定（区域）4、战术控制方案制定（路口、线控）5、控制方案下发和实施在线控制6、交通模拟和控制效果评估（具备自学习功能，可以积累优秀的控制方案）7、故障检测（对系统内的前端信号机设备进行故障检测和报警）8、模拟仿真和优化分析2.4.3平台主要功能2.4.3.1电子地图管理电子地图监控页面，可以加载ArcGIS等格式电子地图，通过地图可以查看全市信号机的联机、脱机及报警情况。2.4.3.2场景构建和信号机编辑场景构建通过系统的交通场景构建工具，包括直道、弯道、信号灯、路口机等绘制工具，能够
12、方便地基于城市交通图，构建相应的交通路网矢量图，从而方便地实现多个信号机工作状态的局部和全局形象直观地监测；同时，系统提供了图形放大、缩小、移动、局部放大等功能。信号机编辑能够在地图的指定位置（交叉口）添加、编辑和删除信号机，通过点选、框选或者圈选信号机图标，可以显示已连接信号机的实时工作状态。对信号机管理提供分组管理，用来设置不同的区域和子区的定义。信号机区域分组信息将会在系统区域协调控制中使用。2.4.3.3信号机方案管理相位和相序设计可以对路口信号相位和相序进行设计和编辑，支持图形化操作和预览功能。相同的相位设计可以执行不同相序设计，相序的改变作为不同的方案保存，结合时段控制来使用相位和
13、相序设计方案。配时方案编辑在指挥中心，控制人员可以设计和编辑相位参数和配时方案。可以对各相位绿灯时间、最短绿灯时间、最长绿灯时间、黄灯时间、全红时间、绿闪时间、行人红灯、行闪时间等参数进行修改，支持拖动时距图修改相位时间。日方案管理控制人员可以对日方案进行编辑，也可以读取信号机方案或者把设计好的方案下发到信号机，信号机会在下个时段开始运行新的日方案。每一组法定假日可设定开始日至结束日的连续跨日功能。这对应用需要可提供20组日时方案型态，其中1-14供周内日(星期一至星期天)七天,8-20供20组法定假日使用。2.4.3.4信号机控制系统实现信号机的多种控制功能，包括可设置多时段多相位、绿波带控
14、制、交通管制、半感应、全感应、人工、指挥中心步进控制、指挥中心实时自适应控制等多种工作方式。时段多相位设置系统可以灵活实现对信号机的100种年度日计划、10种时段、20种配时方案的设置。另外，系统还可以对节假日的交通控制方案进行灵活设置。定周期控制在信号机内部日历时钟集成电路出现故障时或因需要，系统可以将信号机自动或手动降级为定周期控制方式。半感应控制由中心发出指令使指定路口转入半感应控制工作模式。全感应控制由中心发出指令使指定路口转入全感应控制工作模式。交通管制由指挥中心下达该路口的车道允许通行或禁止通行表，以及交通管制的开始与结束时间。干预黄闪 黄闪，作为一种工作模式，主要应用于夜晚车辆稀
15、少的状态。这时，信号灯按一定周期进行亮灭，以提醒过往车辆，在通过路口时，注意相关车道上的行驶车辆，做到相互避让。本系统支持由指挥中心控制信号灯黄灯按一定的频率闪烁，向车辆和行人发出警告或提示。干预关灯控制必要时，由指挥中心向信号机下发关灯指令，使信号机处于关灯状态。手动控制根据交通需求，由中心发出命令控制信号相位的执行时间，进行交通疏导。绿波带控制绿波带控制主要包括路口管理和绿波带设置两个功能模块，其中，路口管理用来对距离较近的交叉口进行组织，形成不同的绿波带组，输入交叉口距离，进行多时段绿波带控制方案设置。而绿波带设置则根据交通流调查数据确定交叉口之间的车辆平均速度，以可视化方式确定交叉口之间的
