交通监控设施.ppt

上次课主要内容总结 一 交通信号1 交通信号灯2 其他交通信号3 交通信号灯的性能要求二 交通信号灯的构成1 信号灯具2 支撑结构3 控制系统三 支撑结构硬件参数1 悬臂尺寸2 立住构造3 基础4 地脚螺栓四 交通信号灯的设计1 信号相位2 相位配时方案 流线图 配时图3 控制参数 共33页第1页 第五章交通监控设施设计 5 1概述交通监控系统是车辆行驶的动态保障系统 与其他静态 安全 管理 设施共同构成了保障道路交通高效 安全的基础 偶发事件交通事故 车辆故障 道路及沿途设施损坏 气候变化等 静动结合静态交通工程设施对正常交通状态管理起到了关键作用 但难以及时处理上述随机事件 共33页第2页 饱和交通量 共33页第3页 当交通量达到或接近道路设计交通量时 道路上任何偶发事件若得不到及时处理 都将导致人民生命 财产的严重损失 交通动态系统是人们维护道路交通高效 安全运行的重要补充 城乡交通枢纽 政治经济生活 高速公路城市快速路立交 高架路城市干道 一 监控系统的功能和目标 1 功能交通信息的实时采集 信息传递 信息分析和处理 信息反馈等 交通监控系统要达到上述功能 应具备实时性 稳定性 可变性等性能要求 2 目标针对变化的交通状态 提供实时 合理的交通管理与控制 疏通交通阻塞 预防交通事故 减轻交通事故危害 共33页第4页 二 监控系统的组成 交通监控系统由信息采集子系统 信息提供子系统 监控中心三大部分组成 1 信息采集子系统现代道路上设置的用于采集交通及相关信息的设备和装置 如 摄像机 地感线圈 红外检测装置等交通信息采集子系统的功能 就是对原始信息的实时收集和预处理 使其转化成符合系统要求的信息文件 如 视频信息 数字信息 共33页第5页 交通流信息 交通量 车速 车流密度等 气象信息 风 雨 雪 雾等 环境信息 路况 有害气体等 其他异常事件 事故 施工等 常用装备 车辆检测系统 气象检测系统 环境检测系统 有线信息系统 声音 图象 巡逻车辆 共33页第6页 信息采集对象 红外限高检测装置 信息采集系统装备 安装于道路沿线的各类传感器 能实时 准确采集各类相关信息 共33页第7页 交通巡逻车 小型清障装备 福特交通指挥车 美国交警专用雪弗兰卡马罗系列巡逻车 配备雷达 大型车载计算机等装备的现场信息处理 传播车 交通巡逻车发展史 共33页第8页 2 信息提供系统 安装于道路沿线提供交通信息发送 诱导 控制 指挥等指令的设备 信息提供系统的作用 向使用者提供信息 向使用者提供建议 指令 向管理 求救部门提供信息 向社会提供信息信息提供系统是将控制中心的指令传输到道路沿线的载体 主要由有线 无线信息传输网络构成 如 交通电台 交通诱导牌 可变交通标志等 共33页第9页 信息提供系统的特点 该系统的特点是涉及面域大 工作条件恶劣 必须全天候分布于道路全线 监控中心虽然含有分散的子控制中心 但子控制中心的作用一般限于对局部的控制指挥 如 重要桥梁 大型隧道 一组匝道等 正常情况道路沿线信息发布和反馈 应该由总控制中心集中处理 为此 现代公路 城市道路在土建阶段就应处理好沿线通讯光缆 电缆埋设 或预留 等 共33页第10页 3 监控中心 监控中心是采集系统 提供系统的中间环节 是实施交通信息处理 交通控制和管理的核心 集中式监控中心一条公路 或一个区域 所有采集的交通信息 全部集中处理 统一反馈 分布式监控中心总监控中心下辖若干子监控中心 分布于道路沿线各个重要地点 重要的桥 隧 匝道 监控中心的主要构成大型多功能计算机 大型显示设备 控制台 共33页第11页 华盛顿监控中心 供管理人员操作的控制台 大型显示设备 华盛顿城市交通监控中心 共33页第12页 三 监控系统的分类 监控系统分类与分等 共33页第13页 主线控制 隧道控制桥梁控制 匝道控制 通道控制 综合控制ITS 初级控制 用于线 点等小范围控制 中级控制 用于关键区域有限范围控制 高级控制 用于区域内全面范围控制 1 主线控制 基本思想保证一个地区的交通主线畅通 可基本保证该地区的交通畅通 控制范围针对局域交通干线上异常信息的检测 处理和及时反馈 主线控制是相对独立的一种线性控制 比较容易实现 是我国目前交通控制中采取的主要形式 共33页第14页 2 隧道 桥梁 控制 对道路中大型 重要的隧道 桥梁 进行实时监控 属于点控制范畴 此类除具备主线控制的功能外 还应具备照明 通风 防毒 火警等控制和预警能力 共33页第15页 3 匝道控制 匝道是高速公路 高架路 大型立交桥等现代交通设施的重要组成 当交通干线的交通流区域饱和 或经常出现短时高峰 重要匝道的进出车辆将由于减速 分流等原因 会造成交通阻塞 针对交通实际需求 对高速公路 高架路重要匝道实施交通控制 共33页第16页 通道控制是一定区域内带状路网的交通控制体系 包括了主线控制 匝道控制功能 并通过设置一定的路径诱导系统 可变情报板等设备 达到区域重要局部实时监控的目的 集散公路一种道路体系 与高速公路平行且相距不远的干线公路 城市快速路等高等级道路 控制的意义存在集散道路的区域一般是交通的要害区域 不论是干线 集散公路 还是匝道 任何路段的交通堵塞都会波路网的交通畅通 共33页第17页 4 通道控制 区域局部控制 即智能运输系统 ITS 是针对更大范围公路网 城市路网的交通区域控制系统 综合控制是面域的管理与控制 也是未来交通控制的必然趋势 其实施的目标就是谋求整个路网交通运行的最佳效果 根据区域的具体交通状况 综合控制系统可能包含上述四类交通控制的全部内容 共33页第18页 5 综合控制 尽量接近监控对象 分中心监控范围小于50公里 5 2交通控制中心设计 功能 对各方面信息进行分析处理 制订和实施管理 控制方案一 监控中心机构设置位置监控中心的地理位置十分重要 对其监控功能的发挥有直接影响 监控范围 行政范围 设备布置 人员生活 址选考虑的因素 地方行政管理权的划分与统一 相关设备的合理 有效布置 接近城镇 具备较完善生活设施 共33页第19页 二 交通监控中心具备的功能 基本作用 对信息的分析 处理 决策常用设备 计算机 显示器 控制台1 监控中心的功能 宏观监视 通过显示设备等 全程交通运行状态 各子监控中心运行状态 下辖各系统硬 软件运行状态 设施工作效率 完好率 宏观调控 交通事件协调 交通宏观优化 共33页第20页 信息实时收集 包括交通数据 当地气象环境 报警求援 上级指令系统设备状态等音 图 文各类信息 信息的分析处理交通运行状态 局部方案决策 系统硬软件运行状态 统计分析 存储 打印等 共33页第21页 实施交通控制 通过对所有交通信息的综合分析对比 监控中心将以一定的形式完成发布指令 上报信息 临时特殊监控等工作 辅助管理在重大 特大偶发事件处理中 为现场指挥者提供可靠信息 涉及到 方案决策 相关部门协调如 应急事件中常需要交警 消防 医院 工程抢修等部门默契合作 统一调度 共33页第22页 三 主要硬件设备 1 综合控制台2 大型显示设备大屏幕投影仪 大型电子地图板 在控制中心可以展示所辖范围每个控制局部的静态 动态图 文信息 共33页第23页 中心控制台 操纵单元 操作工位终端设施 紧急电话控制单元 闭路电视控制单元 大型计算机 专用电话专用计算机 视频处理 3 计算机系统 计算机硬件构成系统主机 各类专用计算机 彩色成像 通讯 显示打印等终端设备 计算机软件构成包括系统支持软件 监控应用软件 两个问题交通监控系统计算机硬软件配备应实现 满足设计的监控功能 满足一定时期的增容 升级需求 共33页第24页 5 3信息采集子系统 信息采集系统是分布在道路沿线 实时收集受控路段上交通信息的执行部分 一 采集系统构成道路监控过程中 一切为获取交通信息所涉及的各类硬 软件设施 1 采集装置的特性 多样性 独立性 外场性2 信息采集设备 各类监测设备 传感设备 预处理软件 紧急电话 视频采集装置 共33页第25页 3 三大系统 现代实用的信息采集系统可分三类 共33页第26页 系统构成 数据信息采集设备 音频视频采集设备 辅助性信息采集设备 车辆检测环境检测气象检测 计算机实时处理 紧急电话电视监控 人工处理 可移动设备交通 气象电台 2 系统运行方式 由于采集系统的特点 要保证其有效应用 通常有两种运行方式 联机运行方式检测器采集的信息经自身子系统进行预处理 并自动 直接地通过传送系统 上传至控制中心分析处理 联机运行方式中的信息采集设备一般是固定安装的具有特定能功能的专用装置 如 视频采集装置直接将现场视频信息及时处理成数字信息 并同步输送至上级计算机 共33页第27页 联机运行方式的局限 本运行方式充分体现了是现代交通高效率 实时性特点 但在应用中涉及许多实际问题 相关设备的技术问题网络系统 外部设备的持久稳定问题等 地域局限性城市路网复杂 公路的地域广阔 外部设施难以全面覆盖 且某些局部亦未必需要 相关设备的利用率使用率低导致投资成本 使用成本增加 共33页第28页 脱机运行方式 采集到现场信息后不直接上传控制中心 而是就地处理 暂时存储 根据需要 现场子系统完成 将处理的结果通过当地控制系统实时执行 一定时间内将存储的信息上传控制中心脱机运行方式运行的信息采集设备 其现场工作相对独立 可以根据需要临时取舍 具有较大的灵活性 共33页第29页 脱机运行方式的特点 独立的子装置便于运用成熟的技术 独立性更强 可根据需要单独设立 提高相关设备的利用率实例 高速公路超速等违章城市交叉口闯红灯此类违章行为虽然一定程度影响了正常的交通秩序和安全 但只是潜在的危险 在繁忙的城市交通 封闭的高速体系 若将此类事件都在现场处理 反而回造成交通阻塞 共33页第30页 紧急电话 电视监控 监控系统中音频 视频采集这两大系统介于通讯与采集 联机与脱机的中间范畴 紧急电话形式上与常规电话相同 但在监控系统中是应付意外事件重要采集设施 属被动采集 电视监控交通信息通常要实时上传相关控制中心 但相当地域也采用脱机方式 该两大系统的音 像信息一般不作计算机处理 而是直接由现场人员观察 判断 并适当采取措施 共33页第31页 运行方式应适合现状需求 遵循性价比原则 采集系统的具体运行方式应视交通需求 道路环境 设备技术 经济条件等因素确定 如 桂柳 柳南 南北高速公路近十年广西高速公