信號燈技術(shù)方案

1、STC-1620智能交通系統(tǒng)信號控制機電氣參數(shù)及功能說明電氣參數(shù): 1.AC220V±40V,50±2Hz； 2.消耗功率:40瓦。 功能: 16位微處理器； 提供配時、檢測器、綠沖突、紅燈故障、AC220V電源、 通訊碼檢核等異常狀態(tài)檢核； 提供漢字具背光LCD顯示屏及異常LED狀態(tài)指示燈； 提供RS-232串口與有線/無線傳輸設(shè)備、GPS、手提電 腦等連接； 提供RS-485接口與周圍設(shè)備連接； 提供RJ-45接口與中心平臺連接； 提供信號機異常降級運作處理； 信號控制方式: 中心控制(配時、定相控制、特勤控制、BRT信號優(yōu)先策略控制)； 日時/周時方案控制； 本地手動

2、控制(步進或相位控制)； 本地自適應(yīng)感應(yīng)控制； 單點/協(xié)調(diào)控制交叉路口、行人過街、BRT公交優(yōu)先、 排隊控制、單位緊急出勤、鐵路平交道等控制； 內(nèi)存多種相序控制亦可在本地現(xiàn)場設(shè)置； 交通數(shù)據(jù)采集和存儲。系統(tǒng)綜述系統(tǒng)概述交通信號控制系統(tǒng)是公安交通指揮控制系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)應(yīng)用系統(tǒng)，其主要功能是自動協(xié)調(diào)和控制區(qū)域內(nèi)交通信號燈的配時方案，均衡路網(wǎng)內(nèi)交通流運行，使停車次數(shù)、延誤時間及環(huán)境污染等減至最小，充分發(fā)揮道路系統(tǒng)的交通效益。必要時，可通過指揮中心人工干預(yù)，直接控制路口信號機執(zhí)行指定相位，強制疏導(dǎo)交通。通過安裝在道路上的車輛檢測器，交通信號控制系統(tǒng)可以優(yōu)化交通信號燈網(wǎng)絡(luò)的交通方案，使其適應(yīng)交通流變化條

3、件，從而使在控路網(wǎng)中運行的車輛的延誤和停車次數(shù)達到最小。系統(tǒng)選型目前國內(nèi)交通信號控制領(lǐng)域常用的有兩種信號機，一為多時段定時式信號機，其次為集中協(xié)調(diào)式交通信號機，多時段定時式交通信號機在早期一度占有主流市場，但是自身技術(shù)的局限性和交通控制領(lǐng)域的需求不斷提高，多時段定時式交通信號機已滿足不了我們國家大多數(shù)地方的城市交通管理的需要。下面對其主要區(qū)別作簡單比較：表 Error! No text of specified style in document.1多時段定時式信號機與集中協(xié)調(diào)式信號機主要區(qū)別功能集中協(xié)調(diào)式信號機多時段定時式信號機通信功能有無車輛檢測功能有部分有本地自適應(yīng)控制有無控制方案優(yōu)化可

4、自行調(diào)整、優(yōu)化無，只能執(zhí)行定時方案遠程控制方式有無區(qū)域協(xié)調(diào)控制有無指定相位控制有有無電纜協(xié)調(diào)控制有部分有多時段定時控制有有感應(yīng)控制有無手動控制有有黃閃控制有有綠沖突保護有部分有全紅有有所以本系統(tǒng)采用集中協(xié)調(diào)式信號機。信號燈控路口設(shè)置依據(jù)主要根據(jù)GB14886-2006道路交通信號燈設(shè)置與安裝規(guī)范確定設(shè)置依據(jù)。1. 相交道路均為干路當相交的兩條道路均為干路時，應(yīng)設(shè)置信號燈。干路指在設(shè)計速度、機動車車道條數(shù)、道路寬度和斷面形式等方面符合GB50220-1995第7章規(guī)定的快速路、主干路、次干路（大中城市）和干路（小城市），以及雙向四車道（含）以上的公路。2. 相交道路含有支路當相交的兩個道路中有一

5、條為支路時，應(yīng)根據(jù)交通流量和交通事故狀況等條件，確定信號燈的設(shè)置。主要道路單向僅有一條機動車道時，由主要道路進入路口的雙向機動車高峰小時流量達到900輛以上，且由流量較大的次要道路方向進入路口的單向機動車高峰小時流量達到270輛以上，應(yīng)設(shè)置信號燈。（主要道路指兩條相交道路中流量較大的道路，次要道路指兩條相交道路中流量較小的道路）。主要道路單向具有兩條或兩條以上機動車道時，由主要道路進入路口的雙向機動車高峰小時流量達到1050輛以上，且由流量較大的次要道路方向進入路口的單向機動車高峰小時流量達到300輛以上，應(yīng)設(shè)置信號燈。主要道路單向僅有一條機動車道時，由主要道路進入路口的雙向機動車高峰小時流量

6、達到900輛以上，且由流量較大的次要道路方向進入路口的單向機動車高峰小時流量達到300輛以上，應(yīng)設(shè)置信號燈。主要道路單向具有兩條或兩條以上機動車道時，由主要道路進入路口的雙向機動車高峰小時流量達到1050輛以上，且由次要道路進入路口的單向機動車高峰小時流量達到360輛以上，應(yīng)設(shè)置信號燈。流量達到上述70%時，宜設(shè)置信號燈。3. 根據(jù)交通事故狀況設(shè)置信號燈對三年內(nèi)平均每年發(fā)生5次以上一般交通事故的路口，應(yīng)設(shè)置信號燈。對三年內(nèi)平均每年發(fā)生一次以上重大交通事故的路口，應(yīng)設(shè)置信號燈。4. 路口人行橫道信號燈設(shè)置在采用信號控制的路口，已施劃人行橫道標線的，應(yīng)相應(yīng)設(shè)置人行橫道信號燈。5. 路段人行橫道信號

7、燈和機動車信號燈設(shè)置的流量條件雙向機動車車道數(shù)達到或多于3條，雙向機動車高峰小時流量超過750PCU及12h流量超過8000PCU的路段上，當通過人行橫道的行人高峰小時流量超過500人次時，應(yīng)設(shè)置人行橫道信號燈和相應(yīng)的機動車信號燈。交通流的特性及交通控制理念交通流的特性城市土地利用是產(chǎn)生交通的“源”，所產(chǎn)生或吸引的交通量則是“流”。 交通流是交通需求的實現(xiàn)結(jié)果，是交通需求在有限的時間與空間上的聚集現(xiàn)象，有自身的運行機理。在一段時間內(nèi)，由于土地利用狀況、人口規(guī)模、車輛保有量、道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)等相對穩(wěn)定，交通總量以及人們的出行習(xí)慣（出行方式、出行結(jié)構(gòu)、出行路徑）具有一定的規(guī)律性，使得交通流具有一定的規(guī)律

8、可循。例如早晚高峰出現(xiàn)的時間、擁堵路口流量大小存在周期性、相似性，通常不會發(fā)生大的突變。同時，交通流系統(tǒng)是一個典型的非平衡的復(fù)雜開放巨系統(tǒng)，存在各種偶然的、隨機的、不確定、非線性的因素（人、車、路、環(huán)境），從而構(gòu)成系統(tǒng)隨機漲落，如司機的個人行為、不可預(yù)知的交通事件的影響等。交通控制理念基于以上分析，從時間尺度考慮，形成了HADR實時自適應(yīng)優(yōu)化思想基于多層次、自適應(yīng)、擾動抑制（multi-Hierarchy, Adaptive-control, Disturbed- Restraint，HADR）的交通信號控制系統(tǒng)。軟件設(shè)計基于交通控制、交通工程、交通流、系統(tǒng)優(yōu)化等理論和實踐，可以輔助交通工程師

9、進行單點或線控配時方案的優(yōu)化設(shè)計。層次結(jié)構(gòu)（1）多層次HADR交通信號控制系統(tǒng)分為，TOD（Time of Day）、戰(zhàn)略控制、戰(zhàn)術(shù)控制、本地控制四個層次。每個層次適應(yīng)不同的交通狀況，四個層次協(xié)調(diào)運行，才能反映出交通的全貌，為城市各個交叉口制定最為合適的交通配時參數(shù)。交通控制系統(tǒng)架構(gòu)見下圖： 圖 Error! No text of specified style in document.1交通控制系統(tǒng)控制理念架構(gòu)圖TOD層是交通信號控制系統(tǒng)在各周、各天、各個時段內(nèi)采用事先設(shè)定的不同固定配時方案運行的控制方式，其配時的依據(jù)是交通量歷史數(shù)據(jù)。戰(zhàn)略控制層是決定信號網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制的最高層次，由上端計算機

10、控制。利用前端檢測器線圈采集交通信息（包括：交通流量、占有率等）。戰(zhàn)略控制算法以區(qū)域為基礎(chǔ)，計算周期、綠信比和相位差等配時參數(shù)，以適應(yīng)主流交通狀況。戰(zhàn)術(shù)控制層是相對戰(zhàn)略控制低一級的控制，它處理的時間間隔是“一個周期”。戰(zhàn)術(shù)控制是在不違反區(qū)域計算機指定的戰(zhàn)略控制參數(shù)的條件下，滿足各個路口一個周期內(nèi)的交通需求的變化。本地控制層是在一個周期內(nèi)判斷各個相位綠燈時間是否合適，分析當某相位的綠燈時間需求低于平均需求時，對該相位執(zhí)行早斷或提前等控制。（2）自適應(yīng)系統(tǒng)執(zhí)行一套配時參數(shù)與交通量等級的對照關(guān)系。即針對不同等級的交通量，選擇響應(yīng)最佳配時參數(shù)組合，將這套事先擬定的配時參數(shù)與交通量對應(yīng)組合關(guān)系儲存在中央

11、計算機中。中央控制計算機則通過設(shè)在各個路口的車輛檢測器反饋的車流參數(shù)，自動選擇合適配時參數(shù)，并根據(jù)所選定配時參數(shù)組合對路網(wǎng)交通信號進行實時控制。（3）擾動抑制系統(tǒng)戰(zhàn)略控制層處理時間間隔為15分鐘或以上路口交通狀況的變化，其實質(zhì)是對這段時間內(nèi)交通需求的平均化。但在每個控制周期內(nèi)可能會產(chǎn)生某相位綠燈時間過長或過短的問題，所以系統(tǒng)戰(zhàn)術(shù)控制層解決這種“擾動”現(xiàn)象，它在“一個周期”時間間隔內(nèi)，在不違反區(qū)域計算機指定的戰(zhàn)略控制參數(shù)的條件下，滿足各個路口一個周期內(nèi)的交通需求的變化，即達到“抑制”的目的。各層次功能1、TOD控制層TOD（Time of Day）是交通信號控制系統(tǒng)在各周、各天、各個時段內(nèi)采用事

12、先設(shè)定的不同固定配時方案運行的控制方式，其配時的依據(jù)是交通量歷史數(shù)據(jù)。在TOD層需要完成的主要內(nèi)容包括：通過離散數(shù)據(jù)時間序列分析、聚類分析，時段劃分（時段范圍最為寬泛，如：周一早高峰，可能覆蓋幾個小時），根據(jù)交叉口在某時段的交通狀態(tài)中最經(jīng)常選擇的配時方案（“頻次”），決定該時段內(nèi)的交通配時方案。TOD層制定的配時方案完全是根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，統(tǒng)計某個時段內(nèi)最常見的交通狀態(tài)，再計算配時參數(shù)，所以它每個配時方案管理的時段也最長。所以在該階段的配時方案只要基本滿足交通需求、且TOD配時方案通過優(yōu)選改變不大、TOD配時方案滿足的時段比較寬泛的要求即可。根據(jù)經(jīng)驗一個路口僅通過若干個配時方案便可基本滿足需要，且

13、配時方案可以在幾個月內(nèi)不修正。TOD Group軟件邏輯如下圖所示，首先將采集到的交通數(shù)據(jù)輸入到軟件中，軟件對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計得到流量分布圖。時段劃分以時段數(shù)少、各時段內(nèi)交通流狀態(tài)差距小、各時段間交通流狀態(tài)差距大為目標自動劃分，人工確定。再對各時段計算效用參數(shù)，并判斷其交通狀態(tài)，再通過計算周期值，進入配時方案專家?guī)熘胁檎页鲎詈线m的標準相位相序下的配時方案。在各時段劃判斷所屬交通狀態(tài)后，可找到該狀態(tài)所對應(yīng)的非標準相位相序。將剛才找到的標準相位相序下的配時方案依照轉(zhuǎn)化關(guān)系，得到非標準相位相序下的配時方案。最后將某時段內(nèi)的非標準相位相序以及對應(yīng)的非標準相位相序下的配時方案下發(fā)。圖 Error! No

14、 text of specified style in document.2TOD Group軟件的主要算法邏輯TOD Group軟件主要功能如下圖所示，包括：圖 Error! No text of specified style in document.3TOD Group 軟件功能模塊（1）基礎(chǔ)參數(shù)管理方案庫管理添加路口基于標準相位相序下的配時方案庫。路口標準相序方案參數(shù)管理設(shè)置標準相位相序的基本配時參數(shù)。路口非標準相序方案參數(shù)管理設(shè)置非標準相位相序的基本配時參數(shù)。效用參數(shù)管理設(shè)置每條車道計算效用參數(shù)指標的基本參數(shù)。標準相序管理編輯、修改每個路口唯一的標準相位相序方案。標準相序轉(zhuǎn)非標準相序

15、參數(shù)管理設(shè)置每個路口標準相位相序下的配時方案分別轉(zhuǎn)化為不同非標準相位相序配時方案的計算方法。交通狀態(tài)參數(shù)管理設(shè)置所有路口的交通狀態(tài)劃分情況。（2）子區(qū)管理子區(qū)編輯提供對整個信號控制系統(tǒng)所轄路口進行控制子區(qū)劃分的工具。（3）方案生成路口方案在單點控制方式下，生成該路口配時方案。子區(qū)方案在干線協(xié)調(diào)控制方式下，生成該子區(qū)所有路口配時方案。（4）方案展示路口方案展示單個路口的配時方案，提供修改及下載、復(fù)制功能。子區(qū)方案展示整個子區(qū)的配時方案，提供設(shè)置相位差，修改、下載、復(fù)制配時方案的功能。2、戰(zhàn)略控制層戰(zhàn)略控制是決定信號網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)控制的最高層次，由上端計算機控制。利用前端檢測器線圈采集交通信息（包括：交

16、通流量、占有率等）。戰(zhàn)略控制算法以區(qū)域為基礎(chǔ)，計算周期、綠信比和相位差等配時參數(shù)，以適應(yīng)主流交通狀況。戰(zhàn)略控制是“準實時”的，它提供一定時間間隔內(nèi)（15分鐘或以上）交叉口的配時參數(shù)。在戰(zhàn)略控制層需要完成的功能包括：交通數(shù)據(jù)的采集預(yù)處理、控制子區(qū)劃分、交通判態(tài)（在不同的交通狀態(tài)下，計算、選擇配時參數(shù)的模型和判斷依據(jù)不同）、配時參數(shù)計算和選擇等等。常?？梢詺w納為：“先取、后優(yōu)、確定、再發(fā)”，即先獲取交通數(shù)據(jù)后，對通過配時方案優(yōu)化工具對配時參數(shù)進行優(yōu)化，再通過人工確認或持續(xù)性檢驗，最后發(fā)給前端信號機執(zhí)行。在戰(zhàn)略控制層對交通數(shù)據(jù)的采集預(yù)處理，是由于戰(zhàn)略控制準實時的，所以在這短期內(nèi)采集到的交通數(shù)據(jù)的擾動

17、性較大，容易受到信號燈控制干擾及其他方面因素的干擾，所以需要對交通數(shù)據(jù)進行修正處理以及多次平滑處理。在戰(zhàn)略控制層次，是要（動態(tài)）劃分控制子區(qū)的，子區(qū)內(nèi)的重要交叉口主要包括：關(guān)鍵交叉口以及臨界交叉口，關(guān)鍵交叉口是該子區(qū)內(nèi)交通流量最大、可決定整個控制子區(qū)周期時長的路口；臨界路口是區(qū)別于關(guān)鍵交叉口，雖然整體的交通流量不大，但在子區(qū)內(nèi)最易造成交通擁擠的路口。正是由于戰(zhàn)略控制層對交叉口進行了歸類處理以及特殊路口的處理，才使得生成的配時參數(shù)，在短期內(nèi)更加滿足交通需求的。在戰(zhàn)略控制層對配時參數(shù)的計算以及優(yōu)選，是先通過交通狀態(tài)的判別，決定選擇相應(yīng)的算法（在SCATS中選擇類飽和度、ACTRA中選擇效用參數(shù)【V

18、+O】），通過對周期、綠信比、相位差的離散化處理，優(yōu)選出最合適的配時方案。3、戰(zhàn)術(shù)控制層戰(zhàn)術(shù)控制的核心思想是“擾動抑制”。由于戰(zhàn)略控制層對應(yīng)的時間間隔為15分鐘或以上交叉口的交通狀況，實對這段時間內(nèi)交通需求的平均化，所以要求對每個周期時間間隔內(nèi)的配時參數(shù)進行調(diào)整。所以在每個控制周期內(nèi)，可能會產(chǎn)生某相位綠燈時間過長或過短的問題，戰(zhàn)術(shù)控制正是為了解決這個問題。戰(zhàn)術(shù)控制是相對戰(zhàn)略控制低一級的控制，它處理的時間間隔是“一個周期”。戰(zhàn)術(shù)控制是在不違反區(qū)域計算機指定的戰(zhàn)略控制參數(shù)的條件下，滿足各個路口一個周期內(nèi)的交通需求的變化。通常的處理辦法是估計本周期內(nèi)的交通需求，對戰(zhàn)略層制定的配時參數(shù)進行一定的修正。

19、4、本地控制層本地控制面對的是一個周期內(nèi)，各個相位綠燈時間是否合適。其基本任務(wù)是根據(jù)戰(zhàn)術(shù)控制層制定的配時參數(shù)，分析當某相位的綠燈時間需求低于平均需求時，對該相位實行早斷或提前的控制（類似BRT信號優(yōu)先控制）。層次間關(guān)系TOD、戰(zhàn)略控制、戰(zhàn)術(shù)控制、本地控制的相互關(guān)系見下圖：圖 Error! No text of specified style in document.4交通信號控制系統(tǒng)四層次關(guān)系圖TOD、戰(zhàn)略控制、戰(zhàn)術(shù)控制的對比見下圖：表 Error! No text of specified style in document.2 TOD、戰(zhàn)略控制、戰(zhàn)術(shù)控制對比系統(tǒng)建設(shè)戰(zhàn)略指導(dǎo)思想 交通信號控

20、制系統(tǒng)建設(shè)的戰(zhàn)略指導(dǎo)思想主要體現(xiàn)在如下方面：全局優(yōu)化與局部優(yōu)化控制相結(jié)合首先，易華錄的交通信號控制系統(tǒng)著眼于全局，從城市道路主通道和整個城市主干道網(wǎng)絡(luò)全局出發(fā)，對城市交通流分布進行全局優(yōu)化調(diào)節(jié)，實現(xiàn)整個城市道路交通系統(tǒng)的整體最優(yōu)。在努力實現(xiàn)整體最優(yōu)的前提下，又能夠?qū)植窟M行優(yōu)化控制，實現(xiàn)全局優(yōu)化與局部優(yōu)化調(diào)節(jié)相結(jié)合。系統(tǒng)優(yōu)化與本地調(diào)節(jié)相結(jié)合其次，易華錄的交通信號控制系統(tǒng)是一種系統(tǒng)優(yōu)化，具有系統(tǒng)優(yōu)化的各種功能，通過對城市道路交通流量的優(yōu)化調(diào)節(jié)，減少交通延誤，縮短旅行時間，努力尋求整個城市路網(wǎng)利用效率的最大化；同時，還具有本地優(yōu)化控制功能，能夠根據(jù)本地的道路交通狀況，采取靈活多樣的控制方式，實現(xiàn)特

21、定道路交通狀況下的優(yōu)化控制功能。系統(tǒng)優(yōu)化與本地調(diào)節(jié)，使易華錄的交通信號控制系統(tǒng)更加靈活適應(yīng)，滿足城市實際交通管理的需要。信號控制與交通誘導(dǎo)相結(jié)合易華錄的交通信號控制系統(tǒng)不僅從信號控制來尋求道路交通資源利用的最大化，而且具有主動干預(yù)功能，通過系統(tǒng)的交通流信息采集功能，實時把握城市道路交通系統(tǒng)中交通流實時狀況，并通過交通誘導(dǎo)系統(tǒng)及時發(fā)布城市道路交通擁堵狀況和交通誘導(dǎo)信息，從而實現(xiàn)對交通流進行誘導(dǎo)和積極干預(yù)，使交通流向有利于全局和系統(tǒng)優(yōu)化的方向調(diào)整配置，實現(xiàn)控制與誘導(dǎo)緊密結(jié)合，這是易華錄的交通信號控制系統(tǒng)建設(shè)的又一個戰(zhàn)略指導(dǎo)思想。單系統(tǒng)功能與多系統(tǒng)集成功能相結(jié)合城市智能交通管理系統(tǒng)包括交通信號控制系

22、統(tǒng)、快速路控制系統(tǒng)、交通信息采集系統(tǒng)、交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)、交通事件檢測系統(tǒng)、交通流管理系統(tǒng)、交通違法監(jiān)測系統(tǒng)、布控系統(tǒng)、交通事故現(xiàn)場信息采集系統(tǒng)等子系統(tǒng)，各個技術(shù)子系統(tǒng)完成不同范圍內(nèi)的任務(wù)，如電子警察系統(tǒng)完成違章抓拍及路口綠燈期間的流量采集；閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)完成視頻圖像的傳輸、顯示與存儲;誘導(dǎo)系統(tǒng)完成誘導(dǎo)信息的傳輸與顯示；城市交通信號系統(tǒng)完成城市道路交通信號控制方案的優(yōu)化與控制，而快速路交通信號控制系統(tǒng)是通過車道燈和入口匝道信號控制器等實現(xiàn)對快速路交通控制。各子系統(tǒng)功能各有不同，易華錄能夠?qū)⒏髯酉到y(tǒng)的各種功能集成到一個高層應(yīng)用平臺上來，在進行城市交通管理工作時，讓各個子系統(tǒng)同時協(xié)同工作，從而發(fā)揮

23、各子系統(tǒng)的整體效能和組合優(yōu)勢，實現(xiàn)單個子系統(tǒng)無法達到的效果，增強交通管理部門對城市交通管理的管控功能和范圍，尤其在出現(xiàn)大范圍交通擁堵和發(fā)生突發(fā)事件的情況下，系統(tǒng)集成功能的優(yōu)勢就更加明顯。日?？刂乒δ芘c預(yù)案管理相結(jié)合易華錄的交通信號控制系統(tǒng)不僅具足快速路日?？刂乒δ苋缦到y(tǒng)優(yōu)化、本地優(yōu)化、感應(yīng)控制、時間表控制、系統(tǒng)遠程人工干預(yù)控制等功能，而且根據(jù)可能出現(xiàn)的各種特殊狀況和城市交通管理需求，還設(shè)置和存儲了不同情況下的預(yù)案管理專家?guī)欤ㄟ^直接調(diào)用并在不作修改或稍微修改的情況下迅速形成相應(yīng)的管理控制方案，以強化交通管理部門對城市交通管理的能力和實時響應(yīng)性。EHL-Smart UTC控制策略交通信號控制系統(tǒng)

24、控制策略包括：路口單點控制、干線協(xié)調(diào)控制、感應(yīng)控制，區(qū)域控制、特勤警衛(wèi)控制等。單點控制交叉口的控制不與其他交叉口進行任何的協(xié)調(diào)，由交叉口各進道口實時到達的車流量決定各交叉口的控制方案。單點控制的配時方法采用以韋伯斯特法為基礎(chǔ)，作適當?shù)母倪M而成的。韋伯斯特法的考察斷面是停車線，其計算參數(shù)都是以停車線斷面為準。干線協(xié)調(diào)（綠波帶）在城市交通中，交通干線承擔了大量的交通負荷，干線交通的暢通對改善城市交通狀況往往具有很大的作用。干線信號協(xié)調(diào)控制實際上就是把干線上一批相鄰交叉路口的交通信號進行協(xié)調(diào)配時，使得進入干線的車隊按某一車速行駛時，能不遇或少遇紅燈。而線控的手段最主要的就是對相位差的調(diào)整。我們將針對

25、交通信號控制系統(tǒng)涉及的道路和路口設(shè)計多條干線控制線路，以優(yōu)先保證這些線路干線方向的運行暢通，提高交通信號控制的整體效應(yīng)。感應(yīng)控制系統(tǒng)既可以執(zhí)行經(jīng)過優(yōu)化下傳的固定配時方案，也可根據(jù)道路流量檢測執(zhí)行全感應(yīng)或半感應(yīng)控制模式。感應(yīng)控制是在路口各方向臨近停止線處設(shè)置路口車輛檢測器，信號機接收由車輛檢測器檢測的交通流數(shù)據(jù)，然后針對路口實際交通需求狀況，進行單點路口或干道續(xù)進綠波帶，實現(xiàn)合理、優(yōu)化的行車管制，達到減少車輛延誤時間、降低空氣污染及合理的相位控制等目標，信號機處理所有車輛檢測器的輸入信息，確認紅燈期間是否有車輛在等待，或檢測綠燈延長時間期間的交通需求。區(qū)域控制區(qū)域控制需要對城市中所有的聯(lián)網(wǎng)路口進

26、行分類，劃定若干個子區(qū)域，然后還要對每個子區(qū)域指定一系列子區(qū)域計劃。子區(qū)域計劃與子區(qū)域中每臺路口機內(nèi)所存儲的本地計劃有密切的關(guān)系。系統(tǒng)將一條道路延長線上的連續(xù)幾個信號機在時間上相互聯(lián)系起來進行信號顯示，通過減少車輛停止次數(shù)，縮短停車時間達到使交通暢通的目的。另外，此種控制方式有助于形成適當速度的交通流。干線協(xié)調(diào)控制的主要特點是對幾個信號機設(shè)定共用的周期長（系統(tǒng)周期長）和確定各信號時間上的相對關(guān)系即相位差。特勤控制不時舉行一些重要的會議和展覽、旅游等重大活動，也會有一些VIP客人到參加會議或參觀游覽，因此VIP特勤線路的設(shè)置是非常必要的。中心UTC控制軟件的“特勤方案組件”可以編輯特勤路線，強制

27、執(zhí)行特勤路線，解除特勤路線。也可以按照設(shè)定好的時間執(zhí)行特勤路線。EHL-Smart UTC系統(tǒng)特色1、系統(tǒng)運行的高穩(wěn)定性EHL-Smart UTC交通信號控制系統(tǒng)采用成熟的控制技術(shù)和設(shè)計理念，系統(tǒng)的管理與控制策略、控制原理與算法，能切合中國的交通環(huán)境特點，具有良好的適應(yīng)性。系統(tǒng)性能和技術(shù)指標達到國內(nèi)同類系統(tǒng)的先進水平，并充分考慮未來ITS發(fā)展的需要，為系統(tǒng)功能和應(yīng)用范圍的擴展、為系統(tǒng)軟硬件的升級留有充足的空間。系統(tǒng)整體及各單項設(shè)備性能穩(wěn)定，運行可靠，平均無故障時間不低于國內(nèi)同類系統(tǒng)，并且系統(tǒng)具有故障自動檢測、報警的能力，并能通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信號機的遠程維護功能。濟南市建設(shè)的204個信控路口已聯(lián)網(wǎng)穩(wěn)

28、定運行5年多。2、UTC系統(tǒng)的高性價比相比國內(nèi)外區(qū)域交通協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)（如SCOOT、SCATS 等），建成同等性能的城市交通信號控制系統(tǒng)，采用易華錄的UTC成本及維護費用要低15%左右。3、不同設(shè)備的高兼容性自主知識產(chǎn)權(quán)的指揮中心集成平臺軟件可以集成SCATS、SCOOT等國內(nèi)外常見的信號機，并可通過平臺接入接口開放的信號機。圖 Error! No text of specified style in document.5集成SCATS信號機界面4、用戶友好的操作界面易華錄STC-1620智能型系統(tǒng)信號機是公司根據(jù)國際標準設(shè)計制造的一款全功能信號機。設(shè)備使用方便，全中文化操作，運行穩(wěn)定可靠。通

29、訊接口提供RS-232C、 RS-485兩種端口。中心交通信號控制系統(tǒng)軟件操作簡便，界面友好，日常維護和系統(tǒng)升級非常容易，可集成于易華錄智能交通綜合應(yīng)用管理系統(tǒng)，和其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)共享交通信息。圖 Error! No text of specified style in document.6信號狀態(tài)動態(tài)顯示5、實用的信號控制功能系統(tǒng)可實現(xiàn)綠波控制、警衛(wèi)路線、公交優(yōu)先、匝道（出入口）、實時倒計時牌等城市交通信號控制功能，實用性強。6、協(xié)議開放易華錄公司擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的智能交通信號控制系統(tǒng)（UTC軟件），基于開放協(xié)議的智能型多相位信號控制機（EHL STC-1620），實現(xiàn)了信號控制的區(qū)域聯(lián)網(wǎng)控制和

30、管理。系統(tǒng)向業(yè)主開放為實現(xiàn)交通信號控制機各項功能的所有通信協(xié)議，系統(tǒng)接口透明，提供二次開發(fā)能力，可支持多種系統(tǒng)互聯(lián)，實現(xiàn)系統(tǒng)的集成與信息資源的共享。7、完善的售后服務(wù)體系易華錄公司擁有一批在智能交通領(lǐng)域有較深造詣的專業(yè)人才和專家顧問，具有豐富的長期從事于智能交通工程設(shè)計與建設(shè)的經(jīng)驗，掌握了具有國內(nèi)一流水平的城市交通指揮中心系統(tǒng)軟件開發(fā)與系統(tǒng)集成技術(shù)，根據(jù)國內(nèi)城市交通管理發(fā)展的實際需求，開發(fā)研制了一批有自主知識產(chǎn)權(quán)的交通管理應(yīng)用軟硬件系統(tǒng)，為城市公安交通指揮中心建設(shè)提供一套完整的技術(shù)解決方案。在交通信號控制方面，可以提供城市交通信號控制系統(tǒng)整體設(shè)計、配套道路渠化設(shè)計、交通信號控制器的研發(fā)與生產(chǎn)、

31、交通信號控制系統(tǒng)軟件研發(fā)、交通信號控制器工程安裝調(diào)試、交通信號配時方案優(yōu)化、交通信號配時效果仿真等專業(yè)化服務(wù)。易華錄公司建有7大事業(yè)部，可以為全國客戶提供快速響應(yīng)，解決用戶系統(tǒng)維護、升級、備件供應(yīng)等后顧之憂。系統(tǒng)架構(gòu)本章從系統(tǒng)工作的邏輯架構(gòu)、硬件架構(gòu)和軟件體系架構(gòu)三個方面對易華錄公司的智能城市交通信號控制系統(tǒng)（Smart UTC）做出整體介紹。系統(tǒng)的邏輯架構(gòu)系統(tǒng)的邏輯架構(gòu)指的是易華錄公司Smart UTC系統(tǒng)各個控制方式直接的拓撲關(guān)系。本節(jié)從交通狀態(tài)、控制區(qū)域和控制時間粒度三個不同的角度對系統(tǒng)的邏輯架構(gòu)做出描述?；诮煌顟B(tài)的控制方式圖 Error! No text of specified

32、style in document.7基于交通狀態(tài)的控制方式信號控制系統(tǒng)的本質(zhì)是通過對路口信號燈的配時控制，解決路口不同交通狀態(tài)下對各個方向交通流的路權(quán)分配問題。由于受到道路通行能力的限制，交通流量與占有率之間會呈現(xiàn)出上圖所示的對應(yīng)關(guān)系。一般道路交通狀態(tài)可以分為4類。第一類狀態(tài)處于流量占有率曲線的起始端，它的表現(xiàn)形式是車流量小、車輛分布呈無規(guī)則分散。我們用低峰小流量定義此種交通狀態(tài)。對應(yīng)于此種狀態(tài)，我們選擇小周期固定配時加感應(yīng)控制的交通信號控制方式。這種控制方式可以在保證安全的前提下，使單個車輛快速通過路口，有效減少停車等待時間。第二類狀態(tài)處于流量占有率曲線的第二階段，它的表現(xiàn)形式車流量明顯增

33、大，且在各個小時段、各個方向上變化不均勻，沒有規(guī)律。通過合理調(diào)整配時方案，可以有效的利用綠燈時間，增大路口通行能力，減少綠燈時間浪費。我們用平峰欠飽和來定義此種交通狀態(tài)。對應(yīng)于此種狀態(tài)，我們選擇多層次擾動抑制自適應(yīng)的交通信號控制方式。這種控制方式可以在保證安全的前提下，通過對當前交通流狀態(tài)的分析，確定各個方向交通流對路權(quán)的需求，合理調(diào)整配時方案，達到對路權(quán)的合理分配。第三類狀態(tài)處于流量占有率曲線的波峰，它的表現(xiàn)形式各個方向車流量都達到或接近最大。我們用高峰飽和來定義此種交通狀態(tài)。在此狀態(tài)下，如何減少由于車流啟動以及黃燈和全紅引起的時間損失，從而在單位時間里放行更多車輛成為最大需求。對應(yīng)于此種狀

34、態(tài)，我們選擇大周期固定配時的交通信號控制方式。增大周期可以有效的降低黃燈、全紅以及車輛啟動時間在單位時間的比率。固定綠信比可以有效的對車輛進行疏導(dǎo)與誘導(dǎo)。第四類狀態(tài)處于流量占有率曲線的終止端，它的表現(xiàn)形式是由于車輛數(shù)超過道路通行能力造成車速下降，從而車流量減小、占有率增加，車輛分布呈擁堵狀態(tài)。我們用擁堵過飽和來定義此種交通狀態(tài)。對應(yīng)于此種狀態(tài)，我們只能通過人工干預(yù)的方式，建立起疏導(dǎo)通道，在臨時降低或犧牲某些方向的通行能力的情況下，引導(dǎo)車流按指定方向前進，到達緩解交通壓力的目的?；诳刂品秶目刂品绞綀D Error! No text of specified style in document.

35、8基于控制范圍的控制方式城市路網(wǎng)各個路口之間存在或強或弱的相關(guān)性。只有整體的對城市路網(wǎng)進行考察，根據(jù)不同的交通特點和路況之間的相關(guān)性，按照單點、干線、區(qū)域合理的劃分控制范圍，才能利用信號控制系統(tǒng)改善城市交通。下面給出如何劃分控制范圍的參考依據(jù)以及信號系統(tǒng)的對應(yīng)的控制方式。有些路口距離其它路口距離較遠，其路口交通狀態(tài)對其相鄰路口沒有很明顯的影響，或者有些路口流量數(shù)據(jù)總是很小，不會對相鄰路口的交通狀態(tài)產(chǎn)生明顯影響。對于此種類型的路口我們采用單點控制。易華錄公司的單點控制方式分為兩類，即信號機與中心脫機的單點本地控制和與中心聯(lián)機的單點優(yōu)化控制。單點本地控制通常使用本地TOD控制方式，在預(yù)先劃分好的時

36、段內(nèi)執(zhí)行指定的配時方案或配時方案+感應(yīng)方案。單點優(yōu)化控制是指在信號機與中心聯(lián)機的情況下，由信號機將交通流數(shù)據(jù)傳回中心，中心根據(jù)這些數(shù)據(jù)進行狀態(tài)判別，當交通狀態(tài)滿足優(yōu)化條件時，對TOD方案和正在執(zhí)行的方案進行優(yōu)化，然后下發(fā)信號機執(zhí)行。具體的優(yōu)化方式將在下節(jié)闡述。一條城市干線通常包含多個路口。當其中某些路口距離較近時，其交通狀態(tài)的變化會對相鄰路口產(chǎn)生明顯影響。這時需要對這些路口的信號配時方案整體考慮，進行干線協(xié)調(diào)控制。易華錄公司的干線協(xié)調(diào)控制方式分為兩類，即信號機與中心脫機的離線干線協(xié)調(diào)控制和與中心聯(lián)機的中心干線協(xié)調(diào)優(yōu)化控制。干線協(xié)調(diào)的基本控制方式是同一干線子區(qū)內(nèi)各個信號機的配時方案執(zhí)行協(xié)調(diào)周期（

37、同周期或倍周期），各個信號機間配時方案保持固定相位差，形成指定方向的綠波控制。對于離線方式，配時方案按信號機本地TOD進行轉(zhuǎn)換。中心優(yōu)化方式則在保持相位差的同時，當交通狀態(tài)滿足優(yōu)化條件時對整個子區(qū)的配時方案進行同步優(yōu)化調(diào)整。干線協(xié)調(diào)只解決了一條道路的協(xié)調(diào)控制問題，當相鄰干線間存在相關(guān)性，需要進行聯(lián)合控制時，我們可以采用區(qū)域協(xié)同的控制方式。易華錄公司的區(qū)域協(xié)同控制方式分為兩類，即信號機與中心脫機的離線區(qū)域協(xié)同控制和與中心聯(lián)機的中心區(qū)域協(xié)同優(yōu)化控制。區(qū)域協(xié)同的方式通常有以下兩類。第一類是同一時刻，干線間執(zhí)行同方向綠波，最大限度的增大該方向的通行能力。第二類是同一時刻，干線間執(zhí)行不同方向綠波，在交通

38、壓力有限的情況下，滿足不同方向交通流需求。無論哪類控制方式，都可以在保證干線子區(qū)協(xié)調(diào)控制的基礎(chǔ)上，通過相位差的調(diào)整實現(xiàn)。中心優(yōu)化方式則在保持相位差的前提下，當交通狀態(tài)滿足優(yōu)化條件時，對整個區(qū)域的配時方案進行同步優(yōu)化調(diào)整。基于控制時間粒度的優(yōu)化控制方式上節(jié)多次提到當信號機與中心聯(lián)機時，可以通過對交通流數(shù)據(jù)的分析，實現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化控制。易華錄公司根據(jù)自己多年從事城市交通控制所積累的經(jīng)驗，借鑒國外先進的交通信號控制思想，實現(xiàn)了基于不同時間粒度的優(yōu)化控制方式-多層次擾動抑制自適應(yīng)?；緝?yōu)化控制原理如下圖所示。圖 Error! No text of specified style in document.9基于控制時間粒度的優(yōu)化控制方式系統(tǒng)的硬件架構(gòu)本節(jié)對易華錄公司智能城市交通信號控制系統(tǒng)的硬件架構(gòu)進行描述。圖 Error! No text of specified style in document.10硬件結(jié)構(gòu)圖如上圖所示，信號控制系統(tǒng)的硬件分為以下幾部分：1、UTC工作站臺式PC計算機，用于運行交通信號控制系統(tǒng)（UTC）用戶操作的界面。2、UTC管理服務(wù)器PC服務(wù)器，用于部署數(shù)據(jù)庫，運行與UTC管理服務(wù)程序。這些服務(wù)程序包括SmartUTC