交通信号控制系统.doc

第1章 交通信号控制系统本次玉溪市交通信号控制系统针对招标文件技术要求，并充分考虑了未来的扩充和联网。此次采用的是无锡公安交通管理研究所的HT940A型交通信号控制机，该款信号控制机控制功能相当强大，性能稳定可靠，使用维护便捷，具有单点自主工作和区域联网的运行的能力，是适合我国大中城市交通自动化控制系统工程最理想的基础配套设备。1. 系统结构考虑到未来的技术发展，准备采用三级递阶分布式控制结构，即路口控制机级、区域控制级与中央控制级。其中区域控制计算机与中央控制计算机之间的网络联接既可以是局域网也可以是远程网。其逻辑结构如下图所示：区域控制级区域控制级区域控制级路口控制机路口控制机路口控制机路口控制机路口控制机路口控制机中央控制级 一台区域信号控制机可以控制64个路口交通信号机，区域信号控制机的数量只受计算机系统资源的限制。另外，对任何一台区域控制计算机可以挂接终端计算机，其数量也只受计算机系统资源的限制。各控制级的主要功能如下：中心控制级l 监控整个系统的运行；l 协调区域控制级的运行；l 具备区域控制级的所有功能。区域控制级l 监控受控区域的运行；l 对路口交通信号进行协调控制；l 对路口交通信号机的工作状态和故障情况进行监视；l 通过人机会话对路口交通信号机进行人工干预；l 监视和控制区域级外部设备的运行；l 进行交通流量统计处理。路口控制级l 控制路口交通信号灯；l 控制路口倒计数显示屏；l 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；l 接收处理来自区域计算机的命令，并向区域计算机反馈工作状态和故障信息；l 具有单点优化控制能力，根据流量对信号周期和绿信比进行配时。l 终端控制为了方便灵活地控制系统，系统应可挂接终端控制计算机，终端控制计算机提供与区域控制计算机完全同样的显示操作功能，挂接的终端控制计算机既可以是本地的（如放在指挥中心的任何一间办公室），也可以是远程的（如在任何地方通过公共电话线路或网络）。根据目前的控制范围，只需在交通指挥调度室设一个区域级控制即可（兼作中央级控制）。需要时，增加多台区域控制机和中心控制机，实现三级控制，系统扩充方便。系统配置结构见下图 中央控制计算机区域控制计算机数据通信集中器光端机光端机交通信号机 环形线圈检测交通信号灯交通信号机 环形线圈检测器交通信号灯光端机交通信号机 环形线圈检测器交通信号灯光端机 室外可变情报板光端机室外可变情报板交换机配 线 架、光 端 机 架控制工作站公安交通指挥中心2. 系统控制策略习惯上将交通信号控制方案的生成方法与运行方式的有序组合称之为系统控制策略。控制策略大体上可分为两大类，即定时控制策略和实时自适应控制策略。根据市区固有的交通特点出发，立足于道路交通的现实情况，采用集中管理、分散控制的实时自适应控制策略，保证系统的控制策略切实可行。交通信号的区域控制是建立在“子区”控制上的，划分子区是提高控制系统交通效益的战略措施，基本出发点是用不同的控制参数来适应局部地区的交通状况，简化优化算法，缩短优化时间，提高系统的实用性。3. 系统特点l 适合中国城市混合交通的特点，具有自行车控制功能；l 采用分布式自适应优化软件，强化单点优化和系统协调能力；l 支持多种硬件平台（微机、工作站以及大、中、小型计算机），多种软件平台（WINDOWS 98/NT/2000）；l 支持多种外部设备（动态地图板、室内信息板、室外信息板）；l 支持基于GIS的系统集成；l 系统配置灵活、裁剪方便；l 支持远程控制和维护；l 系统人机界面全汉化，显示内容丰富，采取可视化操作。4. 系统功能 交通信号实时自适应优化控制功能区域控制控制区内交通信号机与中央区域控制机联网运行，信号配时方案由优化算法软件实时生成，下载给交通信号机实施。系统优化软件是整个系统的核心，它直接决定了系统的运行效益。系统优化软件的主要任务是对信号控制参数：信号周期、绿信比、相位以及相邻路口的相位差进行优化、组合和控制，以实现控制指标的最优化，达到减少停车次数，降低延误时间，提高行车速度，降低油耗和噪声的目的。线控实施线控的路口交通信号机都在区域计算机的控制之下，信号配时方案由线控算法软件实时生成。特殊控制功能在特殊情况下，如消防、警卫、救护等，由指挥调度室发出指令，进行特殊控制，主要有：绿波控制信号灯按预定的路线进行绿波推进，以保证车辆畅通无阻。绿波线路由指挥中心指挥员预先设置。单点控制包括感应控制、无电缆联动控制、多时段（多方案）控制、定周期控制、手动控制、黄闪、关灯。闪光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。（主要用于夜间或车流量稀少的情况）全红路口所有方向的信号灯全亮红灯，用于特殊警卫任务。指定相位控制根据路口交通需求，由指挥中心发出命令控制信号相位的执行时间，进行交通疏导。人工控制可用笔记本电脑或控制面板等人工输入多相位信号控制方案，设定信号控制参数，控制信号机的运行。交通信息采集处理分析功能系统具有采集、处理、存储、提供控制区域内的车流量、平均车速、停车率、占有率、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，采集精度优于95%，能评估交通负荷度，建有交通信息管理数据库，可打印分析交通信息各类图表。系统监测功能对系统设备和软件的工作状态与故障情况进行全面监视和检测。遥设信号机参数在区域机和信号机通信正常的情况下，区域机可向信号机加载路口特征参数，区域机也可调看和修改信号机的配时参数。系统远程维护系统维护中心（设于公安部交通管理科学研究所内）可通过PSTN、DDN、ISDN等以远程联网方式注册进入用户系统，进行故障诊断和软件维护。中文交互操作界面采用操作便捷的图形及命令语句双重操作方式，提供一组下拉式命令菜单及交互式帮助。开放式网络接口提供开放的网络接口组件，便于纳入高一级的系统集成与互连。系统人机界面系统可以显示下列画面：l 路口机配时参数表l 路口机状态故障表l 系统结构图l 路网结构图l 路口结构图l 路口时距图l 车道周期流量图l 车道流量占有图l 检测器原始信息图这些画面既可以单独显示，也可以同时显示，可以改变其大小和位置。当同时显示多个画面时，利用“窗口”菜单中的“重叠排列窗口”和“紧密排列窗口”命令，可安排这些画面的显示；也可利用“窗口”菜单中的“分割窗口”命令对某个画面进行分隔显示，以比较画面中的不同部分。在画面的某些位置单击或双击鼠标，画面之间可以互相切换，同时还可以进行许多控制操作。路口机配时参数表该表实时显示路口信号配时情况，包括控制方式，周期开始时间、周期长度、相位序列及其长度。路口机状态故障表该表实时显示路口机的故障状态，包括控制方式、检测器状态、路口机状态。系统结构图显示整个系统结构，实时反映系统外部设备的故障状态情况，该画面有二个视窗，一个是系统结构图，另一个是外部设备的故障状态表。路网结构图该画面以电子地图为背景显示路网结构，实时显示受控路口的红绿灯变化情况和路口交通情况。路口结构图该画面共有二个视窗，一个是路口结构图，显示路口结构、每个车道的性质，实时显示车道的当前放行情况、车辆排队情况、车辆阻塞程度；另一个视窗实时显示路口信号配时表，包括路口控制方式、周期开始时间、周期长度、相位序列及其长度。路口时距图路口时距图主要功能如下：l 显示路口配时参数；l 调控路口配时参数；l 调显路口结构图；l 指定路口控制方式。l 车道周期流量图l 该画面实时显示路口车道在一个周期内车流变化情况。l 车道流量占有图l 该画面实时显示路口车道在一个周期内车流占有情况。l 检测器原始信息图l 该画面实时显示一个路口所有检测器的原始上送信息。5. 系统操作可以在中心控制计算机、区域控制计算机和终端控制计算机上实时地进行下述种类的任何操作。操作分为四种类型：l 基本操作l 系统配置l 设置和调看信号机属性参数l 流量统计所有的操作都是对话框和可视化图形相结合的形式，使操作直观简便。基本操作人工系统可以调看上述的任何一种显示画面，可以下达任何一种控制方式。系统配置l 人工可以实时配置下列系统属性参数：l 区域参数l 子区参数l 路口属性l 车道属性l 相位属性l 相序属性l 路网属性l 室外可变情报板属性l 绿波方案l 疏导方案l 固定配时方案l 单点时段调整设置和调看信号机属性参数l 可以设置和调看信号机