《交通信号控制与SCATS系统高教课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《交通信号控制与SCATS系统高教课件（119页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、区域交通信号控制区域交通信号控制上海的上海的SCATS系统系统上海市交警总队高工：韩如文老师上海市交警总队高工：韩如文老师1学习研究交通信号控制ContentsSCATS系统的简介SCATS系统的结构SCATS系统的基本控制原理SCATS系统的控制基本参数SCATS系统的功能SCATS系统在上海的扩展应用2学习研究交通信号控制SCATS系统系统简介简介3学习研究交通信号控制SCATS系统的系统的历史背景历史背景澳大利亚新南威尔士州公路局（澳大利亚新南威尔士州公路局（RTA）开发；）开发；早在早在30年代初期，年代初期， 进行了交通控制的研发；进行了交通控制的研发；1969年，首次将计算机应用于
2、交通控制系统年，首次将计算机应用于交通控制系统 ；1973年，应用于在澳大利亚主要城市；年，应用于在澳大利亚主要城市；通通过过30多多年年的的不不断断实实践践、完完善善发发展展形形成成目目前前世世界界最成功最先进的城市智能交通控制系统之一；最成功最先进的城市智能交通控制系统之一；SCATS目目前前是是唯唯一一的的由由使使用用者者开开发发的的成成熟熟先先进进的的系统系统4学习研究交通信号控制 事件检测事件检测与处理与处理交通灯交通灯控制路口控制路口可变可变时速标志时速标志闭路电视闭路电视可变标志可变标志电子可变电子可变车道系统车道系统收音机收音机/电台电台提供现时交通信息提供现时交通信息互联网信
3、息互联网信息SCATS 是先进城市理想的交通管理系统是先进城市理想的交通管理系统（智能运输系统主干部分）（智能运输系统主干部分）5学习研究交通信号控制SCATS是什么？是什么？ SYDNEY 悉尼COORDINATED 协调ADAPTIVE 自适应TRAFFIC 交通SYSTEM 系统6学习研究交通信号控制SCATS是什么？是什么？ 是自适应交通控制技术是自适应交通控制技术 灵活采用控制方案灵活采用控制方案对每个周期调整周期长度、绿信比及相位差，以适应主体交通情对每个周期调整周期长度、绿信比及相位差，以适应主体交通情况况是一个交通管理系统是一个交通管理系统设备管理及故障报告设备管理及故障报告数
4、据采集及分析数据采集及分析SCATS 适用环境广泛适用环境广泛对不同的道路系统做不同的配置对不同的道路系统做不同的配置采用采用PC机，操作与维护方便机，操作与维护方便超过超过30年历史及悉尼奥运会的实践检验年历史及悉尼奥运会的实践检验是智能交通系统（是智能交通系统（ITS）平台）平台可集成公交优先和车辆行驶时间系统可集成公交优先和车辆行驶时间系统与其他与其他ITS系统集成系统集成7学习研究交通信号控制美国的第一个智能运输系统示范工程美国的第一个智能运输系统示范工程 1 1stst ITS Demonstration Project in USA ITS Demonstration Projec
5、t in USAFAST-TRAC ProjectFAST-TRAC ProjectFAST-TRAC ProjectFAST-TRAC Project (1992) (1992)in Oakland County,Michiganin Oakland County,Michigan( (奥克兰，密歇根州）奥克兰，密歇根州） 采用澳大利亚的采用澳大利亚的采用澳大利亚的采用澳大利亚的 SCATSSCATSSCATSSCATS 自适应交通控制系统自适应交通控制系统自适应交通控制系统自适应交通控制系统作为它的主干先进交通管理系统 (ATMS).使用视频检测器技术 取得辉煌成绩，增强美国对智能运输系统
6、的兴趣，确保ITS技术继续开发与应用。澳大利亚的智能运输系统的地位澳大利亚的智能运输系统的地位澳大利亚的智能运输系统的地位澳大利亚的智能运输系统的地位得到国际性确认得到国际性确认得到国际性确认得到国际性确认8学习研究交通信号控制SCATS在中国在中国的应用的应用超过100个路口的城市：上海（包括浦东）: 15个区域控制中心，超过2000个路口；香港：控制超过1400个路口；（香港岛300个路口取代SCOOTS)；沈阳：5个区域控制中心，超过600个路口，ITS接口；苏州：控制150个路口，视频检测器应用、ATM通讯传输广州： 8个区域控制中心，控制1000个路口；石家庄：控制300个路口，视频
7、检测器应用、 ITS接口杭州：控制500个路口；东莞：控制200个路口；宁波：控制200+个路口；海口：100 个路口；其他业绩：天津: 80个路口；余姚：50个路口；合肥： 40个路口；宜昌：60 个路口；温州：20个路口；重庆：30个路口；9学习研究交通信号控制SCATS在中国在中国的应用的应用综上：综上：SCATS在中国拥有在中国拥有16个城市，控制超过个城市，控制超过6500个路口，这是在国内应用的其他系统个路口，这是在国内应用的其他系统不可比拟的。不可比拟的。每个城市应用后，系统都得到快速的扩展。每个城市应用后，系统都得到快速的扩展。10学习研究交通信号控制SCATS系统系统结构结构
8、11学习研究交通信号控制SCATS区区PC域域 2SCATS PC区域区域 3SCATS 中央管理中央管理 PCSCATS PC区域区域 1Video WallLAN or WAN解调器解调器 & RAS connectionSCATS 操作台 (PCs)遥远终端其它其它 ITS 设备设备PSCPSC SCATS系统结构系统结构示意图示意图12学习研究交通信号控制 SCATS系统结构系统结构示意图示意图路口控制器l路口控制器n路口控制器l路口控制器m路口控制器l路口控制器m区域信号控制中心区域信号控制中心区域信号控制中心区域控制中心 新增区控中心 1SCATS 中央/管理系统ITS port1
9、3学习研究交通信号控制SCATS中央管理控制级SCATS区域管理控制级SCATS系统工作站SCATS系统的路口控制器EclipseSCATS系统的通讯 SCATS系统结构系统结构纲要纲要14学习研究交通信号控制 SCATS组成结构组成结构中央管理控制级中央管理控制级SCATS中央管理控制级中央管理控制级：采用IBM兼容工业型计算机或服务器 要求极低： 最低要求：CPU 350MHZ 内存 256MB 硬盘 20G 每个中央管理级计算机可以管理64个 区域管理控制计算机 中央管理级安装在与系统中任何一个 区域管理控制计算机上 15学习研究交通信号控制中央控制器的作用中央控制器的作用SCATS是以
10、模块化结构设计的，可以应用于小、中、大规模的城市。通常在多个区域计算机组成的系统中，需要一个管理计算机，负责数据的输入、采集、监测、数据分析、系统记录与备份等管理性工作，以简化大系统的运营管理。SCATS可以将网络中的任何一台区域计算机定义为管理计算机，从而无需单独设置独立的管理计算机。16学习研究交通信号控制 SCATS组成结构组成结构区域管理控制级区域管理控制级SCATS区域管理控制级区域管理控制级：采用IBM兼容工业型计算机或服务器 要求极低： 最低要求：CPU 1GHZ 内存 256MB 硬盘 20G 每个区域管理控制计算机可以管理控 制250个路口信号控制器 SCATS使用个人计算机
11、（PC）作为区域计算机，每台PC机可以控制128个路口。当系统超过这个数量时，增加区域计算机即可。17学习研究交通信号控制区域机的作用区域机的作用SCATS使用运行Windows 的PC机为区域计算机，用异步串口接口和调制解调器（使用电话线）或ATM等网络等为通讯手段，将区域计算机和路口控制器连接在一起。这使得计算机硬件和操作系统软件的维护工作非常容易进行。在线控制在线控制当区域计算机在线运行时，可以通过终端操作指令和自动时间表，显示和或改变所有实时控制数据。在改变参数和调整任何数列维度数据时，无需切断区域计算机的在线运行。可以从任何终端人工干预路口的运行。管理该区域控制器下的路口控制器。18
12、学习研究交通信号控制 SCATS组成结构组成结构SCATS工作站SCATS工作站：采用IBM兼容计算机 要求极低： 最低要求：CPU 1GHZ 内存 256MB 硬盘 20G 每个SCATS系统连接的管理控制工作站的数量没有限制，用户200个，同时允许30个工作站对系统操作 19学习研究交通信号控制 SCATS组成结构组成结构路口控制器SCATS路口控制器（ECLIPSE）RTA授权认证产品 针对路口特征的软件定义 多相位控制 特殊控制 高可靠性 高可维护性 20学习研究交通信号控制路口控制器路口控制器特征数据行人按钮检测 输入口车辆检测器行人信号灯组通讯SCATS 区域控制器区域控制器逻辑模
13、块车辆信号灯组832个输出 SCATS组成结构组成结构路口控制器21学习研究交通信号控制SCATS组成结构组成结构信号机信号机Eclipsep主要特点：RTA最新TSC4认证的SCATS控制器最大设计：32灯组输出48通道检测器输入+48路干触点输入 冲突监视 特殊用途输入、输出：12路 通讯：FSK、RS232p控制模式：手动、定时、感应控制； 降级无线缆协调； 黄闪； 紧急呼叫优先； 公交优先22学习研究交通信号控制控制器构造全铝合金设计控制模块化组合主要部件机箱地址板黄闪单元输出端子通讯隔离电源过滤电源开关及空开输出现场插座控制模块机箱CPM中央处理板LCM灯组控制板（8SG）PSM电源
14、板LDM车辆检测板SCATS组成结构组成结构信号机信号机Eclipse23学习研究交通信号控制SCATS组成结构组成结构信号机信号机Eclipse24学习研究交通信号控制SCATS组成结构组成结构信号机信号机Eclipse25学习研究交通信号控制SCATS组成结构组成结构信号机信号机Eclipse26学习研究交通信号控制SCATS组成结构组成结构信号机信号机Eclipse27学习研究交通信号控制 SCATS组成结构组成结构通讯通讯 SCATSSCATS的通讯的通讯 中央管理级、区域管理控制、用户端、与集成平台等之间的通信是通过TCP/IP协议通讯； 区域控制计算机与路口控制器之间的通讯可以根据
15、条件通过多种方式实现：1、FSK调制电话线通讯（沈阳、上海）2、点对点光纤RS232通讯（杭州、宁波、广州、合肥） 3、TCP/IP网络通讯（重庆、苏州、上海（部分）.） 4、无线（GSM）网络通讯（广州（部分） 5、以上多种形式并存28学习研究交通信号控制SCATS系统系统控制基本原理控制基本原理29学习研究交通信号控制系统控制的核心理念系统控制的核心理念系统控制的核心理念系统控制的核心理念p通过系统的合理配时“均衡”路网交通流量，达到对车辆、路网的“平衡”控制，提高整体效率！p在系统控制时综合考虑路网交通，如“绿波”设置也是有条件的，如考虑到绿波的下游是否有“消化”能力。p饱和流量时的协调
16、控制更偏重疏导路口排队堵塞等。30学习研究交通信号控制系统主要控制原理系统主要控制原理利用收集的交通情况实时全自动地优化以下交通控制参数周期周期Cycle Length灵活子系统连锁灵活子系统连锁LINKSDynamic Marriage相位（时）差相位（时）差OFFSETSsub-systems相位（时）相位（时）差差OFFSETSintersections绿信比绿信比Splits31学习研究交通信号控制SCATS系统系统基本原理基本原理系统控制原理系统控制原理SCATS的基本原理是采用有效的负反馈。这种设计能非常有效的适应交通路口的变化，能对路口的情况的变化自身作出调整。无须管理人员经常性
17、对系统干预。因此，非常适合交通发展迅速的中国城市。最佳效果最佳效果时间时间+F控制有效的反馈参数-DS视频与其他视频与其他车辆检测器车辆检测器线圈车辆检测器线圈车辆检测器32学习研究交通信号控制SCATS系统系统基本原理基本原理高效的高效的“集装箱运输集装箱运输”原理：原理：1、交通信号最佳工作条件是把交通车流分配为一个个车队(集装箱式）的通行2、“红灯”可以起到“整理车流”的作用3、“车间距”控制原理，与车型无关4、协调功能33学习研究交通信号控制SCATS基本原理基本原理“饱和度饱和度”控制原理：控制原理：1、绿灯时间的使用效率 充分对路口绿灯时间的利用，来提高路口交通通过效率2、停车线检
18、测器的使用34学习研究交通信号控制 DS = green-(unused green)/green Green ：可用绿灯时间Unused green ：大于或小于每条车道标准车间距标准车间距的时间 H标准车间距W浪费时间=unused green=T-HT实际车头时距HW基本概念基本概念 饱和度饱和度DST35学习研究交通信号控制基本概念基本概念 饱和度饱和度DSSCATS所使用的“饱和度”（DS），是指被车流有效利用的绿灯时间与绿灯显示时间之比。 式中： DS饱和度； g 可供车辆通行的显示绿灯时间总和（s）； g被车辆有效利用的绿灯时间（s）； T绿灯期间，停止线上无车通过（即出现空当）
19、的时间（s）； t车流正常驶过停止线断面时，前后两辆车之间不可少的一个空当时间（s）； h必不可少的空当个数。 参数g、T及h可以直接由系统、路口信号机、检测器提供一定程度上摆一定程度上摆脱了车辆尺寸脱了车辆尺寸折算为标准车折算为标准车的繁琐过程。的繁琐过程。36学习研究交通信号控制最大流量时的标准间隔时间是每天自校准的每天自校准的在交叉口过饱和的情况下，DS 可以 100%DS = green-(unused green)/green 基本概念基本概念 饱和度饱和度DS37学习研究交通信号控制SCATS系统系统基本原理基本原理时距控制原理时距控制原理用时间表示车间距，与车型无关；间隙计时器是
20、用来侦查车队通过；车头时距和浪费时间计时可用来看车队的通行效率；判断连续车队的指标：判断连续车队的指标：Headway：2.5sGAP:3.5sWast:7s （累计）38学习研究交通信号控制SCATS系统系统基本基本控制策略控制策略SCATS交通整体协调控制是根据区域交通数据实时响应交通需求和系统容量的变化，调整整个区域的信号时间以提供最佳的交通流，并确定每个交叉路口的最合适的绿灯定时以使相邻的交叉路口绿灯能连续，使车辆通过交叉路口时的延迟最小。称之为“战略控制”。系统进行整体协调控制，同时系统允许每个路口“各自为政”，实行车辆感应控制，称之为“战术控制”。 “战略控制”和“战术控制”有机结
21、合，大大提高系统的控制效率。协调控制协调控制SCATS控制策略：控制策略：“战略控制”结合“战术控制”39学习研究交通信号控制 “子系统子系统”控制策略控制策略1、由路网、流量条件划分2、通过周期、流量、时间、手动、强制等连接、或分开SS 1SS 6SS 2SS 3SS 4SS 15Possible MarriageCCCCCCCCritical JunctionSCATS系统系统基本基本控制策略控制策略40学习研究交通信号控制CCCCCSS1SS2SS3SS4SS5信号控制信号控制子系统子系统（SS）41学习研究交通信号控制子系统子系统Sub System子系统是SCATS战略控制的基本单位
22、，每个子系统包含一个或多个路口，但只有一个关键路口。关键路口需要可变但准确的绿信比，以适应交通流的变化。同一子系统中的路口总是协调一致的，使用同一周期及相同的绿信比方案号。为适应关键路口的绿信比变化，非关键路口的绿信比值可以与关键路口有所差异。42学习研究交通信号控制CCCCC关键路口关键路口与子系统与子系统C = 关键关键43学习研究交通信号控制每个子系统只可有一个对选择子系统交通控制方法有效的关键路口。子系统的非关键路口数量是无限制。选好的交通控制方案号是用于整个子系统不单用于一个路口。 所以所有子系统的路口都要有适当的交通控制方案。关键路口关键路口44学习研究交通信号控制周期周期, 绿信
23、绿信比和时差计算方案比和时差计算方案的的选择选择需需考虑整考虑整个个子系统子系统。子系统内所有路口都使用子系统内所有路口都使用同一同一: 绿信比计算方案号绿信比计算方案号 周期时间周期时间 相位相位差差计算方案号计算方案号子系统交通协调子系统交通协调45学习研究交通信号控制子系统的自动连接子系统的自动连接为了实现更多路口的协调，相邻子系统可以连接在一起，构成更大的协调系统，且共用一个周期时间。该连接决定各子系统之间的相位差，连接可以是永久的，也以可以是临时的。当子系统之间需要协调运行时，子系统就可以连接在一起，构成大范围系统协调。当一个或多个子系统以低周期各自运行才有效率时，其连接就会断开。4
24、6学习研究交通信号控制CCCCCSS1SS2SS3SS4SS5可连锁可连锁(结婚结婚)（Marry）子系统交通协调子系统交通协调有必要时，动态式连锁有必要时，动态式连锁47学习研究交通信号控制 子系统间可以连锁(交通协调)成为更大的 “系统”. 连锁子系统内所有路口都需要运行同一周期才可以保持交通协调。SS1SS2SS3子系统交通协调子系统交通协调48学习研究交通信号控制CCCCCSS1SS2SS3SS4SS5无需连锁无需连锁(离婚离婚)（Divorce）交通状况差别大时，就可离婚交通状况差别大时，就可离婚子系统交通协调子系统交通协调49学习研究交通信号控制SCATS系统系统控制基本参数控制基
25、本参数50学习研究交通信号控制周期（CL）绿信比（Split）相位差（Offset）相位（Phase）系统的系统的基本基本控制参数控制参数51学习研究交通信号控制基本概念基本概念周期周期在单独信号控制路口在单独信号控制路口 :周期延迟Co - 最佳周期延迟会快速提升.引起车辆排长队52学习研究交通信号控制周期是运行所有相位所需的时间周期是运行所有相位所需的时间有效范围有效范围 20 - 240 秒秒一般范围一般范围 50 - 180 秒秒基本概念基本概念周期周期53学习研究交通信号控制SCATSSCATS系统周期与饱和度系统周期与饱和度系统周期与饱和度系统周期与饱和度DSDS的关系的关系的关系
26、的关系 Max.(160)Stretch(150)Alt.2(100)Alt.1(80)Min.(50)Max.DS（96）Stretch DS（86）Stretch DS-10（76）SA中最小周期控制参数饱和度周期时长54学习研究交通信号控制最小周期：在交通量极小及跳过某些相位的情况下采用两个跳跃周期：决定于流量，使周期更快适应流量及协调控制跳跃周期设置：一般每个周期的SA流量在612辆Stretch cycle time:主周期时间，当周期大于主周期时间时，主相位DS作为主要的控制参数Maximum cycle time:子系统最大周期时间周期的设置周期的设置基本概念周期55学习研究交通
27、信号控制相位所占时间与周期的百分比相位所占时间与周期的百分比相位相位 A = 55%相位相位 B = 20%相位相位 C = 25%基本概念绿信比（基本概念绿信比（Split)56学习研究交通信号控制在某路口指定方向在某路口指定方向:Split %延迟延迟会快速提升.引起车辆排长队Equisat - 均匀饱和度的时比基本概念绿信比（基本概念绿信比（Split)57学习研究交通信号控制 LCLHCL：可定义的最小大周期SCL1和SCL2：依流量变化而使用的可选最小周期XCL: 可变阶段相位饱和度阈值绿灯时间ABCSCLXCLHCL周期对应绿信比关系周期对应绿信比关系NX应用：无主相位效应，各相位
28、按比例分配时间基本概念绿信比ABC均指相位周期时间58学习研究交通信号控制绿信比方案的选择是以子系统为基本单位进行的。SCATS自动地选择预先设置预先设置的绿信比方案。通过对比运行当前绿信比与计算实行其他所有的绿信比所获得的饱和度来选择。绿信比的选择（绿信比的选择（Split)基本概念绿信比饱和度是SCATS系统的关键控制参数！绿信比方案的选择与信号周期的调整交错进行！两者结合起来，对各相位绿灯时间不断调整的结果，使各相位饱和度DS维持大致相等的水平，即“等饱和度等饱和度”原则。原则。59学习研究交通信号控制例如：SCATS在实行当前方案2所测量的各个最忙方向通道的饱和度(DS)如下:A st
29、age DS = 80% B stage DS = 70% C stage DS = 60%A B C绿信比的选择（绿信比的选择（Split)实例分析实例分析基本概念绿信比60学习研究交通信号控制SCATS自动选择适应当前交通状况的绿信比方案自动选择适应当前交通状况的绿信比方案例例: 4套绿信比方案套绿信比方案绿信比的选择（绿信比的选择（Split)实例分析实例分析当前使用方案61学习研究交通信号控制其他因素不变，通过对比各相位 绿信比计算出各自的饱和度. 这样“预测”出采用方案1的各相位饱和度如下A stg DS = 80%B stg DS = 70%C stg DS = 60%当前当前SP
30、 2运行运行绿信比的选择（绿信比的选择（Split)实例分析实例分析基本概念绿信比62学习研究交通信号控制同样计算出各方案各相位的饱和度：同样计算出各方案各相位的饱和度： 哪个方案是应该选择的哪个方案是应该选择的“最合适最合适”的？的？绿信比的选择（绿信比的选择（Split)实例分析实例分析基本概念绿信比63学习研究交通信号控制SCATS 选择所有最高饱和度中最低的绿信比方案。在上面的例子中，SCATS将投票给方案3，方案3的最高饱和度为73，是所有方案中最低的。在3个周期内两次投票给同一绿信比方案，系统将选择该方案运行。绿信比的选择（绿信比的选择（Split)实例分析实例分析基本概念绿信比6
31、4学习研究交通信号控制每个路口可以有 1, 4, 8 或 16 绿信比方案每个相位绿信比变化不小于2，但不大于6在相连的两个方案中，只可以有两个相位改变比例绿信比方案也包含其他重要的控制数据绿信比方案设置注意事项绿信比方案设置注意事项:绿信比的选择（绿信比的选择（Split)基本概念绿信比65学习研究交通信号控制每个绿信比方案可以有1、4、8、16个方案供选择绿信比的选择（绿信比的选择（Split)基本概念绿信比66学习研究交通信号控制在执行的方案主相位相位占周期定义方案数量相序选择特殊标志控制绿信比的选择（绿信比的选择（Split)基本概念绿信比67学习研究交通信号控制绿信比绿信比- -非常
32、重要的参数非常重要的参数包括：包括：相位在周期中获取的相位在周期中获取的时间时间相位呼叫相位呼叫相位的延长相位的延长相位的顺序相位的顺序特殊标志控制特殊标志控制绿信比的选择（绿信比的选择（Split)基本概念绿信比68学习研究交通信号控制绿信比方案的特性设置，用于相位呼叫、绿信比方案的特性设置，用于相位呼叫、延长相位等：延长相位等：PDPD相位在任何条件下均被呼叫；相位在任何条件下均被呼叫； （包括手动控制时也不能跳过）（包括手动控制时也不能跳过）NSNS相位在当前相序中不可以被跳过；相位在当前相序中不可以被跳过；ASAS自动不可以跳过相位，当周期大于所自动不可以跳过相位，当周期大于所 设的双
33、周期值时；设的双周期值时；FSFS强制跳过相位，当周期小于所设的双强制跳过相位，当周期小于所设的双 周期值时；周期值时；FGFG允许该相位获取下一个相位的时间，允许该相位获取下一个相位的时间， 当下个相位无需求时；当下个相位无需求时；TGTG允许该相位获取上一个相位未用完的允许该相位获取上一个相位未用完的 时间；时间；（注意：主相位（注意：主相位TGTG具有相反的作用）具有相反的作用）NGNG表示该相位一定要用满所分配的时间表示该相位一定要用满所分配的时间 不能提前结束。不能提前结束。绿信比的选择（绿信比的选择（Split)路口基础数据路口基础数据基本概念基本概念绿信比绿信比69学习研究交通信
34、号控制相位差：路口与路口间某一指定相位起点与另一路口某一指定相位起点的时间差。Offset基本概念协调控制相位差（基本概念协调控制相位差（Offset)70学习研究交通信号控制4个相位差方案 ：低流量；双向流量均衡；上午高峰；下午高峰周期周期相位差相位差相位差相位差+20+10PP50100流量变化流量变化周期变化周期变化相位差变相位差变基本概念协调相位差基本概念协调相位差(Offset)71学习研究交通信号控制基本概念协调相位差基本概念协调相位差(Offset)72学习研究交通信号控制SS 1SS 6SS 2SS 3SS 4SS 15CCCCCCOffset相关设置：相关设置：子系统内部和子
35、系统之间的Offset的协调方向一定要一致PP1PP2PP3LP1LP2LP3子系统内部和子系统之间子系统内部和子系统之间Offset的协调的协调基本概念相位差73学习研究交通信号控制LP子系统之间子系统之间Offset周期周期相位差相位差相位差相位差+20+10100130流量变化流量变化周期变化周期变化相位差变相位差变基本概念相位差74学习研究交通信号控制Link子系统之间的连接子系统之间的连接车道（线圈）流量方向的连接设置，车道（线圈）流量方向的连接设置，包括：包括：路口相位线圈（方向）路口相位线圈（方向）忽略连接忽略连接永久连接永久连接强制连接：每周期通过强制连接：每周期通过N辆车时辆
36、车时投标连接：每小时流量达到投标连接：每小时流量达到N辆时辆时投票选择投票选择LP方案方案75学习研究交通信号控制 子系统连接时使用事项子系统连接时使用事项子系统连接时使用事项子系统连接时使用事项1）LP方案的设计，一定要通过多时段实际的应用观察来确定，理论计算值仅做设置参考；2）LP方案的切换或其他手动控制会引起几个周期的调整，短时间内影响路口的控制；3）一个路口可以同时进行多方向的协调控制；4）通过连接形成区域协调控制；5）连接控制时可能会降低某些路口的效率，但提高了整个区域的效率。76学习研究交通信号控制主主控式控式SCATS 系统系统系统系统功能功能77学习研究交通信号控制主主控式控式
37、SCATS 系统功能系统功能l信号控制l自动降级功能l系统监视l收集资料SCATS系统有四种控制模式，分别是单点感应控制模式、无电缆控制模式、联机主控模式、黄闪模式。其中有通讯的、完整的区域控制为联机主控模式，简称“主控式SCATS”,因此重点介绍！78学习研究交通信号控制主主控式控式信号控制信号控制主控式操作时，主控式操作时，SCATS 向路口控制器向路口控制器发出发出 “呼叫相呼叫相位位” 命令。命令。 这些命令要求路口控制器这些命令要求路口控制器 结束结束现时的相位现时的相位 同时同时 指定指定下一个运行相位。下一个运行相位。路口控制器不能自己选择相位。路口控制器不能自己选择相位。79学
38、习研究交通信号控制但是，路口控制器但是，路口控制器 不一定能够不一定能够 马上遵从马上遵从 SCATS 结束结束相相位的命令。位的命令。这命令必须延迟执行，如果路口控制器还没有结束安全这命令必须延迟执行，如果路口控制器还没有结束安全时间如时间如:相位最低绿灯时段相位最低绿灯时段信号灯组最低绿灯时信号灯组最低绿灯时间间段段人行灯绿灯与闪绿时人行灯绿灯与闪绿时间间段段主主控式控式信号控制信号控制80学习研究交通信号控制行人清除时间（行人清除时间（行人清除时间（行人清除时间（Walk Clearance)Walk Clearance)A PhaseB PhaseWalkClearance 1Clea
39、rance 2Red机动车相位机动车相位机动车相位机动车相位行人灯行人灯机动车、行人绿灯相位时序图机动车、行人绿灯相位时序图绿闪时间可变绿灯时间81学习研究交通信号控制SCATS 也可以授权也可以授权路口控制器在未收到路口控制器在未收到 SCATS发出结发出结束相位命令之前，束相位命令之前，自己自己根据车流情况根据车流情况判断判断“提早结束提早结束”相位相位。 即即自己以交通感应式结束相位战术控制自己以交通感应式结束相位战术控制。当然，为了保持原来周期，省下的时间需要加于其当然，为了保持原来周期，省下的时间需要加于其它相位它相位! !主主控式控式信号控制信号控制82学习研究交通信号控制SCAT
40、S系统的操作方式系统的操作方式:主控连接模式 (Masterlink)降级协调模式 (Flexilink)单点 / 独立式 (Isolated)黄闪模式自动降级自动降级功能功能83学习研究交通信号控制除了控制以外，SCATS 不断地检查路口控制器多种操作功能如： 检测器状态 实时显示车辆占有状态； 信号灯组状态 - 现时显示绿灯的； 控制器状态 - 能否工作正常； 多种计时器状态； 控制器故障与警报；主主控式控式SCATS系统监视系统监视84学习研究交通信号控制SCATS ACCESS 界面界面主控式SCATS系统监视85学习研究交通信号控制此外，SCATS提供友好的图形界面让操作员视察：现时
41、路口操作情况；系统交通情况；主主控式控式SCATS系统监视系统监视86学习研究交通信号控制SCATS记录：信号灯故障检测线圈故障通讯错误通讯线/网故障数据问题主主控式控式SCATS系统监视故障与警报记录系统监视故障与警报记录87学习研究交通信号控制主主控式控式SCATS系统监视故障与警报记录系统监视故障与警报记录SCATS自动把所有故障与警报储藏在硬盘档案。用户可选择保留多少天的档案。用户可以选择即时打印。SCATS 提供故障与警报档案分析软件，方便处理故障与警报。88学习研究交通信号控制SCATS Log中环区 编号为1998的路口在09年10月15日发生DA报警，报警线圈为1-6，8-11
42、 其中5号线圈为第一次报警普陀区 编号为849的路口在09年10月15日发生ST报警，报警时间是 上午10：40分。主控式SCATS系统监视89学习研究交通信号控制SCATS 操作时不断收集以下资料： 5 或 15 分钟车辆流量 0 到 24 个车道 战略性操作 实施的周期 实施的控制方案 现场车道资料 - 流量，饱和度，等 战术性操作 相位需求与延长主主控式控式SCATS系统系统收集资料收集资料90学习研究交通信号控制系统分析功能系统分析功能路口路口24小时的小时的5分钟流量分析分钟流量分析子系统运行记录子系统运行记录 主控式SCATS系统收集资料91学习研究交通信号控制系统分析功能系统分析
43、功能自适应自适应控制时控制时路口交路口交通流量、通流量、饱和度、饱和度、相位时相位时间控制间控制关系关系（示例）（示例）主控式SCATS系统收集资料92学习研究交通信号控制信号机特征软件信号机特征软件信号机特征软件信号机特征软件PersonalityPersonality相位行人信号灯排列信号灯组冲突表相位的车道检测器设置基本配时数据： 相位最小时间 相位最大时间 相位安全间隔时间 行人最小安全时间单点控制配时方案、时段 93学习研究交通信号控制SCATS系统系统扩展应用扩展应用94学习研究交通信号控制 交通灯交通灯控制路口控制路口SCATS系统的集成应用系统的集成应用先进性、开放性先进性、开
44、放性TCP/IPTCP/IP提供的提供的SCATSSCATS界面界面/ /协议协议1.1.SCATS SCATS 收集的交通资料收集的交通资料2.2.路口设备的操作状态，警报路口设备的操作状态，警报3.3.操作指令操作指令已经用于多个已经用于多个ITSITS系统系统悉尼奥运中央悉尼奥运中央ITSITS管理系统管理系统事件检测系统事件检测系统可变标志系统可变标志系统GISGIS地图显示系统地图显示系统KESASKESAS公路管理系统公路管理系统出入口交通控制器出入口交通控制器公路管理系统公路管理系统95学习研究交通信号控制SCATS SCATS 扩展应用公交优先扩展应用公交优先扩展应用公交优先扩
45、展应用公交优先96学习研究交通信号控制SCATSSCATS扩展应用公交优先扩展应用公交优先扩展应用公交优先扩展应用公交优先针对不同的城市BRT规划条件可以有不同的优先实现方式，主要分为三种实现方式：BRT车道优先方式；BRT车辆优先方式；基于车辆定位及运行时间表的公交“准时” 系统； 97学习研究交通信号控制BRT车道优先方式；顾名思义，信号系统针对BRT车道的车辆进行优先控制，因此这种优先方式适合于规划了BRT专用车道的路线。与信号系统的连接：仅需在距离路口80150米处的BRT专用道上埋设一个检测线圈，线圈连接信号机。 SCATSSCATS扩展应用公交优先扩展应用公交优先扩展应用公交优先扩
46、展应用公交优先98学习研究交通信号控制BRT车道优先方式：车辆优先的方式要求每辆BRT安装识别检测设备，同样在距离信号控制路口80150米的位置给信号系统发送请求优先信号。这种方式在国内应用比较普遍。它的系统组成包括： 1、BRT车辆安装的检测设备（如RFID卡）；2、路口检测接收设备，包括接受天线等3、公交车管理平台（可选） SCATSSCATS扩展应用公交优先扩展应用公交优先扩展应用公交优先扩展应用公交优先99学习研究交通信号控制SCATSSCATS扩展应用公交优先扩展应用公交优先扩展应用公交优先扩展应用公交优先100学习研究交通信号控制uSCATS系统系统可以采用多种优先控制，来满足不同
47、的优先需求：p紧急呼叫优先：信号控制器收到优先信号后，如果不在当前要求的通行相位时，系统在保证安全情况下，结束当前运行相位进入所需优先相位，这种方式对交通影响巨大，一般适用于消防车、医疗急救车等紧急状况，不适应于公交优先；p锁定请求相位优先：信号控制器收到优先信号后，如果不在当前要求的通行相位时，控制器按照运行相位顺序运行各个相位设定的最小相位时间后，进入所需优先相位，这种方式对交通影响也比较大，适用于一般的警务需求或火车道口等状况，也不建议应用于公交优先；p相对优先：在保证基本交通情况下，给予公交车适当的优先通行权。SCATSSCATS扩展应用公交优先扩展应用公交优先扩展应用公交优先扩展应用
48、公交优先101学习研究交通信号控制SCATS交通控制系统给予优先通行信号，请求信号采用干触电信号。系统收到优先请求后，当前不是运行在BRT通行相位时，信号系统提前开启BRT通行相位，尽量让BRT优先通过； 收到优先请求后，当前正在运行BRT通行相位的后程时，系统延长该BRT通行相位，尽量让BRT顺利通过；收到优先请求后，当前正在运行BRT通行相位的前半程时，BRT有充足的时间通过路口，系统不作优先处理； SCATSSCATS扩展应用公交优先扩展应用公交优先扩展应用公交优先扩展应用公交优先102学习研究交通信号控制无公交要求时无公交要求时无公交要求时无公交要求时SCATSSCATS扩展应用公交优
49、先扩展应用公交优先扩展应用公交优先扩展应用公交优先103学习研究交通信号控制公交提前、延长要求时公交提前、延长要求时公交提前、延长要求时公交提前、延长要求时SCATSSCATS扩展应用公交优先扩展应用公交优先扩展应用公交优先扩展应用公交优先104学习研究交通信号控制公交优先在上海公交优先在上海公交优先在上海公交优先在上海的应用的应用的应用的应用105学习研究交通信号控制信号优先方法信号优先方法本工程示范研究设计并实施了该线路上3种优先方案的融合。（1）龙华路、瞿溪路、丽园路、合肥路、威海路、北京西路的主动请求式公交信号优先。（2）复兴中路预信号优先。（3）大沽路、延安中路、金陵西路、淮海中路等
50、路口公交车绿波优先。106学习研究交通信号控制复兴中路预信号优先复兴中路预信号优先通过预置信号，保证公交车在社会车辆前进入该车道，常见于进入交叉口后公交车不再有专用道。107学习研究交通信号控制公交优先在上海的应用公交优先在上海的应用公交优先在上海的应用公交优先在上海的应用108学习研究交通信号控制公交优先在上海的应用公交优先在上海的应用公交优先在上海的应用公交优先在上海的应用109学习研究交通信号控制陆家浜路案例介绍陆家浜路案例介绍陆家浜路案例介绍陆家浜路案例介绍110学习研究交通信号控制绿波技术工程示范方案绿波技术工程示范方案绿波技术工程示范方案绿波技术工程示范方案111学习研究交通信号控
51、制跨龙路现状配时方案跨龙路错位绿波实施方案跨龙路错位绿波实施方案跨龙路错位绿波实施方案跨龙路错位绿波实施方案跨龙路实施错位绿波后的配时方案112学习研究交通信号控制系统系统优先控制的需要关注的问题优先控制的需要关注的问题：任何的方向优先控制，总是挤占其他方向的资源，所任何的方向优先控制，总是挤占其他方向的资源，所以对于优先的控制，必须综合考虑路口路段的交通状况，以对于优先的控制，必须综合考虑路口路段的交通状况，考虑其他方向的交通承受能力。考虑其他方向的交通承受能力。在实行优先控制时，也要考虑到在实行优先控制时，也要考虑到BRT车辆运行班次的车辆运行班次的密度，我们认为最少密度，我们认为最少34
52、个信号周期以上，提供一个优个信号周期以上，提供一个优先控制是合适，若密度太高，甚至每个周期均有优先请先控制是合适，若密度太高，甚至每个周期均有优先请求，那么对路口信号的控制会产生巨大的不利影响。求，那么对路口信号的控制会产生巨大的不利影响。SCATSSCATS扩展应用公交优先扩展应用公交优先扩展应用公交优先扩展应用公交优先113学习研究交通信号控制西藏南路可变车道的应用西藏南路可变车道的应用西藏南路可变车道的应用西藏南路可变车道的应用可可可可变变变变车车车车道道道道可可可可变变变变车车车车道道道道114学习研究交通信号控制直行待行区的应用直行待行区的应用115学习研究交通信号控制直行待行区的应用直行待行区的应用116学习研究交通信号控制天目路转盘信号控制天目路转盘信号控制117学习研究交通信号控制鲁班路转盘信号控制鲁班路转盘信号控制118学习研究119学习研究
