交通信号控制系统技术方案

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1、智能交通信号控制系统技术方案- 1 -目录目录一、交通信号控制系统综述.- 3 -1.1 系统设计原则.- 3 -1.2 系统建设依据.- 5 -1.3 交通信号控制系统组成.- 5 -二、交通信号控制系统功能指标.- 8 -2.1 交通信号控制器.- 8 -2.1.1 交通信号控制器功能- 8 -2.1.2 交通信号控制器指标- 10 -2.2 交通信号控制系统.- 12 -2.2.1 交通信号控制系统组成- 12 -2.2.2 系统功能- 14 -2.2.3 区域自适应控制- 15 -三、交通信号远程控制系统.- 17 -3.1 详细配置信号机运行数据.- 17 -3.2 信号机实时控制.

2、- 23 -3.3 信号机运行状态.- 24 -3.4 系统故障状态.- 25 -3.5 警卫线路.- 25 -3.6 实时流量.- 25 -3.7 流量查询.- 26 -四、区域自适应优化控制.- 28 -4.1 系统控制策略.- 28 -4.1.1 单点感应控制- 30 -4.1.2 单点自适应控制- 30 -4.1.3 干道绿波控制- 30 -4.1.4 感应式协调控制- 38 -4.1.5 区域自适应控制- 39 - 2 -4.1.6 拥堵控制- 42 -4.1.7 潮汐车道控制- 43 -4.1.8 优先控制- 43 -4.2 路网组态模块.- 44 -4.3 参数配置模块.- 45

3、 -五、道路交通信息采集系统.- 54 -5.1 系统总体设计- 54 -5.2 信息采集分系统设计.- 55 -5.3 交通数据综合处理.- 57 -六、交通信号控制器.- 59 -6.1 故障检测.- 60 -6.2 防雷措施.- 61 -6.3 信号机机箱防护.- 62 -6.4 手持式交通信号控制器.- 62 -6.5 信号机结构介绍.- 64 -6.7 安装说明图.- 64 -6.8 信号机实际效果.- 73 - 3 -一、交通信号控制系统综述根据城市发展的一般规律，在城市发展与演变过程中，交通工具的增长速度通常远高于城市道路和其他交通设施的增长，在经济快速发展的年代，城市交通往往面

4、临着巨大的压力与挑战。科学高效的交通管理对于缓解交通拥堵、提高道路网络的通行能力和利用效率，进而保障城市的正常运转、促进经济的持续稳定健康发展具有重要意义。因此，实现交通管理的信息化和智能化，以先进的信息通信技术提高交通管理水平已经受到各级政府的高度重视。城市道路智能交通信号控制交通系统集信号控制、交通信息发布、交通组织优化、交通管理决策等于一体，在提高现有道路通行能力、协调处置突发性事件、缓解交通拥堵等方面作用巨大，能迅速提高整个城市的交通管理水平，改变城市的交通面貌，提升城市品位。因此城市亟需尽快建成城市道路智能交通信号控制系统。1.1 系统设计原则系统设计原则系统的设计应该从总体上把握，

5、坚持从实际出发，注重系统的实用性和实战性，合理配置资源，服务服从于业务需要，统筹规划、统一标准、规范设计、周密计划、合理实施的原则；采用开放性、模块化、智能化的体系结构，依托现有的信息网络系统和交通监控指挥管理系统，将各系统融合成一个有机的整体，实现整个系统科学、高效、可靠、协调的管理与运行，达到实时监视，优化协调控制，信息资源共享的综合管理效能与目标。1、先进性、可靠性系统设计充分考虑采用先进而又成熟的技术（如线圈检测技术、视频检测技术、数据库技术、网络技术、多媒体技术和嵌入式工控技术等） 、先进的体系结构、先进的软硬件选型，既能保证系统的实用性和成熟性，又能适应未来的业务发展和技术的更新要

6、求。2、安全性系统通讯采用公安网的网络通讯或点对点光纤通信。应用系统必须设置多- 4 -种安全管理权限，使系统由于误操作等影响，能够确保全系统和数据安全。在系统设计、设备选型和安装过程中考虑到雷击、暴雨、台风等恶劣气候的需求以及各种意外情况的发生，真正做到保证系统稳定和安全运行。3、可扩展性、兼容性系统应具备良好的可扩充性、可移植性和兼容性。系统的可扩展性包括系统软件的功能扩展（在不增加投资的情况下，可以很方便地增加用户所需要的特殊软件功能，提供软件版本升级服务，为其他系统提供信息只读接口） 和系统容量的扩展（充分考虑系统的发展因素，系统设计方案充分利用现有的信息化建设成果和路口资源，并预留扩

7、展接口） 。4、开放性一是通信协议开放，系统接口透明，便于与其他系统组网，实现系统的集成与资源共享；二是交通数据与信息开放，用户可以很方便地从系统中提取所需要的各种交通数据和信息，实现信息交换和共享。可支持多种系统互联（地理信息系统、电视监控系统、车辆定位系统，违章捕捉系统，信息管理系统） 。5、整体性能够通过前端电子警察、红绿灯主机、地感检测线圈对道路及路口各个方向进行车流量检测，并及时向中心提供各种流量数据方向进行车流量检测，并及时向中心提供各种流量数据。6、可监控性中央控制计算机能够对各路口多区域的交通灯信号进行协调，实时显示被控区域的交通信号状态和信息进行系统干预及配置、监视、控制和协

8、调运行。7、可恢复性确保在网络或系统出现问题时能及时、快速地恢复正常运行，保证系统的可恢复性，提高网络系统的抗干扰能力。8、可维护性和经济性由于整个系统规模较大，在确保可靠性、实用性、先进性的前提下，采用较经济的方案，包括安装、升级、维护和运行费用。简单统一的操作方式，可以大大降低管理上的工作量，提高工作效率，降低工作强度，同时也利于系统- 5 -维护。1.2 系统建设依据系统建设依据依据国家相关法律规章、国家和行业相关标准、相关研究成果等资料进行本系统建设，具体如下：道路交通信号控制机 （GB 252802010）道路交通信号控制机安装规范 （GA/T489-2004）城市交通信号控制系统术

9、语 （GA/T509-2004）城市道路交通信号控制方式适用规范 （GA/T527-2005）中华人民共和国交通安全法中华人民共和国交通安全法实施条例公安交通指挥系统建设技术规范 （GA/T445-2003）公安交通指挥系统工程建设程序与要求 （GA/T651-2006）交通信号控制机与上位机间的数据通信协议 （GB/T 20999-2007）1.3 交通信号控制系统组成交通信号控制系统组成交通信号控制系统分为交通信号远程控制系统和区域自适应优化控制系统组成。交通城市智能交通信号控制系统解决方案是将信息技术、数据通讯技术、自动控制技术等有效融合，从交通信息流量采集分析、路网交通方案设计、路口信

10、号控制三个层次出发，针对中国城市交通管理体制和混合交通特点建立起来的一套系统解决方案。其主要功能是自动协调和控制整个控制区交通信号灯的配时方案，均衡路网内交通流运行，使停车次数、延误时间及环境污染减至最小，从而保障道路系统的交通效益最大程度发挥。通过合理组合系统中的各种设备和控制软件，交通管理者可以根据自己的实际需要，在保证合理投资的基础上，构建既满足自己当前意愿，又符合长远发展要求的交通信号控制系统。- 6 -GRANDTRANS系列交通信号控制系统组态设计系统数据库服务器GIS服务器通信服务器信号控制服务器基 础 服 务信 息 发 布防火墙公众信息服务 交 互 界 面客户端自 适 应 控

11、制或 绿 波 控 制中心服务区域服务网络服务中 心 控 制 层区 域 协 调 层交叉口信号控制器交叉口信号控制器通信网络路 口 控 制 层前端设备交通指挥调度平台客户端服务器平台数据库通信服务器平台客户端城市交通信号管理平台系统架构图区域协调控制以某个区域中所有信号控制交叉口作为协调控制的对象，统一协调信号周期、相位差及绿信比，提高道路网络的通行能力。区域协调控制是最高级的交通信号控制方式。控制区内各受控交通信号都受交通控制中心的集中控制。对范围较小的区域，可以整区集中控制；对范围较大的区域，可以分区分级控制。系统控制分为三级，各级主要功能如下：1）中心控制级：监控整个系统的运行；为交叉口及协

12、调控制系统的控制方案设计提供集中式输入工具；协调区域控制级的运行；具备区域控制级的所有功能；中心控制软件对控制方案基本数据进行安全保护，即通过硬件或软件系统保护各项基本数据的安全，只有授权人员才能接触；自动记录各路口信号机的故障，便于及时抢修。2）区域控制级：是决定信号网络协调的高层控制。监控受控区域的运行；分析各路口送来的车流数据，以控制子区域为基础，计算周期长度、绿信比和相位差，以适应主流交通状况，对路口交通信号进行协调控制；对路口交通信号机的工作状态和故障情况进行监视；保留收集到的各个交叉口的各种数据并- 7 -用于脱机分析；通过人机会话对路口交通信号机进行人工干预；监视和控制区域级外部

13、设备的运行；进行交通流量统计处理。3）路口控制级：控制路口交通信号灯；接收处理来自车辆检测器的交通流信息，并定时向区域计算机发送；接收处理来自区域计算机的命令，控制本路口各个信号灯的灯色变换，并向区域计算机反馈工作状态和故障信息；在实施感应控制时，根据本路口的交通需求，自主地控制各入口信号灯的灯色变换；具有单点优化能力。- 8 -二、交通信号控制系统功能指标2.1 交通信号控制器交通信号控制器“KV-ATSC32”交通信号机是由我司依据中华人民共和国公共安全行业标准和 GB 25280-2010道路交通信号控制机中华人民共和国国家标准研制的交通信号机。2.1.1 交通信号控制器功能交通信号控制

14、器功能（1）远程控制：可实现有线或无线联网控制，接收中心远程优化控制，可在线修改配时参数，在线显示各相位状态、故障状态。（2）无电缆线性控制：同一主干道上的多个信号机以指定的某一路口信号机为基准，通过配置周期与相位差，利用 GPS 或联网授时，协调时间，实现线协调控制。（3）多时段控制：根据不同时间段的车流量大小将一天分为若干个时间段，并配以不同的控制方式及配时方案。一般时段的划分可通过交通调查分析或经验获得。设置内容包括事件、控制模式、控制方案、节假日方案等。（4）感应控制：根据相位对应车道检测器的实施车辆信息，控制相位放行，当车辆间隔大于设定值或浪费时间大于设定值或相位长大于设定值则结束当

15、前相位。感应控制包括半感应、全感应控制，可设置感应控制参数，具备线协调感应控制功能。（5）自适应控制：通过车辆检测器检测进入路口的车流量状态，根据预置的预测算法规则（根据前几个周期的相位饱和度，预测下一个周期的周期长和绿信比） ，实时自动地调整周期、绿信比等参数以适应交通流变化。当运行到该相位时，如果车辆突然减少，则提前结束当前相位；若超过设定最大车辆间隔，则向下一相位预支一段时间，以获得路口车辆的最高放行效率，实现单交叉口的自适应控制。（6）手动控制：按动手动按钮，控制相位的递进。在机箱侧门有手动控制- 9 -盒，内置“手动/自动”开关，手动按钮。预留遥控手动接口；手动控制可以采用步进式或选

16、择式；手动控制放行序列可定义及调整。（7）黄闪控制：黄灯按一定的频率闪烁。有软件黄闪和独立黄闪。软件黄闪为正常的工作方式，一般用于深夜车辆稀少的时段。独立黄闪为硬件控制的黄闪，将切断灯驱动模块的输出，一般用于故障、维护。（8）关灯控制：熄灭所有的信号灯输出。（9）全红控制：所有灯组全红，用于疏导交通。（10）行人过街触发控制：根据行人过街按下请求按钮发送请求信号实现路段行人过街协调控制。（11）信号机具有掉电保护功能。（12）日志记录：记录信号机运行参数、检测器故障、信号灯故障、绿冲突故障，支持远程查询和数据导出。（13）信号机能够连接学习型倒计时器、脉冲实时倒计时和通信实时倒计时等多种类型的倒计时器，实现倒计时的功能。（14）支持车辆检测器输入，配置 24 路检测信号。支持与电子警察数据（线圈、视频或混合模式）共享，支持线圈、视频、地磁等各种检测器。线圈检测器能检测线圈开路、短路，并发送到中心系统。能够按照相位周期采集交通流量、占有率以及交通信号相位信息（包括相位的绿灯开始时间、结束时间、相位流量、周期长度等） ，交通流量与占有率的采