道路交通信號控制系統(tǒng)解決方案.doc

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交通信號控制系統(tǒng)解決方案 道路交通信號控制系統(tǒng)解決方案 文檔編號 SLMS-JT-IS-308X 版 本 V1.0-140707 編 制 鄭華榮 審 核 售前技術支持組 批 準 裴建軍 杭州海康威視系統(tǒng)技術有限公司 2014 年 07 月 。 -可編輯修改- 閱讀提示 一、文檔類別 智能交通基線方案。 二、適用性簡述 適用于城市道路交通信號控制系統(tǒng)，支持多 時段控制、感 應 控制、無纜線協(xié)調(diào)控制等 多種信號控制方式。 三、關聯(lián)可參考文檔 ?？低曋悄芙煌?系統(tǒng)產(chǎn)品手冊（ 08 道路交通信號控制系統(tǒng)） 。 -可編輯修改- 文檔控制 序號 修訂內(nèi)容 修訂時間 修訂人 審核人 1 形成版本 2014-02-25 鄭華榮 2 增加視頻車檢器介紹 2014-07-07 鄭華榮 以下方案正文 。 -可編輯修改- 目錄 第 1 章 概述 1 1.1 應用背景 1 1.2 行業(yè)現(xiàn)況及問題 1 第 2 章 設計原則、依據(jù) .3 2.1. 設計原則 3 2.2. 設計依據(jù) 5 第 3 章 系統(tǒng)設計 6 3.1 系統(tǒng)結構 6 3.2 系統(tǒng)組成 6 3.3 功能設計 7 3.3.1 交通參數(shù)采集、統(tǒng)計功能 .7 3.3.2 信號燈配時控制功能 8 3.3.2.1 多時段控制 8 3.3.2.2 感應控制 9 3.3.2.3 無纜線協(xié)調(diào)控制（綠波控制） 11 3.3.2.4 行人過街按鈕控制 13 3.3.2.5 公交優(yōu)先控制 13 3.3.2.6 全紅控制 14 3.3.2.7 閃光控制 14 3.3.2.8 手動控制 15 3.3.3 設備故障檢測、處理功能 .16 3.3.3.1 嚴重故障 16 3.3.3.2 一般故障 17 3.3.3.3 故障存儲與發(fā)送 18 3.3.4 信號機狀態(tài)監(jiān)視功能 18 。 -可編輯修改- 3.3.4.1 版本信息 18 3.3.4.2 通道狀態(tài) 18 3.3.4.3 檢測器脈沖 19 3.3.4.4 協(xié)調(diào)狀態(tài) 19 3.3.4.5 交通數(shù)據(jù) 19 3.3.4.6 信號機事件 20 3.3.5 校時功能 20 3.3.6 無線傳輸功能（可配） 21 3.3.7 信號機特征參數(shù)導入/導出 .21 3.3.8 擴展功能 21 第 4 章 前端子系統(tǒng)設計 23 4.1 系統(tǒng)架構設計 23 4.2 線圈布設 24 4.3 信號燈布設原則 25 4.3.1 基本原則 25 4.3.2 安裝數(shù)量 26 4.3.3 機動車信號燈安裝位置 27 4.3.4 非機動車信號燈安裝位置 29 4.3.5 人行橫道信號燈安裝位置 30 第 5 章 網(wǎng)絡傳輸子系統(tǒng)設計 31 第 6 章 后端管理子系統(tǒng) 32 6.1 平臺概述 32 6.2 平臺功能設計 32 6.2.1. 狀態(tài)顯示及控制 32 6.2.2. 勤務預案功能 34 6.2.3. 故障報警預處理功能 34 6.2.4. 交通流數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能 34 。 -可編輯修改- 6.2.5. 運維管理 35 6.2.6. 日志管理 36 第 7 章 核心設備介紹 37 7.1 交通信號控制機 37 7.2 視頻車檢器 39 第 8 章 系統(tǒng)特點 41 8.1. 靈活適應的控制方案 41 8.2. 設備快速維護及修復 41 8.3. 獨立、穩(wěn)定的故障檢測處理 .41 8.4. 開放式 NTCIP 協(xié)議 42 交通信號控制系統(tǒng)解決方案 1 第 1 章 概述 1.1應用背景 隨著我國汽車擁有量的持續(xù)增加和城鎮(zhèn)化水平的日益提高，道路 交通量的增長速度和人口向城市的聚集速度也在不斷加快，由此進一 步加劇了城市的交通問題。為了解決城市交通問題，我們的國家、各 級政府和研究機構一直在致力于尋求解決的方案和各種措施。然而， 進入 21 世 紀以來，我們普遍看到的情況卻是，我國的城市交通 問題 不但沒有得到根本性的解決，而且愈演愈烈。 這樣的城市路況背景下，引入一套先進的交通信號控制系統(tǒng)顯得 尤為重要?？茖W的交通信號燈控制系統(tǒng)能在有限的道路空間上，合理 地分時、分路、分車種、分流向使用道路，使路網(wǎng)交通壓力均分，實現(xiàn) 道路交通的有序、高效運行。 1.2行業(yè)現(xiàn)況及問題 目前我國各城市都加大力度進行基礎設施建設和城市改造建設， 交通信號控制系統(tǒng)作為 ITS 的一個子系統(tǒng)，各個城市都建設了許多。 信號控制系統(tǒng)普遍采用多時段定時信號機、感應式信號機和集中協(xié)調(diào) 式信號機。但各地普遍存在重建設、輕應用的問題，且系統(tǒng)建成后，如 何更好的使用，如何更好地發(fā)揮其效果，各地都比較欠缺。 絕大多數(shù)城市，各路口信號控制建立時間前后相差較遠，各路口 。 -可編輯修改- 信號控制機類型并不統(tǒng)一。城市管理者逐漸發(fā)現(xiàn)設備類型的繁多、相 互之間的不兼容給交通信號控制系統(tǒng)進一步擴充、發(fā)展帶來了一系列 的問題，主要表現(xiàn)在： ? 技術力量和專業(yè)人員配備不夠； ? 系統(tǒng)建設后期管理和維護問題； ? 設備的兼容性和穩(wěn)定性差； ? 控制策略不夠優(yōu)化； ? 單個系統(tǒng)覆蓋范圍小。 。 -可編輯修改- 第 2 章 設計原則、依據(jù) 2.1. 設計原則 以上文分析結果為出發(fā)點，在總體原則上，我們按照“ 技術上的 先進性，使用上的穩(wěn)定性，產(chǎn)品的集成化，升級上的可拓展性，操作上 的友好性”進 行系統(tǒng)設計 。 ? 先進性 系統(tǒng)的設計應該具有技術先進性，所采用的理念、技術應當是業(yè) 內(nèi)領先的，并能代表未來的發(fā)展方向。 在系統(tǒng)設計過程中，充分借鑒、利用國內(nèi)外的先進技術和成功經(jīng) 驗，在系統(tǒng)結 構上和設備選型上精益求精，將這些代表行業(yè)發(fā)展趨勢 的先進技術有機結合在一起，設計出一套性能優(yōu)異的交通信號控制系 統(tǒng)。整個設計 具有一定的超前意識而不局限于目前的使用條件和規(guī)模。 ? 穩(wěn)定性 交通信號控制系統(tǒng)是一個系統(tǒng)牽涉面廣、運行環(huán)境惡劣、不間斷 使用的復雜系統(tǒng)。系統(tǒng)設計時要統(tǒng)籌考慮所用設備和控制系統(tǒng)，符合 當前技術和交通管理部門管理工作的發(fā)展方向，同時系統(tǒng)選用成熟的 技術，減少系 統(tǒng)的技術風險。 ? 集成化 前端信號機應高度集成信號輸入模塊、數(shù)據(jù)處理與存儲模塊、主 。 -可編輯修改- 控優(yōu)化模塊、信號輸出模塊。其中信號輸入模塊支持多種不同格式的 信號輸入，無需配備其他轉接、輔助設備；信號輸出模塊支持多種驅 動信號輸出，支持有線、無線數(shù)據(jù)傳輸方式。 高度集成化的信號機可實現(xiàn)路口不同交通設備的集成控制和信 息共享，包括交通信號控制設備、交通誘導屏、電子警察、視頻監(jiān)控， 使交通信號控制機具有較強的實時控制、協(xié)調(diào)能力，以適應智能交通 系統(tǒng)發(fā)展的要求。 ? 可拓展性 不同客戶的訴求是不同的，這就要求我們的核心架構具有足夠的 靈活性，具有良好的分層、模塊化設計。 針對 不同的應用場景可以實 現(xiàn)靈活、快速的定制，及時響應客戶需求。 系統(tǒng)應采用靈活、開放的模塊化設計，賦予結構上極大的靈活性， 為系統(tǒng)擴展、升級及可預見的管理模式的改變留有余地。采用開放性 和通用性好的系統(tǒng)軟、硬件技術，提供與其它交通管理系統(tǒng)聯(lián)接的接 口，以適應 交通管理業(yè)務不斷發(fā)展的需要，最大限度地保護系統(tǒng)的長 期投資。 ? 易用性與易維護性 系統(tǒng)主要使用人員為交警和有關領導，從滿足交警實戰(zhàn)需要出發(fā)， 系統(tǒng)采用簡潔、友好的人機界面，具有多媒體化操作設計，在出現(xiàn)系 統(tǒng)故障時，能 夠簡便快捷的進行處理。前端設備支持遠程升級和遠程 故障排除功能，維護便捷，降低系統(tǒng)運維管理成本。同時可自動檢測 。 -可編輯修改- 系統(tǒng)中設備的運行狀態(tài)，并給出詳細參數(shù)，以輔佐管理人員及時準確 地判斷和解決問題。使用穩(wěn)定易用的硬件和軟件，完全不需借助任何 專用維護工具，既降低了對管理人員進行專業(yè)知識的培訓費用，也節(jié) 省了日常頻繁地維護費用。 2.2. 設計依據(jù) 《道路交通信號控制機》（GA/47-2002） 《道路交通信號控制機安裝規(guī)范》（GA/T489-2004） 《道路交通信號倒計時顯示器》（GA/T508－2004） 《城市交通信號控制系統(tǒng)術語》（GA/T509-2004） 《城市道路交通信號控制方式適用規(guī)范》（GA/T527-2005） 《人行橫道信號燈控制設置規(guī)范》(GA/T851—2009) 《道路交通信號控制機與車輛檢測器間的通信協(xié)議》（GA/T920-2010） 《交通信號控制機與上位機間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議》（GB/T20999-2007） 《道路交通信號燈設置與安裝規(guī)范》（GB/14886-2006） 《道路交通信號燈》（GB/14887-2011） 《道路交通信號控制機》(GB/25280-2010) 其他國家相關的政策法令、法規(guī)文件。 。 -可編輯修改- 第 3 章 系統(tǒng)設計 3.1系統(tǒng)結構 環(huán) 形 線 圈 信 號 機 視 頻 車 檢 器 信 號 機 光 纖 收 發(fā) 器 光 纖 收 發(fā) 器 傳輸網(wǎng)絡 圖 注 ： 光纖 網(wǎng)線 中心平臺 信號 / 控制線 ? ? ? ? ? ? 圖 1 系統(tǒng)結構示意圖 3.2系統(tǒng)組成 交通信號控制系統(tǒng)由前端子系統(tǒng)、網(wǎng)絡傳輸子系統(tǒng)以及后端管理 子系統(tǒng)三大部分組成，實現(xiàn)對路口交通信號配時方案的自動控制、優(yōu) 化，同時系 統(tǒng)還兼具交通參數(shù)采集功能，能夠實時采集、統(tǒng)計交通流 信息，供配時優(yōu)化軟件使用。 ? 前端子系統(tǒng) 以信號機為主體，可根據(jù)信號機本身或中心下發(fā)的指令改變道路 交通信號燈狀態(tài)，調(diào)節(jié)配時并控制道路交通信號燈運行。同時兼具交 。 -可編輯修改- 通參數(shù)采集功能，支持采集、處理、存 儲流量、占有率、排 隊長度等交 通參數(shù)，以供交通信號配時優(yōu)化軟件使用，同時供交通疏道和交通組 織與規(guī)劃使用。 ? 網(wǎng)絡傳輸子系統(tǒng) 負責數(shù)據(jù)的傳輸與交換。中心網(wǎng)絡主要由接入層交換機以及核心 交換機組成。 ? 后端管理子系統(tǒng) 由區(qū)域計算機和中心管理平臺組成。區(qū)域計算機主動對前端交通 流數(shù)據(jù)進行分析，自適應的選擇合適的信號配時方案，并實時下發(fā)到 各個路口對應的信號機。中心管理平臺負責實現(xiàn)對轄區(qū)內(nèi)相關數(shù)據(jù)的 匯聚、處理、存儲、應用、管理與共享。 3.3功能設計 3.3.1 交通參數(shù)采集、統(tǒng)計功能 前端信號機配備有車檢板，支持地埋線圈的接入，可實現(xiàn)控制區(qū) 域內(nèi)車流量、占有率、 車速、排 隊長度等交通參數(shù)的采集、處理和存儲。 交通信號控制系統(tǒng)可根據(jù)前端獨立的車輛信息來直接調(diào)整對應信號 燈的綠信比，也可根據(jù)區(qū)域整體的車流狀況對信號燈配時方案進行針 對性的區(qū)域協(xié)調(diào)。同時這部分交通參數(shù)信息也可提供到其他相關聯(lián)的 交通管理系統(tǒng)使用。 。 -可編輯修改- 圖 2 交通參數(shù)統(tǒng)計功能示意圖 除了地感線圈的檢測方式外，本系統(tǒng)還支持其他檢測方式的接入， 如微波、視頻 等，可充分共享現(xiàn)有的交通資源達到交通優(yōu)化管理的目 的。 信號機支持接入視頻車檢器，具體的應用介紹參加下文“核心設 備介紹”部分。 3.3.2 信號燈配時控制功能 本系統(tǒng)支持靈活的信號燈控制方案配置。主要控制方式描述如下。 3.3.2.1 多時段控制 多時段控制，根據(jù)交通需求變化情況，把一天的時間分成若干個 控制時段，隨 時間的推移，按預置的方案自動運行。各個方案運行期 間信號周期、綠信比、相序不隨道路狀況的變化而變化。 多時段控制特別適合于交通量相對規(guī)律的交叉口，其信號配時方 案是根據(jù)典型狀況的歷史交通數(shù)據(jù)制定的。 。 -可編輯修改- 圖 3 多時段控制方案圖 3.3.2.2 感應控制 感應控制，信號機根據(jù)車輛檢測器測得的交通流數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)信號 配時的控制方式。感應控制的前提是建立檢測器與相位的對應關系， 這里包括車輛檢測器和行人檢測器。 在交通量變化大而不規(guī)則、難于用定時控制處置的交叉口，以及 在必須降低對主要干道干擾的交叉口上，用感應控制效益更大。 ? 干道上的感應控制 相位在感應時間窗口內(nèi)接收到來自檢測器的請求，則增加一個延 長綠的綠燈相位時間，以保證車輛能順利通過該路口。 感應控制下默認運行最小綠燈時間，根據(jù)車輛檢測信號遞進增加 綠燈時間，直到?jīng)]有通行請求或增大到最大綠燈時間。 。 -可編輯修改- 圖 4 感應控制示意圖 時 長 t ， 表 示 延 長 綠 時 間 ， 感 應 控 制 后 ， 綠 燈 時 間 增 長 至 T + t 表 示 感 應 窗 口 時 間 ， 一 般 為 綠 燈 倒 數(shù) 6 ~ 9 秒 T t T + t 圖 5 感應控制時間軸變化 ? 支路上的感應控制 這種系統(tǒng)，在每個交叉口的支路上安裝檢測器，支路檢測有車時， 僅允許支路不影響主街連續(xù)通行的前提下，可得到基本配時方案內(nèi)的 部分綠燈時間，并根據(jù)交通檢測的結果，支路的綠燈一有可能就盡快 結束，初始原則按照最小綠燈時間給予放行；支路上沒有車輛時，綠 燈將一直分配給主干線，保證主干線的通暢運行。 同樣的設置下，也可支持相反邏輯的設置，即當支路上一檢測到 。 -可編輯修改- 車輛信號就立即進入轉換程序，給支路跳轉綠燈，確保支路上車輛的 通行。這樣的應用在一些非常部門的出入口較適宜，如消防隊的出口 道路。 這樣的控制方式適用于不同方向車流差異非常大的路口。 3.3.2.3 無纜線協(xié)調(diào)控制（綠波控制） 無纜線協(xié)調(diào)控制是線協(xié)調(diào)控制的一種，各信號機之間不進行通信， 要求信號時鐘完全同步——一般采用 GPS 衛(wèi)星校時。無纜線協(xié)調(diào)控 制方式，通過設定相位差來實現(xiàn)道路上不同交叉口之間交通信號的協(xié) 調(diào)。 與定周期配置不同在于，無纜控制必須配置綠信比表中的協(xié)調(diào)相 位以及相位差，且進行無纜線協(xié)調(diào)控制的各路口運行方案的周期長必 須相同。 無纜線控的相位差是指進行無纜線協(xié)調(diào)控制的各路口運行方案 之間，周期開始的時間差。 如下圖，以相位 1 為協(xié)調(diào)相位，路口 1 的相位差為 0，路口 2 的 相位差為 15 秒，路口 3 的相位差為 25 秒。 。 -可編輯修改- 圖 6 無纜線協(xié)調(diào)相位差 圖 7 無纜線協(xié)調(diào)示意圖 3.3.2.4 行人過街按鈕控制 信號機支持行人按鈕信號輸入，可在路口和路段響應來自行人按 。 -可編輯修改- 鈕的行人過街請求。在沒有行人過街請求時，有自動跳步控制功能， 可最大限度的保證車輛通行效率。 3.3.2.5 公交優(yōu)先控制 系統(tǒng)具有多種科學合理、靈活實用的公交優(yōu)先控制算法并能執(zhí)行 相應的優(yōu)先控制，以滿足一般公交優(yōu)先、雙向高頻度公交優(yōu)先或多方 向公交優(yōu)先的需求。 通過在公交車輛安裝特殊發(fā)射裝置或在公交專用車道上設置普 通車輛檢測器采集公交車輛的交通需求。當公交車接近交叉口時，向 檢測器發(fā)出信號，檢測器即把信號傳給控制機，控制機指令信號燈由 紅燈改為綠燈，或繼續(xù)延長綠燈時間。公交停靠站設在交叉口上游一 方時，可把 檢測器設在停靠站附近，當公交車離站時就可通知信號燈 放綠燈，以免在交叉口前再次停車。 圖 8 公交優(yōu)先控制示意圖 3.3.2.6 全紅控制 在全紅控制方式下，各信號源對應的通道輸出紅燈信號。一般在 交通管制的場景下應用。 。 -可編輯修改- 3.3.2.7 閃光控制 在閃光控制方式下，各信號源對應的通道按照預先設定的閃光模 式和一定的頻率進行閃光。一般用在夜間車流量較少的叉路口，如一 些經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的路口，夜間啟用該模式提醒司機通過路口時注意左右 瞭望、小心通過，減少不必要的等待時間。 交通信號控制機有軟件黃閃和硬件黃閃兩種配置，系統(tǒng)采用獨立 的黃閃控制模塊，黃閃控制更為可靠和節(jié)能，進入黃閃控制的途徑主 要包括： 硬件故障黃閃：當信號機主控板、燈控板等硬件發(fā)生故障時，可 以通過電源板的黃閃控制進入硬件故障黃閃； 時段黃閃：通過參數(shù)設定，在指定時段進入黃閃工作模式； 手動黃閃：可通過中心控制或機箱兩旁的手動按鈕使信號機進入 手動黃閃工作模式。 圖 9 信號燈黃閃示意圖 。 -可編輯修改- 3.3.2.8 手動控制 手動控制，交通管理人員可根據(jù)現(xiàn)場車流情況人為控制路口放行 狀態(tài)。在由于 節(jié)假日或交通事故導致路口嚴重擁堵，需人工疏導交通 時，可幫助 現(xiàn)場交通管理人員方便的改變信號燈工作狀態(tài)。 手動控制支持 2 種模式，一種是機箱按鍵模式，一種是遙控器模 式。手動控制主要包括三項功能： 1) 黃閃； 2) 全紅； 3) 步進。 步進，信號燈按照相序執(zhí)行下一個綠燈相位，按下步進后，信號 燈會進入切換狀態(tài)，當前綠燈相位進入綠閃，再跳轉紅燈。即原先設 定的相位過渡機制保留不變的前提下，提前執(zhí)行下一個相序動作。 圖 10 手動控制按鍵板 3.3.3 設備故障檢測、處理功能 信號控制系統(tǒng)任何輕微的故障在信號燈上反饋出來都是不能接 受的大問題，所以故障檢測機制的引入必不可少。 。 -可編輯修改- 信號機配備了獨立的故障檢測模塊，可以對內(nèi)、外設備進行故障 監(jiān)測、自診 斷和記錄功能，當發(fā)現(xiàn)故障后進行故障降級來確保交通安 全，并發(fā)出故障警示信號。信號機故障類型分為嚴重故障和一般故障， 其中嚴重故障包括：綠沖突故障、同一燈組紅綠沖突故障、一組相位 對應紅燈信號均故障。一般故障包括：通信故障、檢測器故障、電源故 障等。 3.3.3.1嚴重故障 當發(fā)生嚴重故障時，交通信號控制機立即改為黃閃控制。 嚴重故障包括以下幾種情況： ?綠沖突故障 預先設定的沖突相位（不應同時點亮綠燈的相位）在實際運行中 發(fā)生同時點亮綠燈的情況，綠沖突可能導致嚴重的交通事故； ?同一燈組紅綠沖突故障 信號燈線發(fā)生搭線或其他短路現(xiàn)象時，可能會導致同一燈組的紅 綠信號同時點亮，這種情況的發(fā)生將使駕駛員無所適從； ?一組相位對應紅燈信號均故障 某一路輸出所有信號燈的紅燈均不能點亮，將導致該相位的機動 車沒有停止信號； 3.3.3.2一般故障 一般故障表現(xiàn)為不影響道路交通安全的其他一般故障，發(fā)現(xiàn)故障 。 -可編輯修改- 后能自動降級到更可靠的控制方式，保證信號機繼續(xù)正常工作。 ? 通信故障 信號機與中心之間的通訊故障，這種情況下，基于區(qū)域控制的方 案會自動降級到單點/線協(xié)調(diào)的控制方式。 ? 車輛檢測故障 信號機通過設定的故障檢測機制，判斷線圈檢測器是斷路還是短 路。這種情況下，基于感應控制的方案會自動降級到多時段周期控制。 ?電源故障 信號機電源電壓超出正常使用范圍時，信號機能自動檢測，并生 成故障報警信息。 3.3.3.3故障存儲與發(fā)送 交通信號控制機能對所有在運行期間采集的故障信息進行存儲 記錄，并向中心上傳故障信息，所存儲的信息也可通過手提電腦安裝 的工具軟件顯示、查閱。 3.3.4 信號機狀態(tài)監(jiān)視功能 信號機支持用客戶端軟件登陸信號機，通過圖形、圖標的形式展 示各關鍵參數(shù)的狀態(tài)。 3.3.4.1 版本信息 查看所用設備硬件型號和軟件型號，在設備維護時可以第一時間 。 -可編輯修改- 反饋到所需的版本信息。 圖 11 版本信息示意圖 3.3.4.2 通道狀態(tài) 通道狀態(tài)：實時顯示當前路口各通道紅黃綠端子的輸出狀態(tài)，每 5 秒自動刷新一次。 圖 12 通道狀態(tài)示意圖 3.3.4.3 檢測器脈沖 實時顯示對應檢測器通道的觸發(fā)情況，可在檢測器故障查詢中起 到故障位置定位的作用。 3.3.4.4 協(xié)調(diào)狀態(tài) 實時顯示當前運行的控制方式、方案、周期長、當前周期和同步 時間，每 5 秒自動刷新一次。 。 -可編輯修改- 圖 13 協(xié)調(diào)狀態(tài)示意圖 3.3.4.5 交通數(shù)據(jù) 查看過去三天以內(nèi)的某個采集周期檢測器統(tǒng)計流量、占有率，檢 測器流量采集周期通過單元參數(shù)可以設置。 圖 14 交通數(shù)據(jù)示意圖 3.3.4.6 信號機事件 查看所示的信號機事件信息，包括控制器、通信和檢測器三類事 件信息。 圖 15 信號機事件示意圖 。 -可編輯修改- 3.3.5 校時功能 信號控制系統(tǒng)大部分功能都是基于時間的精確控制，沒有同步時 鐘的前提，任何信號控制都難以達到預期的效果。本系統(tǒng)支持兩種校 時模式，一種是接收來自控制中心的校時，一種是主動獲取 GPS 信息 來對系統(tǒng)進行校時。 采用 GPS 校時時，信號機直接從 GPS 衛(wèi)星處獲取標準時間，保 證整個系統(tǒng)時間的同步。在偏遠路口的應用中，可節(jié)省線纜、施工的 成本。 圖 16 GPS 天線圖 3.3.6 無線傳輸功能（可配） 信號機支持無線傳輸功能，可通過內(nèi)置 USB 口擴展 Wifi 或 3G 模塊， 實現(xiàn) 數(shù)據(jù)的無線傳輸。無線傳輸功能使得信號機的前端布局更 加靈活，場 景適應性更強，同時在線纜、施工的成本上也有較大的節(jié) 省。 3.3.7 信號機特征參數(shù)導入/導出 支持通過客戶端軟件進行信號機特征參數(shù)的導入、導出操作，可 。 -可編輯修改- 方便問題排查、技術人員遠程協(xié)助。 3.3.8 擴展功能 信號機在硬件接口和軟件能力上都做了足夠的預留，可針對項目 實現(xiàn)客戶個性化的定制需求。 ? 開關門報警 可通過信號機 IO 接口實現(xiàn)機箱開關門信息的記錄、上傳和報警， 可以對前端信號機起到一定防盜、防破壞的功能。 ?視頻流量數(shù)據(jù)接入 可支持通過 485 接口/網(wǎng)口接入視頻流量數(shù)據(jù)。目前各大城市都 建設有較多的智能交通設施，如卡口、電子警察等都具有一定的流量 數(shù)據(jù)采集功能，復用這些設備的流量數(shù)據(jù)可以為項目節(jié)省較大的成本。 。 -可編輯修改- 第 4 章 前端子系統(tǒng)設計 4.1 系統(tǒng)架構設計 前端子系統(tǒng)包括信號機、檢測器、信號燈等。信號機根據(jù)車輛檢 測器獲得的交叉口交通信息（車流量等）通過實時調(diào)整整個交叉口交 通信號燈參數(shù)進而調(diào)整配時方案，實現(xiàn)單個交叉口交通信號燈的自適 應控制。 ? 信號機 若控制中心下發(fā)特殊控制方案時，完成控制中心下發(fā)方案的執(zhí)行； 若控制中心無下發(fā)方案，信號機在信號周期結束的前兩秒內(nèi)，讀取自 身連接車輛檢測器檢測到的數(shù)據(jù)，計算并保存相關參數(shù)，并通過網(wǎng)絡 與相鄰交叉口信號機交換數(shù)據(jù)，最后用參數(shù)動態(tài)調(diào)整信號相位的綠信 比，最終實現(xiàn) 交叉口交通信號燈的自適應控制。 ? 車輛檢測器 主要負責完成交叉口車輛信息的采集和上傳。本系統(tǒng)中，信號機 通過車檢板的接入兼顧了車輛檢測器的功能，可支持 24 個線圈接入， 最大可擴展至 48 個線圈。支持采集的交通信息有：車流量、占有率、 速度、車輛 排隊長度等。 ? 信號燈 負責交通信號的顯示，是系統(tǒng)對外輸出的直接體現(xiàn)。交通信號燈 由紅燈、綠 燈、黃燈 組 成。 紅燈表示禁止通行， 綠燈表示準許通行，黃 。 -可編輯修改- 燈表示慢行或警示。交通信號燈分為：機動車信號燈、非機動車信號 燈、人行橫道信號燈、車道信號燈、方向指示信號燈、閃光警告信號燈 等。 4.2 線圈布設 本系統(tǒng)支持多種車輛檢測信號的輸入，包括環(huán)形線圈、超聲波、 微波、紅外、橡皮管、 電 磁場、地磁場等。由于 環(huán)形線圈式車輛檢測器 具有隱蔽、可靠性好、靈敏度高等優(yōu)點，已成為當今交通控制系統(tǒng)最 實用的檢測手段，現(xiàn)在國內(nèi)使用的車輛檢測器大多也采用這種方式。 下面就線圈的布設給出初步的建議。 ? 感應控制環(huán)形線圈 主要為單點的感應控制提供車輛到達信息，也可為自適應控制提 供排隊長度的信息。 感應控制線圈布設原則參照以下兩點： ① 線圈布設在渠化的道路上，即提供確定車輛流向的車輛信息； ① 線圈與停車線的距離以延長綠時間內(nèi)車輛能安全通過路口為 標準，一般取 30~35 米。 。 -可編輯修改- 圖 17 感應控制線圈布局示意圖 4.3 信號燈布設原則 4.3.1 基本原則 ? 對應于路口某進口，可根據(jù)需要安裝一個或多個信號燈組。 ? 信號燈可安裝在出口左側、出口上方、出口右側、進口左側、進 口上方和進口右側。若只安裝一個信號燈組，應安裝在出口處。 ? 至少有一個信號燈組的安裝位置能確保，在該信號燈組所指示 的車道上的駕駛人，位于下表規(guī)定的范圍內(nèi)時均能清晰觀察到信號 燈。若不能確保駕駛人在該范圍內(nèi)能清晰觀察到信號燈顯示狀態(tài)時， 應設置相應的警告標志。 道路設計車速 （km/h） 30 40 50 60 70 80 距停車線 最小距離（m ） 50 65 85 110 140 165 表 1 交叉口視距要求 。 -可編輯修改- 4.3.2 安裝數(shù)量 ? 當進口停車線與對向信號燈的距離大于50米時，應在進口 處增設至少一個信號燈組；當進口停車線與對向信號燈的距離大 于70米時， 對向信號燈應選用發(fā)光單元透光面尺寸為φ400mm的 信號燈。 ? 安裝在出口處的信號燈組中某組信號燈指示車道較多，所 指示車道從停車線至停車線后50m不在以下三種范圍內(nèi)時，應相 應增加一組或多組信號燈： —— 無圖案寬角度信號燈基準軸左右各10°，如圖24； —— 無圖案窄角度信號燈基準軸左右各5°； —— 圖案指示信號燈基準軸左右各10°。 圖 18 信號燈車道覆蓋示意圖 。 -可編輯修改- 4.3.3 機動車信號燈安裝位置 ? 沒有機動車道和非機動車道隔離帶的道路，對向信號燈燈 桿宜安裝在路緣線切點附近。當?shù)缆份^寬時，可采用懸臂式安裝 在道路右側人行道上，也可根據(jù)需要在左側人行道上增設一個信 號燈組，如 圖25所示；當?shù)缆份^窄時（機非道路總寬12米以下）時， 可采用柱式安裝在道路兩側人行道上，如圖26所示。當進口停車 線與對向信號燈的距離大于50米時，應在進口停車線附近增設一 個信號燈組。 圖 19 機動車信號燈組設置示意 。 -可編輯修改- 圖 20 機動車信號燈組設置示意 ? 設有機動車道和非機動車道隔離帶的道路，在隔離帶的寬 度允許情況下，對向信號燈燈桿宜安裝在機非隔離帶緣頭切點向 后2米以內(nèi)。當?shù)缆份^寬時，可采用懸臂式安裝在右側隔離帶，也 可根據(jù)需要在左側機非隔離帶內(nèi)增設一個信號燈組；當?shù)缆份^窄 時（機動車道路寬10米以下）時，可采用柱式安裝在兩側隔離帶內(nèi)。 當停車線與對向信號燈的距離大于50米時，應在進口隔離帶內(nèi)增 設一個信號燈組。 ? 橋下路口或較大的平交路口劃有左彎待轉區(qū)時，如果進入 左彎待轉區(qū)的車輛不容易觀察到本方位的對向信號燈的變化時， 宜在另一方位的對向增設一組左轉方向指示信號燈。 。 -可編輯修改- 4.3.4 非機動車信號燈安裝位置 ? 沒有機動車道和非機動車道隔離帶的道路，非機動車信號 燈宜采用附著式安裝在指導機動車通行的信號燈燈桿上，如圖27 所示。 圖 21 非機動車信號燈附著安裝 ? 當非機動車停車線與對向非機動車信號燈的距離大于50米 時， 應在進 口增設一組非機動車信號燈，可安裝在進口停車線前 0.8m至2m處右側距路緣的距離為0.8m至2m的人行道上或非機動 車道左側的機非隔離帶內(nèi)。 ? 立交橋下非機動車信號燈安裝在橋體上，立交橋另一側應 增設一組非機動車信號燈。 。 -可編輯修改- 4.3.5 人行橫道信號燈安裝位置 ? 人行橫道信號燈應安裝在人行橫道兩端內(nèi)沿或外沿線的延 長線、距路 緣的距離為0.8m至2m的人行道上，采取對向燈安裝。 ? 具有中心隔離帶（含立交橋下）的路口，隔離帶寬度大于1.5 米的，應在隔離帶上增設人行橫道信號燈。 ? 采用行人按鈕時，行人按鈕安裝高度宜在 1.2～1.5米范圍內(nèi)。 。 -可編輯修改- 第 5 章 網(wǎng)絡傳輸子系統(tǒng)設計 網(wǎng)絡傳輸子系統(tǒng)主要由路口局域網(wǎng)、接入線路和中心網(wǎng)絡組成。 ? 路口局域網(wǎng) 路口局域網(wǎng)主要用于匯聚前端各種網(wǎng)絡設備。包括有線、無線網(wǎng) 絡模式。 ? 接入線路 接入線路建議采用獨立光纖傳輸，連接路口局域網(wǎng)和中心網(wǎng)絡， 傳輸帶寬不小于 100M。 ? 中心網(wǎng)絡 中心網(wǎng)絡采用“匯聚-核心” 的網(wǎng)絡架構，用于連接路口局域網(wǎng)的 帶寬不小于 100M，用于中心網(wǎng)絡交換的帶寬不小于 1000M。 。 -可編輯修改- 第 6 章 后端管理子系統(tǒng) 6.1平臺概述 iVMS-86XX 智能交通綜合管控平臺，是一個基于服務器、操作 系統(tǒng)、依托于數(shù)據(jù)庫、架構于網(wǎng)絡的服務系統(tǒng)，是支撐起交通信號控 制系統(tǒng)產(chǎn)品的中央管理平臺，一個能夠實現(xiàn)設備接入與用戶服務的綜 合軟硬件體系。綜合管控平臺利用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫、軟件及服務，接入 分散的設備并建立用戶、業(yè)務接口，以完成分散設備的統(tǒng)一管理并提 供用戶業(yè)務需要的服務。 6.2平臺功能設計 6.2.1. 狀態(tài)顯示及控制 iVMS-86XX 智能交通綜合管控平臺具備電子地圖功能，能夠將 前端信號機點位情況、交通數(shù)據(jù)、道路信息等直觀地展現(xiàn)在該區(qū)域的 地圖上。 電子地圖的主界面如下： 。 -可編輯修改- 圖 22 電子地圖示意圖 平臺可通過可視化界面對前端信號機運行狀態(tài)進行實時顯示。用 戶可以從中查看并修改各信號機工作模式和在運行配時方案的關鍵 特征參數(shù)等信息，從而實現(xiàn)上文提到的信號控制方式。 圖 23 路口實時狀態(tài)顯示示意圖 。 -可編輯修改- 6.2.2. 勤務預案功能 除了一些日常的參數(shù)調(diào)整外，系統(tǒng)還設計了勤務預案。在發(fā)生突 發(fā)事件或有重要車輛需要通行時，可為這些車輛安排專門的線路供其 快速通行，保證如消防車輛、救護車輛的快速通行。 圖 24 勤務控制示意圖 6.2.3. 故障報警預處理功能 平臺可跟據(jù)客戶需求，對接收到的前端故障報警信息進行實時的 管理，可對 不同故障信息進行不同的故障處理設置，包括日志記錄、 窗口提示、短信通知、郵件通知等處理操作。 用戶可通過該功能直接將故障管理與設備維護模塊聯(lián)通起來，部 分驗證故障信息可自動反饋到下一步處理責任人，減少人工流程處理 的時間耽誤，確保信號控制系統(tǒng)的長時間穩(wěn)定工作。 6.2.4. 交通流數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能 統(tǒng)計功能是系統(tǒng)對前端所采集的往來車輛數(shù)據(jù)信息進行分類匯 總，并根據(jù)不同的業(yè)務單元的要求，以不同的形式出具統(tǒng)計報表，挖 。 -可編輯修改- 掘隱藏在數(shù)據(jù)背后的信息。目前系統(tǒng)能夠對不同路口、時段的車流量 進行統(tǒng)計，并出具柱狀、曲線或列表形式的日報、周報、月報和年報表。 圖 25 交通流量統(tǒng)計示意圖 6.2.5. 運維管理 用戶能夠通過運維管理功能界面，實時了解系統(tǒng)及其中的各設備 當前的運行狀況，當系統(tǒng)或設備運行異常時，系統(tǒng)能夠將異常的情況 反映在信息提示列表中，用戶就能夠根據(jù)異常設備的情況及時采取維 護措施。 圖 26 運維管理示意圖 運維管理包括網(wǎng)絡管理和資產(chǎn)管理。用戶通過網(wǎng)絡管理，能夠獲 。 -可編輯修改- 取系統(tǒng)中所有網(wǎng)絡設備、服務器的運行情況；通過資產(chǎn)管理，能夠了 解到系統(tǒng)中的各項設備的資產(chǎn)信息，包括采購時間、維修報廢情況等， 以便用戶了解、評估系統(tǒng)設備的使用情況以及是否需要更新或維護。 6.2.6. 日志管理 用戶可以通過日志管理功能查看人員操作記錄、系統(tǒng)運行記錄和 系統(tǒng)故障記錄。 。 -可編輯修改- 第 7 章 核心設備介紹 7.1交通信號控制機 1）產(chǎn)品簡介 DS-TSC500 交通信號控制機是基于 ARM9 系列 32 位芯片控制的交通信號控 制機，具有較強的控制和通信功能，其硬 件電路和軟件設計都采用了模塊化設計的 思想。信號機機體主要由控制箱、配電單 元和機柜組成。控制箱主要包括主控板、 車檢板、燈控板，由總線連接在一起。整機達到戶外設備全天候工作 要求，具有防雷擊、 過載 保護、 綠沖突檢測等的安全措施。 本信號機可以在無中心控制的條件下進行信號機單點的定周期 控制、感應 控制、自適應控制等；也可基于 GPS 校時實現(xiàn)多點的無纜 線協(xié)調(diào)控制；也可以在系統(tǒng)協(xié)調(diào)下執(zhí)行控制中心下發(fā)的系統(tǒng)控制方案 和關燈、閃 光、全 紅、手動步進、特殊功能（根據(jù)用戶定制需求開放相 應接口）、優(yōu) 先等控制指令。 2）主要特性 ? 采用先進的 ARM9 系列 32 位芯片，提供強大的計算與通訊能力； ? 模塊化設計，安裝和維護方便； ? 采用固態(tài)開關控制信號燈，運行穩(wěn)定； 。 -可編輯修改- ? 采用開放性、 標準化通信協(xié)議，支持 NTCIP 協(xié)議，方便擴展； ? 對檢測器、通信、燈具等外部設備的工作狀態(tài)自動監(jiān)控和記錄，發(fā) 生故障自動告警并可自動采取相應的處理措施； ? 采用 GPS 授時的方式保 證系統(tǒng)的精確時鐘 ； ? 特征參數(shù)生成和下載方便，可用 PC 機（筆記本電腦）完成或直接 由 U 盤導入。 3）技術參數(shù) 項目 參數(shù) 相位驅動 支持 16 組相位驅動，24 個信號通道，可擴展至 36 個信號通道 線圈檢測器 支持 24 個線圈接入，可擴展至 48 個線圈 通訊協(xié)議 支持 NTCIP 通信協(xié)議 網(wǎng)絡接口 2 個百兆網(wǎng)絡接口，其中 1 個可光 電復用 其他接口 2 個 RS232 接口， 1 個 RS422 接口， 2 個 RS485 接口 2 個 USB 接口，其中 1 個內(nèi)置：用于 WIFI 或 3G 模塊 外部輸入 支持 8 路行人按鈕輸入，16 路 IO 輸入，8 路過壓過流檢測輸入 外部輸出 支持 20 路無源輸出：4 路繼電器輸出、 16 路光耦輸出 工作電壓 AC220V±44V，50Hz±2Hz 工作環(huán)境溫度 -40℃～+70℃ 工作環(huán)境濕度 45%~95%，無凝結 功耗 60W 防護等級 IP54 結構尺寸 650mm(W)×1500mm(H)×450mm(D) 7.2視頻車檢器 1）產(chǎn)品簡介 。 -可編輯修改- 視頻車輛檢測器，采用視頻圖像分析技 術， 對圖像中 設定的檢測區(qū)域內(nèi)的運動物體 進行檢測， 獲取所需的交通信息。大場景安 裝、可提供可視化圖像、實時交通信息。 攝像機采用 ISP+ DSP 結構， 具有多車道視頻實時分析及計算功能，可以提供車流量、車道平均速 度、車頭時 距、 車頭間 距、 車道時間占有率、 車道空間占有率、車輛類 型、車輛排 隊長度、交通狀態(tài)等交通數(shù)據(jù)。 適用于城市路口為信號機的配時提供數(shù)據(jù)依據(jù)；OD 調(diào)查分析、 城市交通誘導等交通數(shù)據(jù)深層次分析應用。 2）產(chǎn)品特性 ? 輸出流量、占有率、排隊長度等信息，可完全替代傳統(tǒng)的線圈、地 磁、微波的信息采集設備； ? 嵌入式一體化設計，集成度高、不需要工控機； ? 支持實時視頻畫面輸出，為交通監(jiān)管提供可視化管理手段； ? 支持多種數(shù)據(jù)輸出方式、包括 RJ45、RS-485、IO 等； ? 建議安裝、使用方便、不破壞路面、維修時無需封閉車道； 3）典型應用 。 -可編輯修改- 視頻車檢器 信號控制機 4） 技術參數(shù) 項目 參數(shù) 傳感器類型 1/1.8＂Progressive Scan CMOS 最小照度值 彩色:0.001 Lux @(F1.2,AGC ON) 視頻壓縮標準 H.264 / MPEG4 / MJPEG 視頻壓縮碼率 32Kbps~16Mbps 視頻分辨率 1920 × 1080 信息采集功能 車流量、車道平均速度、車頭時距、車頭間距、車道時間占有率、車道空間占有率、車輛類型、車輛排隊長度、交通狀態(tài) 車流量統(tǒng)計準確率 ≥95% 通訊接口 1 個 RJ45 10M / 100M 自適應以太網(wǎng)口,1 個 RS-485 接口,1 個 RS-232接口 報警輸入 1 路 報警輸出 1 路 BNC 接口 1Vp-p Composite Output(75Ω/BNC) 工作溫度和濕度 -30℃~60℃,濕度小于 95%(無凝 結) 電源 AC24V±10%/DC12V±10% 功耗 10Wmax 尺寸 136×103.5×48.2 重量 5kg±0.5kg 。 -可編輯修改- 第 8 章 系統(tǒng)特點 8.1. 靈活適應的控制方案 系統(tǒng)可通過多種控制策略，綜合權衡路網(wǎng)交通狀況，對路網(wǎng)各路 口的周期、綠信比、相位差、運行 計劃進行合理配置，使之適應交通流 的變化，從而確保路網(wǎng)的利用效率最優(yōu)。 既支持基于信號機的單點控制，也可實現(xiàn)基于中心上位機的區(qū)域 協(xié)調(diào)控制。在城市交通信號建設中可采用統(tǒng)一的設備型號滿足不同點 位個性化的方案需求。 8.2. 設備快速維護及修復 信號機采用 9U 機架式的硬件設計，把電源板、燈控板、車檢板 都標準化成一個個獨立的設備模塊。機架式的設計可簡單實現(xiàn)設備的 接口擴展（線圈接入數(shù)、燈控數(shù)），同時在設備維護時，可通過簡單的 模塊替換找到故障點，并快速修復故障信號機，確保設備長時間穩(wěn)定 運行。 8.3. 獨立、穩(wěn)定的故障檢測處理 獨立、穩(wěn)定的故障檢測、反饋模塊， 對各通道實時輸出的信號燈 控制信號進行監(jiān)控。杜絕信號燈出現(xiàn)影響交通運行的故障狀態(tài)，且對 故障問題進行初步診斷，協(xié)助管理人員明確故障原因。 。 -可編輯修改- 8.4. 開放式 NTCIP 協(xié)議 系統(tǒng)采用開放式通訊協(xié)議——NTCIP，提供符合標準的協(xié)議接口， 可與 NTCIP 通訊協(xié)議系統(tǒng)兼容。 NTCIP 協(xié)議迎合了目前技術發(fā)展的主潮流，打破了傳統(tǒng)的私有 的智能交通控制系統(tǒng)（如 SCOOT、SCATS）的 壟斷體制。通過采用開 放協(xié)議的機制，引入了競爭，降低了系統(tǒng)的運營維護成本以及系統(tǒng)擴 容成本。 。 -可編輯修改- THANKS !!! 致力為企業(yè)和個人提供合同 協(xié)議，策劃案計劃書，學習課件等等 打造全網(wǎng)一站式需求 歡迎您的下載，資料僅供參考