交通信号控制系统方案建议书.doc

1-1 道路交通信号系统道路交通信号系统 方案建议书 目目 录录 1.概论概论1-5 1.1.交通信号控制系统目标及原理.1-5 1.2.设计规范.1-5 1-2 2.SMART UTC 总体设计总体设计 .2-1 2.1.系统硬件拓扑结构.2-1 2.2.SMART UTC 系统软件构成 .2-3 2.3.路口控制模式.2-4 2.3.1.半感应控制原理2-4 2.3.2.全感应控制原理2-5 2.4.行人过街控制.2-6 2.5.公车优先感应控制.2-7 3.SMART UTC 中心系统软件功能中心系统软件功能 .3-1 3.1.信号机数据编辑.3-2 3.1.1.选择信号机3-2 3.1.2.增加信号机3-3 3.1.3.删除信号机3-4 3.1.4.基本信息与参数编辑3-4 3.1.5.时间表方案编辑3-8 3.1.6.配时方案编辑3-9 3.1.7.相序设计3-10 3.1.8.感应方案3-11 3.1.9.系统检测器设置3-11 3.2.中心手动.3-12 3.2.1.系统控制3-13 3.2.2.信号机控制3-13 3.3.灯组及相位编辑.3-15 3.3.1.路口图片选择：3-15 3.3.2.相位选定：3-15 3.3.3.相位编辑：3-16 3.3.4.灯组编辑：3-16 1-3 3.4.子区编辑.3-17 3.4.1.子区信息3-17 3.4.2.其他3-17 3.4.3.命令按钮3-18 3.5.子区方案编辑.3-18 3.5.1.子区方案数据编辑3-18 3.5.2.绿波带时距图3-22 3.6.特勤方案编辑.3-22 3.7.当前信号机状态监视.3-24 3.8.所有信号机状态监视.3-26 3.9.子区状态监视.3-26 4.信号系统联网方案设计信号系统联网方案设计4-27 4.1.1.需求分析4-27 4.1.2.方案描述4-27 4.1.3.方案的优点：4-28 4.1.4.路口感应线圈埋设位置设计4-28 4.2.STC-1620 智能系统信号机.4-31 4.2.1.STC-1620信号机的性能及特征.4-31 4.2.2.STC-1620组成及架构.4-34 4.2.3.STC-1620设备规格.4-40 4.2.4.STC-1620信号机功能.4-41 4.3.感应检测器.4-48 4.3.1.DSP-224检测器4-49 4.4.信号机机箱.4-49 4.5.MVDS2004 系统检测器4-1 4.5.1.MVDS2004主机4-1 4.5.2.DSP-224车辆检测器4-5 1-4 5.设备配置设备配置5-1 5.1.信号控制系统.5-1 1-5 1. 概论概论 1.1. 交通信号控制系统目标及原理交通信号控制系统目标及原理 通过安装在道路上的车辆检测器，交通信号控制系统可以优化交通信号灯网络的交通 方案，使其适应交通流变化条件，从而使在控路网中运行的车辆的延误和停车次数达到最 小，交通信号控制系统全面实施以后，在控制区域内应达到：行车延误减少、行车速度提 高、停车次数减少。 系统既可根据预定的方案和从交通程序中在自动或手动选择方案来完成集中交通控制， 也可实时在线生成交通程序。同时可对路口机同步化监视，包括设备错误检测，自动计数 的车辆检测器数据的获取和车流量的统计输出以及矢量化路网图形及文字数据库数据的管 理。 系统配置包含以下分级控制： 中央控制设备 通讯子系统 区域控制器 路口机 模块化软件配置允许网络扩容，可根据控制区域的要求进行扩容。在局域网中组成各 节点的计算机适合控制系统的要求，完成不同类型的任务，如与道路设备通讯，在线或离 线进行控制计算，并完成图形系统和数据储存系统。控制区域可以轻易的向网络中添加新 计算机来完成通讯或控制计算任务。 软件按标准的客户/服务器（C/S）方式设计，可以根据需要自由配置客户端数量。 1.2. 设计规范设计规范 民用建筑电气设计规范 （JGJ/T16-92） 电气装置安装工程施工及验收规范 （GBJ232-92） 建筑物防雷设计规范GB50057-94（2000 年版） 道路交通信号控制机GA47-2002 2-1 2. Smart UTC 总体设计总体设计 图 2-1 信号系统的系统结构图。 EHL Smart UTC 中心系统 馈线 以太 网 CCU服务器 UTC 主机 UTC工作站 RS232 光端机 光端机 多串口服务器 中级机架光端机 RS 232 STC-1620 路口信号机 图 2-1 系统结构图 2.1. 系统硬件拓扑结构系统硬件拓扑结构 信号控制系统的硬件拓扑结构如： 2-2 UTC主机 路口信号机 STC-1620 RS232 UTC 工作站 100M 100M CCU 服务器 图 2-2 硬件拓扑图 2.2. Smart UTC 系统软件构成系统软件构成 SmartUTC 系统的软件共分为五个部分，各部分之间的关系如图 2-2 所示。 Smart UTC客户端软件 SmartUTC主控程序消息服务器 SmartCCU通讯控制程序 SmartDB数据管理程序 ORACLE 数据库 信号机的状态及 信号状态的消息 信号机的状态及 信号状态的消息 管理数据 管理数据 管理数据控制数据 控制数据 MTC-2000信号机 控制数据 与交通管理 平台的接口 中心 外场 图 2-2 Smart UTC 软件结构图 1）Smart UTC 客户端软件：是交通信号系统的用户操作界面，所有的有关系 统的设置、信号配时、状态监控等均由用户在此软件上进行操作。 2-3 2）Smart UTC 主控程序：是 Smart UTC 系统的核心，以服务形式 7*24 小时 不间断运行。这客户端软件提供系统的状态并接受用户指令，向下 CCU 转发。 3）Smart CCU 通讯控制程序：是一个对外场信号机进行通讯的应用服务， 7*24 小时不间断运行。 4）SmartDB 数据管理程序：是一个对 UTC 系统数据管理的应用服务，7*24 小时不间断运行，提供整个 UTC 系统的数据层接口。 5）消息服务器：通过消息服务器，UTC 系统提供出对交通管理平台 （ATMS）的接口实现。 3-4 3. Smart UTC 中心系统软件功能中心系统软件功能 Smart UTC 中心系统软件（EHL Smart UTC v4.0）是北京易华录信息技术有 限公司开发的一套用于交通信号控制的中心控制系统。包括 UTC 数据管理组件、 UTC 通讯管理组件、UTC 中央控制组件、SmartUtc 客户端组件。因为所有的系 统软件功能都是通过 SmartUtc 客户端来反映，下面将对 SmartUtc 客户端组件进 行论述。SmartUtc 客户端图形用户主控界面见所示： 图 3-1 SmartUtc 客户端图形用户主控界面 在上图中用户可以通下拉菜单或右侧 utc 面板对 UTC 系统进行操作，进入 UTC 主控窗口后可进行如下具体操作： 信号机数据编辑 中心手动 灯组及相位编辑 子区编辑 子区方案编辑 3-5 3.1. 信号机数据编辑信号机数据编辑 图 3-2 信号机数据编辑界面 通过工具条中的按钮，可选择查看和编辑信号机的数据项（如图 3-2 所示） ， 数据项包括基本信息、相序设置、时间表、配时方案、感应方案和检测器设置等。 3.1.1.选择信号机选择信号机 点击“选择 LC”后将显示所有已安装的信号机列表，如图 3-3 所示。 3-6 图 3-3 选择要编辑的信号机 在列表中点击您所要编辑的信号机然后按“确定选择” ，或双击信号机所在 列表项，编辑栏内将显示选定信号机的基本信息等。 选择范围选择范围：可设置列表框内 显示信号机的范围：全体或某子区。 搜索搜索：按名称搜索信号机。 3.1.2.增加信号机增加信号机 点击“增加 LC”后编辑栏中将出现一个列表框，显示所有已编辑的并且未 输入信号机信息的路口。软件界面如图 3-4 所示。 双击信号机所在的路口，将进入信号机的基本信息和参数编辑栏。 如果列表中没有路口可选，说明已编辑的路口均已输入信号机信息，或者路 口信息未输入，请进入“路口编辑“界面设计建立新路口。 基本信息编辑结束后点击“保存” ，信号机信息将写入数据库。 搜索搜索：按名称搜索信号机。 3-7 图 3-4 在系统中增加信号机 3.1.3.删除信号机删除信号机 删除当前显示的信号机，信号机信息及其所使用的方案将全部从数据库中删 除。 注意：如果信号机是子区的基准路口，则系统会提示“所删除的路口是一个 子区的基准路口” ，信号机无法删除。这是因为基准路口对子区的各项数据及方 案起着决定作用，如果要删除则需先删除子区，或改变该子区的基准路口。 3.1.4.基本信息与参数编辑基本信息与参数编辑 基本信息与参数编辑包括以下几个方面的配置和管理 基本信息设置 通信设置 信号机传输周期 控制策略设置 信号灯输出方式 3-8 3.1.5.时间表方案编辑时间表方案编辑 图 3-5 信号机时间表编辑 图 3-5 所示为时间表方案编辑。时间表方案包括日方案与周方案两项内容。 1）日方案 当信号机执行时间表控制方式时，按交通需求将一天分为若干时间段 （Segment） ，不同的时段可执行不同的配时方案(Program)。 2）周方案 编辑信号机周方案(WEEK PLAN)表。不同的周日可按周方案表执行指定的 日时方案。 3.1.6.相序设计相序设计 系统将常用的相序设计为相序表，在编制配时方案时只需选择相序编号即可。 图 3-6 是信号机相序表的编辑界面。 在左侧的列表框选择所要查看的相序编号，右侧将以图示的方法显示相序设 3-9 计。 图 3-6 信号机相序表编辑 3.1.7.系统检测器设置系统检测器设置 点击“系统检测器”按钮，将从信号机查询用于检测交通数据的系统检测器 的设置，并允许用户修改后下载到信号机，但应特别注意：系统检测器的设置关 系到 TFM 数据采集，所以应与 TFM 中“检测器配置”相符，最好是在“检测器 配置”窗口中进行下载操作。 3-10 图 3-7 系统检测器编辑 3.2. 中心手动中心手动 中心手动是指管理员在指挥中心直接对下端的信号机进行控制，用户界面如 图 3-8 所示。 图 3-8 信号系统中心手动 3-11 3.2.1.系统控制系统控制 系统对时系统对时：指挥中心直接对所有路口的信号机进行对时，确定时间一致； 启动新设置启动新设置： 当系统中的某些运行参数进行了改变后,如增加信号机,改变信 号机的通信端口和设置等,系统并不立即执行,而是在设定的系统重新加载设置的 时间到来时才会自动加载新设置. 如果希望系统立即加载新设置,可通过此功能按 钮强制系统重新启动。此操作需要几分钟的时间，请耐心等待。 3.2.2.信号机控制信号机控制 该模块主要用来针对某一个路口进行人工干预控制，作用范围比“子区控制” 与“系统控制”更小，包括“信号机复位” ， “信号机对时” ， “开始黄闪” ， “冲突 复位” ， “上传时间” ， “关闭信号机”等几个功能。 该对话框中的最上边现示您选定的信号机的信号机 ID，路口编号，路口名称 信息，窗口下面的列表显示所有信号机的基本信息。 如果您选定的信号机正处于中断状态，那么所有按钮为灰色，成为不可选状 态；如果您选定的信号机通信正常，那么所有按钮处于可选状态。 3-12 3.3. 灯组及相位灯组及相位编辑编辑 图 3-9 灯组及相位编辑 该模块用来设计和编辑路口每一个灯组所能控制的通行方向。可以对路口图 片、相位进行选择，对相位和灯组进行编辑。 3.4. 子区子区编辑编辑 在一条主路上将多个相近的路口划分成系统中一个相关的区域,成为一个子 区。系统软件可以对子区进行编辑和设置。 可以编辑子区方案，根据子区类型的不同显示子区方案。如果是周期子区， 则不显示路口方案列表，工具条上时距图和饼状图等功能按钮也将变灰。 子区方案数据编辑 绿波带时距图 3.5. 特勤方案编辑特勤方案编辑 特勤控制功能（VIP） ，信号机可采取立即或按时间表方式执行特勤控制功能， 此功能亦可完全由中心进行控制。 3-13 3.6. 当前信号机状态监视当前信号机状态监视 图 3-10 信号机状态 窗口中分为文字显示部分和图形显示部分。如图 3-10 所示。 “设备状态提示”描述当前信号机的的工作状态以及产生的各种故障，正常 状态对应的小图标是无色的，如果有故障或是工作状态发生了变化，那么左 侧对应的小图标是红色的。 3.7. 所有信号机状态监视所有信号机状态监视 图 3-11 显示了所有信号机的状态，显示列表中包括路口名称，通信方式， 工作方式，信号灯状态，相位差，故障事件提示等内容。 图 3-11 所示信号机状态监视 3-14 使用者可参照以上弹出对话框监视当前信号机状态。 3.8. 子区状态监视子区状态监视 显示一个子区中所有路口的信号机状态，如果包含的信号机大于八个，那么 系统将分页显示，文本显示出总的页数，您可以按上下页按钮进行翻页。 在每一个状态监视图片的下面，都会有一个提示，描述信号机在线，离线， 通信中断状态，并用不同颜色的字体显示。如果系统中还没有对路口进行灯组设 置那么监视窗口中不会出现即时刷新的方向箭头。 3.9. STC-1620 智能系统信号机智能系统信号机 3.9.1.STC-1620 信号机的性能及特征信号机的性能及特征 STC-1620 采用 16 位中央微处理器（CPU）作为信号机之控制处理核心，操 作者人机接口采用 LCD 显示屏，提供 8 行、每行 16 个汉字之功能选项表，操作 者可依菜单功能项目选择设定或查询，十分便捷，不须具专业技术即可轻易操作。 通讯接口提供二 RS-232C 及一组 RS-485，其中一组 RS-232C 接调制解调器 （Modem） ，与控制中心计算器联机，另一组 RS-232C 接手提测试机，仿真中心 计算器执行数据上传、下载及回收车辆检测器采集路口交通数据如：流量 （Volume） 、速度(Speed)，RS-485 通讯接口可连接倒定时器或外围智能交通管理 系统(ATMS)相关设备联机。 3.9.2.STC-1620 组成及架构组成及架构 STC-1620 信号机组成包括： 控制单元（微处理器模块、监视模块、显示控制面板模块、电源模块） 。 灯相输出模块。 闪烁模块。 输出/ 输入接口。 电源配置。 机柜(含小门手动装置)等。 3-15 3.9.3.STC-1620 设备规格设备规格 电气需求 1）消耗电力 ：220VAC 0.15A（不含灯泡负载） 。 2）电源瞬断 ：电源瞬断时间小于或等于 500ms，仍可正常运作。 3）交流漏电流：小于 3.5MA RMS。 4）绝缘耐压 ：电源初级端与机壳间施加 1000V RMS 电压一分钟，电压增 加率不超过 300 RMS/秒。 5）振动（Vibration）：峰值振幅 0.38mm，频率由 5HZ 升至 55HZ 再降至 5 HZ，扫描 15 分钟。 6）冲击（Shock） ：冲击强度 20G，冲击振波时间 11MS，每轴作三次同样 冲击。 7）雷击：上升时间 1.2s 振续时间 50s，10kV 以内。 使用环境 1）电源需求：180250VAC 503HZ。 2）适用温度：-2070。 3）相对湿度：595%（不结露） 。 3.9.4.STC-1620 信号机功能信号机功能 功能列表 图 4-12 是 STC-1620 的功能菜单。按类别可分为： 3-16 图 3-12 STC-1620 功能菜单列表 设备基本数据 1）日期、时间。 2）设备编号。 3-17 3）开机启始灯态为闪灯或全红及其时间(3-9 秒)选择设定。 4）闪灯为干支道均闪黄或干道闪黄，支道闪红或四面闪红三种选择。 5）执行闪灯时，行人红灯闪烁或不输出，行人清道闪烁灯态分为行人绿灯闪 或行人红灯闪供选择。 6）红灯结束变绿灯是否同亮黄灯再变绿灯或红灯闪烁供选择。 7）手动超时上限门坎值设定(099 分)。 8）时间调整分为中心对时、软件调整、50HZ