交通信號控制系統(tǒng)的技術(shù)方案

...wd......wd......wd...智能交通信號控制系統(tǒng)技術(shù)方案

目錄一、交通信號控制系統(tǒng)綜述-3-1.1系統(tǒng)設(shè)計原那么-3-1.2系統(tǒng)建設(shè)依據(jù)-5-1.3交通信號控制系統(tǒng)組成-5-二、交通信號控制系統(tǒng)功能指標-8-2.1交通信號控制器-8-2.1.1交通信號控制器功能-8-2.1.2交通信號控制器指標-10-2.2交通信號控制系統(tǒng)-12-2.2.1交通信號控制系統(tǒng)組成-12-2.2.2系統(tǒng)功能-14-2.2.3區(qū)域自適應(yīng)控制-15-三、交通信號遠程控制系統(tǒng)-17-3.1詳細配置信號機運行數(shù)據(jù)-17-3.2信號機實時控制-23-3.3信號機運行狀態(tài)-24-3.4系統(tǒng)故障狀態(tài)-25-3.5警衛(wèi)線路-25-3.6實時流量-25-3.7流量查詢-26-四、區(qū)域自適應(yīng)優(yōu)化控制-28-4.1系統(tǒng)控制策略-28-4.1.1單點感應(yīng)控制-30-4.1.2單點自適應(yīng)控制-30-4.1.3干道綠波控制-30-4.1.4感應(yīng)式協(xié)調(diào)控制-38-4.1.5區(qū)域自適應(yīng)控制-39-4.1.6擁堵控制-42-4.1.7潮汐車道控制-43-4.1.8優(yōu)先控制-43-4.2路網(wǎng)組態(tài)模塊-44-4.3參數(shù)配置模塊-45-五、道路交通信息采集系統(tǒng)-54-5.1系統(tǒng)總體設(shè)計-54-5.2信息采集分系統(tǒng)設(shè)計-55-5.3交通數(shù)據(jù)綜合處理-57-六、交通信號控制器-59-6.1故障檢測-60-6.2防雷措施-61-6.3信號機機箱防護-62-6.4手持式交通信號控制器-62-6.5信號機構(gòu)造介紹-64-6.7安裝說明圖-64-6.8信號機實際效果-73-一、交通信號控制系統(tǒng)綜述根據(jù)城市開展的一般規(guī)律，在城市開展與演變過程中，交通工具的增長速度通常遠高于城市道路和其他交通設(shè)施的增長，在經(jīng)濟快速開展的年代，城市交通往往面臨著巨大的壓力與挑戰(zhàn)。科學高效的交通管理對于緩解交通擁堵、提高道路網(wǎng)絡(luò)的通行能力和利用效率，進而保障城市的正常運轉(zhuǎn)、促進經(jīng)濟的持續(xù)穩(wěn)定安康開展具有重要意義。因此，實現(xiàn)交通管理的信息化和智能化，以先進的信息通信技術(shù)提高交通管理水平已經(jīng)受到各級政府的高度重視。城市道路智能交通信號控制交通系統(tǒng)集信號控制、交通信息發(fā)布、交通組織優(yōu)化、交通管理決策等于一體，在提高現(xiàn)有道路通行能力、協(xié)調(diào)處置突發(fā)性事件、緩解交通擁堵等方面作用巨大，能迅速提高整個城市的交通管理水平，改變城市的交通面貌，提升城市品位。因此城市亟需盡快建成城市道路智能交通信號控制系統(tǒng)。1.1系統(tǒng)設(shè)計原那么系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該從總體上把握，堅持從實際出發(fā)，注重系統(tǒng)的實用性和實戰(zhàn)性，合理配置資源，服務(wù)服從于業(yè)務(wù)需要，統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一標準、標準設(shè)計、周密方案、合理實施的原那么；采用開放性、模塊化、智能化的體系構(gòu)造，依托現(xiàn)有的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和交通監(jiān)控指揮管理系統(tǒng)，將各系統(tǒng)融合成一個有機的整體，實現(xiàn)整個系統(tǒng)科學、高效、可靠、協(xié)調(diào)的管理與運行，到達實時監(jiān)視，優(yōu)化協(xié)調(diào)控制，信息資源共享的綜合管理效能與目標。1、先進性、可靠性系統(tǒng)設(shè)計充分考慮采用先進而又成熟的技術(shù)〔如線圈檢測技術(shù)、視頻檢測技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)和嵌入式工控技術(shù)等〕、先進的體系構(gòu)造、先進的軟硬件選型，既能保證系統(tǒng)的實用性和成熟性，又能適應(yīng)未來的業(yè)務(wù)開展和技術(shù)的更新要求。2、安全性系統(tǒng)通訊采用公安網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)通訊或點對點光纖通信。應(yīng)用系統(tǒng)必須設(shè)置多種安全管理權(quán)限，使系統(tǒng)由于誤操作等影響，能夠確保全系統(tǒng)和數(shù)據(jù)安全。在系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備選型和安裝過程中考慮到雷擊、暴雨、臺風等惡劣氣候的需求以及各種意外情況的發(fā)生，真正做到保證系統(tǒng)穩(wěn)定和安全運行。3、可擴展性、兼容性系統(tǒng)應(yīng)具備良好的可擴大性、可移植性和兼容性。系統(tǒng)的可擴展性包括系統(tǒng)軟件的功能擴展〔在不增加投資的情況下，可以很方便地增加用戶所需要的特殊軟件功能，提供軟件版本升級服務(wù)，為其他系統(tǒng)提供信息只讀接口〕和系統(tǒng)容量的擴展〔充分考慮系統(tǒng)的開展因素，系統(tǒng)設(shè)計方案充分利用現(xiàn)有的信息化建設(shè)成果和路口資源，并預留擴展接口〕。4、開放性一是通信協(xié)議開放，系統(tǒng)接口透明，便于與其他系統(tǒng)組網(wǎng)，實現(xiàn)系統(tǒng)的集成與資源共享；二是交通數(shù)據(jù)與信息開放，用戶可以很方便地從系統(tǒng)中提取所需要的各種交通數(shù)據(jù)和信息，實現(xiàn)信息交換和共享?？芍С侄喾N系統(tǒng)互聯(lián)〔地理信息系統(tǒng)、電視監(jiān)控系統(tǒng)、車輛定位系統(tǒng)，違章捕捉系統(tǒng)，信息管理系統(tǒng)〕。5、整體性能夠通過前端電子警察、紅綠燈主機、地感檢測線圈對道路及路口各個方向進展車流量檢測，并及時向中心提供各種流量數(shù)據(jù)方向進展車流量檢測，并及時向中心提供各種流量數(shù)據(jù)。6、可監(jiān)控性中央控制計算機能夠?qū)Ω髀房诙鄥^(qū)域的交通燈信號進展協(xié)調(diào)，實時顯示被控區(qū)域的交通信號狀態(tài)和信息進展系統(tǒng)干預及配置、監(jiān)視、控制和協(xié)調(diào)運行。7、可恢復性確保在網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)出現(xiàn)問題時能及時、快速地恢復正常運行，保證系統(tǒng)的可恢復性，提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的抗干擾能力。8、可維護性和經(jīng)濟性由于整個系統(tǒng)規(guī)模較大，在確?？煽啃?、實用性、先進性的前提下，采用較經(jīng)濟的方案，包括安裝、升級、維護和運行費用。簡單統(tǒng)一的操作方式，可以大大降低管理上的工作量，提高工作效率，降低工作強度，同時也利于系統(tǒng)維護。1.2系統(tǒng)建設(shè)依據(jù)依據(jù)國家相關(guān)法律規(guī)章、國家和行業(yè)相關(guān)標準、相關(guān)研究成果等資料進展本系統(tǒng)建設(shè)，具體如下：?道路交通信號控制機?〔GB25280—2010〕?道路交通信號控制機安裝標準?〔GA/T489-2004〕?城市交通信號控制系統(tǒng)術(shù)語?〔GA/T509-2004〕?城市道路交通信號控制方式適用標準?〔GA/T527-2005〕?中華人民共和國交通安全法??中華人民共和國交通安全法實施條例??公安交通指揮系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)標準?〔GA/T445-2003〕?公安交通指揮系統(tǒng)工程建設(shè)程序與要求?〔GA/T651-2006〕?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〕1.3交通信號控制系統(tǒng)組成交通信號控制系統(tǒng)分為交通信號遠程控制系統(tǒng)和區(qū)域自適應(yīng)優(yōu)化控制系統(tǒng)組成。交通城市智能交通信號控制系統(tǒng)解決方案是將信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、自動控制技術(shù)等有效融合，從交通信息流量采集分析、路網(wǎng)交通方案設(shè)計、路口信號控制三個層次出發(fā)，針對中國城市交通管理體制和混合交通特點建設(shè)起來的一套系統(tǒng)解決方案。其主要功能是自動協(xié)調(diào)和控制整個控制區(qū)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)境污染減至最小，從而保障道路系統(tǒng)的交通效益最大程度發(fā)揮。通過合理組合系統(tǒng)中的各種設(shè)備和控制軟件，交通管理者可以根據(jù)自己的實際需要，在保證合理投資的根基上，構(gòu)建既滿足自己當前意愿，又符合長遠開展要求的交通信號控制系統(tǒng)。系統(tǒng)架構(gòu)圖區(qū)域協(xié)調(diào)控制以某個區(qū)域中所有信號控制穿插口作為協(xié)調(diào)控制的對象，統(tǒng)一協(xié)調(diào)信號周期、相位差及綠信比，提高道路網(wǎng)絡(luò)的通行能力。區(qū)域協(xié)調(diào)控制是最高級的交通信號控制方式?？刂茀^(qū)內(nèi)各受控交通信號都受交通控制中心的集中控制。對范圍較小的區(qū)域，可以整區(qū)集中控制；對范圍較大的區(qū)域，可以分區(qū)分級控制。系統(tǒng)控制分為三級，各級主要功能如下：1〕中心控制級：監(jiān)控整個系統(tǒng)的運行；為穿插口及協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的控制方案設(shè)計提供集中式輸入工具；協(xié)調(diào)區(qū)域控制級的運行；具備區(qū)域控制級的所有功能；中心控制軟件對控制方案基本數(shù)據(jù)進展安全保護，即通過硬件或軟件系統(tǒng)保護各項基本數(shù)據(jù)的安全，只有授權(quán)人員才能接觸；自動記錄各路口信號機的故障，便于及時搶修。2〕區(qū)域控制級：是決定信號網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)的高層控制。監(jiān)控受控區(qū)域的運行；分析各路口送來的車流數(shù)據(jù)，以控制子區(qū)域為根基，計算周期長度、綠信比和相位差，以適應(yīng)主流交通狀況，對路口交通信號進展協(xié)調(diào)控制；對路口交通信號機的工作狀態(tài)和故障情況進展監(jiān)視；保存收集到的各個穿插口的各種數(shù)據(jù)并用于脫機分析；通過人時機話對路口交通信號機進展人工干預；監(jiān)視和控制區(qū)域級外部設(shè)備的運行；進展交通流量統(tǒng)計處理。3〕路口控制級：控制路口交通信號燈；接收處理來自車輛檢測器的交通流信息，并定時向區(qū)域計算機發(fā)送；接收處理來自區(qū)域計算機的命令，控制本路口各個信號燈的燈色變換，并向區(qū)域計算機反響工作狀態(tài)和故障信息；在實施感應(yīng)控制時，根據(jù)本路口的交通需求，自主地控制各入口信號燈的燈色變換；具有單點優(yōu)化能力。二、交通信號控制系統(tǒng)功能指標2.1交通信號控制器“KV-ATSC32〞交通信號機是由我司依據(jù)中華人民共和國公共安全行業(yè)標準和GB25280-2010?道路交通信號控制機?中華人民共和國國家標準研制的交通信號機。2.1.1交通信號控制器功能〔1〕遠程控制：可實現(xiàn)有線或無線聯(lián)網(wǎng)控制，接收中心遠程優(yōu)化控制，可在線修改配時參數(shù)，在線顯示各相位狀態(tài)、故障狀態(tài)。〔2〕無電纜線性控制：同一主干道上的多個信號機以指定的某一路口信號機為基準，通過配置周期與相位差，利用GPS或聯(lián)網(wǎng)授時，協(xié)調(diào)時間，實現(xiàn)線協(xié)調(diào)控制?！?〕多時段控制：根據(jù)不同時間段的車流量大小將一天分為假設(shè)干個時間段，并配以不同的控制方式及配時方案。一般時段的劃分可通過交通調(diào)查分析或經(jīng)歷獲得。設(shè)置內(nèi)容包括事件、控制模式、控制方案、節(jié)假日方案等。〔4〕感應(yīng)控制：根據(jù)相位對應(yīng)車道檢測器的實施車輛信息，控制相位放行，當車輛間隔大于設(shè)定值或浪費時間大于設(shè)定值或相位長大于設(shè)定值那么完畢當前相位。感應(yīng)控制包括半感應(yīng)、全感應(yīng)控制，可設(shè)置感應(yīng)控制參數(shù)，具備線協(xié)調(diào)感應(yīng)控制功能?！?〕自適應(yīng)控制：通過車輛檢測器檢測進入路口的車流量狀態(tài)，根據(jù)預置的預測算法規(guī)那么〔根據(jù)前幾個周期的相位飽和度，預測下一個周期的周期長和綠信比〕，實時自動地調(diào)整周期、綠信比等參數(shù)以適應(yīng)交通流變化。當運行到該相位時，如果車輛突然減少，那么提前完畢當前相位；假設(shè)超過設(shè)定最大車輛間隔，那么向下一相位預支一段時間，以獲得路口車輛的最高放行效率，實現(xiàn)單穿插口的自適應(yīng)控制?！?〕手動控制：按動手動按鈕，控制相位的遞進。在機箱側(cè)門有手動控制盒，內(nèi)置“手動/自動〞開關(guān)，手動按鈕。預留遙控手動接口；手動控制可以采用步進式或選擇式；手動控制放行序列可定義及調(diào)整?！?〕黃閃控制：黃燈按一定的頻率閃爍。有軟件黃閃和獨立黃閃。軟件黃閃為正常的工作方式，一般用于深夜車輛稀少的時段。獨立黃閃為硬件控制的黃閃，將切斷燈驅(qū)動模塊的輸出，一般用于故障、維護。〔8〕關(guān)燈控制：熄滅所有的信號燈輸出。〔9〕全紅控制：所有燈組全紅，用于疏導交通。〔10〕行人過街觸發(fā)控制：根據(jù)行人過街按下請求按鈕發(fā)送請求信號實現(xiàn)路段行人過街協(xié)調(diào)控制?！?1〕信號機具有掉電保護功能。〔12〕日志記錄：記錄信號機運行參數(shù)、檢測器故障、信號燈故障、綠沖突故障，支持遠程查詢和數(shù)據(jù)導出?！?3〕信號機能夠連接學習型倒計時器、脈沖實時倒計時和通信實時倒計時等多種類型的倒計時器，實現(xiàn)倒計時的功能?！?4〕支持車輛檢測器輸入，配置24路檢測信號。支持與電子警察數(shù)據(jù)〔線圈、視頻或混合模式〕共享，支持線圈、視頻、地磁等各種檢測器。線圈檢測器能檢測線圈開路、短路，并發(fā)送到中心系統(tǒng)。能夠按照相位周期采集交通流量、占有率以及交通信號相位信息〔包括相位的綠燈開場時間、完畢時間、相位流量、周期長度等〕，交通流量與占有率的采集精度〉90%，數(shù)據(jù)采集時延要求在周期完畢后1分鐘之內(nèi)。另外能夠提供設(shè)定周期〔15s~180s〕采集交通信息。〔15〕在聯(lián)網(wǎng)方式下，控制管理人員可通過中心計算機的系統(tǒng)軟件，以系統(tǒng)自適應(yīng)優(yōu)化控制、預置多段式固定配時、人工直接干預控制等多種方式，直接控制路口的信號配時。同時控制管理人員可通過圖形界面，配置路口的特征參數(shù)、控制參數(shù)，直接下載至路口信號控制機，更新路口數(shù)據(jù)，大大方便系統(tǒng)的運行維護。〔16〕信號機參數(shù)編輯軟件：可使用筆記本電腦，安裝信號機軟件后，用作現(xiàn)場修改和顯示信號機的工作參數(shù)。支持參數(shù)圖形模式在線、脫機修改、保存。支持參數(shù)打印、模擬運行。支持聯(lián)機查看系統(tǒng)運行狀態(tài)，下載流量，并進展查詢、打印?！?7〕支持電源電壓、溫度檢測，驅(qū)動板聯(lián)機狀態(tài)檢測，運行參數(shù)有效性檢測?！?8〕支持故障遠程恢復，遠程重啟?！?9〕具有防電網(wǎng)浪涌和抗雷電襲擊措施?！?0〕全封閉增強型機箱設(shè)計，有防雨、防潮、防塵、防震能力。〔21〕有4個RS232通信接口，可擴展1個RJ45，一個RS232，用于通信、調(diào)試及備用口?！?2〕具有行人過街觸發(fā)功能，提供2個行人按鈕接口。集中協(xié)調(diào)式信號機還增加了以下幾個控制功能：集中協(xié)調(diào)控制：根據(jù)各數(shù)口車流量的變化，承受指揮控制中心的統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理控制，支持綠波帶功能。自適應(yīng)控制：根據(jù)交通流量狀態(tài)，實時調(diào)整相應(yīng)的交通參數(shù)，以適應(yīng)交通流量變化的控制方式。公交優(yōu)先(BRT)功能控制：通過檢測到的公交車輛信息，調(diào)整信號方案，保證公交車輛優(yōu)先通行。支持潮汐車道控制擴展：根據(jù)車輛排隊長度自動控制可變信號燈和可變指示Led燈。2.1.2交通信號控制器指標機械性能：外形尺寸：440±5mm×176±5mm×225±5mm防護等級：IP54電源：額定電壓：220V±10%；50Hz±2Hz主機功率：≤15W(不含燈驅(qū)動功率)負載能力：單路信號負載可達500W以上在總電源上采用電源濾波器，在保護設(shè)備免受外界電磁傳導輻射的干擾同時，防止造成電磁輻射污染電網(wǎng)。輸入輸出接口：信號輸出：16個燈組輸出通訊接口：4個標準EIA電平RS232接口，用于通信、調(diào)試及備用口，波特率最高可達115200bps，數(shù)據(jù)兼容TCP/IP協(xié)議GPS接口〔選配件〕：1個，用于接收GPS授時行人請求接口：4路參數(shù)設(shè)置預置相位數(shù)：12個黃閃信號頻率：1Hz啟動時序：黃閃狀態(tài)〔10s或自定義〕→全紅狀態(tài)〔5s或自定義〕→正常運行信號轉(zhuǎn)換序列：機動車信號：紅→綠→綠閃→黃→紅行人過街信號：紅→綠→綠閃→紅可設(shè)置階段表：32個，包括9個預設(shè)默認設(shè)置及23個自定義設(shè)置；每個階段表最多可以設(shè)置8個階段可設(shè)置方案：32個，包括9個預設(shè)默認設(shè)置及23個自定義設(shè)置可設(shè)置時段表：32個，全部可以自定義設(shè)置，每個時段表可以設(shè)置16個時段系統(tǒng)看門狗，系統(tǒng)運行故障時自動恢復可靠性：MTBF平均無故障運行時間＞20000小時工作時間：7*24小時連續(xù)工作絕緣強度AC輸入端與箱體之間絕緣電阻為12MΩ工作環(huán)境溫度：-20℃～70℃濕度：5%～95%〔40℃時無冷凝〕沖擊：10g/16ms，半正弦波,100次介電強度：耐壓AC1500V、50Hz避雷：雙路獨立避雷裝置抗沖擊振動：5-33Hz,1g/1h,振幅雙向2.5mm可經(jīng)受各種交通工具正常情況下所產(chǎn)生的沖擊及振動所有線路板經(jīng)過“三防〞處理2.2交通信號控制系統(tǒng)2.2.1交通信號控制系統(tǒng)組成交通信號遠程控制系統(tǒng)是一套完整的信號控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用存儲在數(shù)據(jù)庫中的歷史交通數(shù)據(jù)和當前的實時交通狀況，根據(jù)配置的控制參數(shù)和數(shù)據(jù)模型，對區(qū)域中各個路口進展協(xié)調(diào)控制，保證整個區(qū)域的交通流量到達平衡和優(yōu)化。并通過信號機通訊服務(wù)對各種不同類型信號機進展統(tǒng)一通信管理，實現(xiàn)對信號機的狀態(tài)監(jiān)控和聯(lián)網(wǎng)協(xié)調(diào)控制，提供了信號機區(qū)域控制整體解決方案。系統(tǒng)對信號機設(shè)備、系統(tǒng)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、GIS地圖和用戶權(quán)限進展管理，對控制區(qū)域和信號機的運行狀態(tài)進展控制。操作員可以加載交通控制方案設(shè)計系統(tǒng)生成的區(qū)域控制方案，遠程上傳或下載控制區(qū)域和信號機的運行數(shù)據(jù)、修改區(qū)域和信號機的運行模式、獲取并處理信號機錯誤信息。系統(tǒng)構(gòu)造圖控制系統(tǒng)的整體運行那么有賴于三個局部的協(xié)調(diào)運作：一、前端信息采集系統(tǒng)：利用安裝在各個路口的各個車道的車輛檢測器〔視頻、地磁〕，自動采集車輛到達信息，獲得實時的路口交通流量信息。按預設(shè)的時間間隔統(tǒng)計檢測截面的交通流量、占有率、飽和度和車速等信息，用于交通流量的統(tǒng)計分析、報警分析、系統(tǒng)監(jiān)視分析等功能。這些數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)以標準的數(shù)據(jù)庫文件或文本文件的形式傳送到交通指揮中心的交通信息管理數(shù)據(jù)庫中，以便做相應(yīng)的綜合統(tǒng)計分析以及為控制方案的生成、選擇和優(yōu)化提供數(shù)據(jù)。二、中心控制系統(tǒng)：在中心建設(shè)一個基于GIS的公共信息集成平臺，通過整合集成各個子系統(tǒng)，到達可視化智能管理與控制和管理決策輔助支持，以及面向事件的聯(lián)動控制和應(yīng)急處置?？刂品桨傅纳苫蜻x擇在控制中心的信號控制主機上完成，通過對采集的信息分析處理，形成控制方案，實時地調(diào)整綠信比、周期時長及相位差等參數(shù)，使之與變化的交通流相適應(yīng)。同時對歷史方案進展比較分析，減少隨機的誤差，完成方案的生成和選擇。系統(tǒng)采用集中管理與分級信號控制相結(jié)合，按交通特性劃分片區(qū)，實現(xiàn)單點優(yōu)化、主干道區(qū)級線協(xié)調(diào)和區(qū)域協(xié)調(diào)控制相結(jié)合的區(qū)域交通信號控制，使整個交通信號控制系統(tǒng)實現(xiàn)三級遞階控制構(gòu)造。三、路口終端交通信號控制器：負責監(jiān)視設(shè)備故障〔檢測器、信號燈以及其他局部控制設(shè)施〕以便及時發(fā)現(xiàn)故障，向控制中心上報故障信息并獲得解決；收集實時的檢測數(shù)據(jù)，并把交通流和設(shè)備性能等數(shù)據(jù)傳送到中心控制系統(tǒng)；接收中心控制系統(tǒng)下發(fā)的指令并按指令操作。信號機的軟件設(shè)計核心主要集中在控制技術(shù)，控制策略的選擇和優(yōu)化方法這三方面。而這三方面的水平很大程度上取決于中心控制系統(tǒng)對控制方案的生成或選擇。2.2.2系統(tǒng)功能日志信息記錄：系統(tǒng)記錄信號機運行異常記錄，便于以后查詢；用戶權(quán)限管理功能：為了保障系統(tǒng)的安全，設(shè)置管理員權(quán)限與普通戶權(quán)限，普通用戶只能查看信號機信息，不能對信號機以及區(qū)域交通進展操作；區(qū)域交通信號協(xié)調(diào)控制：系統(tǒng)調(diào)用區(qū)域控制方案文件，通過統(tǒng)一下載控制方案到各個路口的信號機中，使該區(qū)域各個路口信號機實現(xiàn)協(xié)調(diào)控制，到達最正確的控制效果；實時控制：當路口發(fā)生突發(fā)事件時，可以對該路口信號機進入實時控制模式，使突發(fā)事件對該路口的車輛通行的影響到達最低。實時控制包括同步信號狀態(tài)、進入手動控制、進入黃閃控制、進入警衛(wèi)控制、進入引導控制；GIS地理信息系統(tǒng)：系統(tǒng)基于GIS地理信息系統(tǒng)，確定每個信號機的地理位置，以便對各個信號機實時監(jiān)控；控制方案配置：系統(tǒng)信號機控制參數(shù)和控制方案的集中配置與管理，用戶可以隨時對信號機的控制方案進展調(diào)用、修改，再將其保存到數(shù)據(jù)庫中；控制方案上傳和下載：用戶可以隨時將修改的控制方案下載到信號機中，使信號機根據(jù)新的控制方案運行；并且可以將信號機中控制方案上傳，查看信號機當前的控制方案；信號機任務(wù)列表獲?。河脩艨梢圆榭葱盘枡C當前的任務(wù)，了解信號機的運行狀態(tài)；異常實時提醒：系統(tǒng)服務(wù)器與信號機自動關(guān)聯(lián)，動態(tài)檢測與信號機的連接狀態(tài)，實時獲取信號機的運行狀態(tài)，當信號機運行異常時，將異常信息反響到軟件界面中；路口可視化設(shè)計：可視化路口信號控制相位設(shè)計、燈組關(guān)聯(lián)定義和檢測器位置設(shè)計，使方案配置時更加直觀；數(shù)據(jù)信息存儲：用戶賬號信息，信號機屬性信息數(shù)據(jù)、運行數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息，區(qū)域控制信息都統(tǒng)一儲存在數(shù)據(jù)庫中，進展統(tǒng)一管理；通信協(xié)議轉(zhuǎn)換：系統(tǒng)實現(xiàn)與各廠家信號機通信協(xié)議轉(zhuǎn)換。2.2.3區(qū)域自適應(yīng)控制格朗德駿系統(tǒng)充分利用從信息采集系統(tǒng)獲取的交通數(shù)據(jù)和信息，通過創(chuàng)立的交通路網(wǎng)組態(tài)模型，仿真運算生成區(qū)域內(nèi)各信號控制機的參數(shù)配置方案，供指揮中心參考，為基于指揮中心實施城市路口面控交通信號控制配時方案提供了良好的解決方案。采用自主研發(fā)的核心算法--基于最大綠波帶模型的區(qū)域協(xié)調(diào)控制算法，充分保障了干線和區(qū)域上的綠波帶帶寬的最大化，減少城市道路交通的延誤和旅行時間，有利于減少道路交通擁擠的狀況。系統(tǒng)性能強大，適用于干線、特定干線以及區(qū)域的協(xié)調(diào)控制，功能特點：系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，具有較強的擴展性、穩(wěn)定性、強健性、安全性；軟件可最多配置8個區(qū)域控制方案；軟件提供干線綠波帶仿真功能；軟件提供控制方案時段和調(diào)度配置功能；可調(diào)整路網(wǎng)中穿插口的數(shù)量和各根基數(shù)據(jù)的優(yōu)先級；適用于干線、特定干線以及區(qū)域的路網(wǎng)構(gòu)造；適用于單向綠波帶、雙向綠波帶的路網(wǎng)構(gòu)造；適用于變帶速、變帶寬的路網(wǎng)構(gòu)造；軟件提供各項預設(shè)參數(shù)，滿足用戶對控制方案的各項需求；可以生成文件形式的控制方案，便于遠程控制系統(tǒng)直接加載；系統(tǒng)提供SDK，包含算法DLL，便于升級更新以及調(diào)用；二次開發(fā)人員可以根據(jù)SDK中提供的公開的API(應(yīng)用程序接口)來訪問軟件原有的一些基本功能，并要據(jù)這些基本功能組合，擴展進而形成更加專業(yè)或新的功能以完成用戶特殊的需求，易于升級更新以及維護；系統(tǒng)采用組態(tài)的方式繪制被控區(qū)域路網(wǎng)接口，操作簡單，易于上手；局部參數(shù)會在路網(wǎng)構(gòu)建的時候由系統(tǒng)自動生成，減少用戶手動輸入?yún)?shù)量，防止了以往手續(xù)繁瑣、操作麻煩的情況。三、交通信號遠程控制系統(tǒng)3.1詳細配置信號機運行數(shù)據(jù)智能交通遠程控制系統(tǒng)基于windows平臺，采用Mysql數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)的存儲，以C/S模式運行，系統(tǒng)所有的應(yīng)用軟件均通過客戶端的通信組件與服務(wù)器進展通信。信號機服務(wù)器采用Map-Reduce架構(gòu)，同時支持1000臺信號機在線。系統(tǒng)對信號機設(shè)備、系統(tǒng)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、GIS地圖和用戶權(quán)限進展管理，對控制區(qū)域和信號機的運行狀態(tài)進展控制。操作員可以加載交通控制方案設(shè)計系統(tǒng)生成的區(qū)域控制方案，遠程上傳或下載控制區(qū)域和信號機的運行數(shù)據(jù)、修改區(qū)域和信號機的運行模式、獲取并處理信號機錯誤信息?？蛻舳酥鹘缑妫嚎蛻舳酥饕δ馨ǖ缆房谠O(shè)置、信號機運行數(shù)據(jù)配置、上傳和下載、信號機屬性數(shù)據(jù)配置和下載、信號機運行日志獲取、控制區(qū)域配置、仿真和信號機控制方案下載、用戶管理和信號機狀態(tài)監(jiān)控等。客戶端主界面如以以下圖，主要由以下四局部組成：操作菜單、信號機列表和區(qū)域列表、日志信息。主界面主要完成路口狀態(tài)實時監(jiān)控、操作、日志打印等工作。詳細配置信號機運行數(shù)據(jù)就是對信號機各個參數(shù)進展詳細配置。詳細配置信號機運行數(shù)據(jù)包括以下幾個功能：相位設(shè)置、相位沖突設(shè)置、階段設(shè)置、方案設(shè)置、時段設(shè)置、調(diào)度設(shè)置、通道設(shè)置、車檢器設(shè)置和單元參數(shù)設(shè)置等，其中通道設(shè)置和車檢器設(shè)置僅針對區(qū)域型信號機，下面將對各個功能進展詳細說明。1、相位設(shè)置相位設(shè)置界面左側(cè)局部是路口信息演示圖，界面右側(cè)是選中相位的一些信息，包括一些參數(shù)設(shè)置，用戶可以對選中的相位進展參數(shù)設(shè)置。相位設(shè)置界面中包含相位序號、相位名稱、12個機動車相位類型，最小綠燈時間、最大綠燈時間、單位綠燈延長時間、彈性相位固定綠燈時間、綠閃時間、行人過街綠燈時間和行人清空時間等參數(shù)。最小綠燈時間、最大綠燈時間、單位綠燈延長時間、彈性相位固定時間這幾個參數(shù)是在感應(yīng)控制中使用的。這幾個參數(shù)對于信號機都是非常重要的，其設(shè)置的準確性直接影響信號機的運行，所以必須進展正確的設(shè)置。2、相位沖突設(shè)置相位沖突設(shè)置是為了保證路口車輛的通行安全，防止用戶在同一階段內(nèi)放行相互沖突的相位。所以在配置放行方案時，應(yīng)防止有沖突的相位同時放行。相位沖突設(shè)置界面如以以下圖，界面中有橫豎坐標，分別有16個相位。雙擊每個四方格設(shè)置當前的兩個相位是否沖突。3、階段設(shè)置階段設(shè)置和后面的方案設(shè)置、時段設(shè)置和調(diào)度設(shè)置都是信號機的運行參數(shù)，影響信號機的具體運行，并且這幾個參數(shù)間是相互關(guān)聯(lián)的。普通型信號機階段設(shè)置：階段放行相位是代表本階段放形的相位，代表當前階段某方向的車輛可以通行。階段按階段表中的序號依次循環(huán)進展，階段的相互交替，代表路口通行權(quán)的轉(zhuǎn)變。區(qū)域型信號機階段設(shè)置與普通型信號機設(shè)置基本一樣，不同之處就是添加和修改信號機的階段設(shè)置界面有所不同。其中72路區(qū)域型信號機添加了8個擴展相位，96路區(qū)域型信號機添加了16個擴展相位。其中區(qū)域型信號機設(shè)置又分為無特殊路口的信號機設(shè)置和有特殊路口的信號機設(shè)置。4、方案設(shè)置方案設(shè)置主要設(shè)置四個參數(shù)：周期時長、相位差、協(xié)調(diào)相位和對應(yīng)的階段配時表，協(xié)調(diào)相位和相位差用于協(xié)調(diào)控制中。5、時段設(shè)置時段設(shè)置主要設(shè)置方案開場執(zhí)行的整點數(shù)、整分數(shù)、配時方案和控制方式等。開場的整點數(shù)和整分數(shù)共同使用，代表此方案開場執(zhí)行的時間，直到下個時段開場完畢。6、調(diào)度設(shè)置調(diào)度設(shè)置主要對四個參數(shù)進展設(shè)置，包括：調(diào)度月、調(diào)度日〔按周〕、調(diào)度日〔按月〕和時段表號，主要用來控制某天執(zhí)行某個方案表。調(diào)度月與調(diào)度日〔按月〕配合使用，代表某月的某天執(zhí)行某個時段表；調(diào)度日〔按周〕代表一周中的某一天執(zhí)行某個階段表，其在一年中是按周循環(huán)執(zhí)行。注意：設(shè)置調(diào)度天時只能選擇按周設(shè)置或按月設(shè)置一種設(shè)置方案。7、通道設(shè)置通道設(shè)置僅針對區(qū)域型信號機，普通型信號機無此操作。如以以下圖，通道設(shè)置中包括通道數(shù)、對應(yīng)相位、閃光模式、控制類型等。閃光模式包括黃閃、紅閃和關(guān)燈三種模式?？刂祁愋桶C動車相位、非機動車相位、行人相位和跟隨相位四種類型。8、車檢器設(shè)置車檢器是通過探測金屬物在感應(yīng)線圈上引起的電感量變化來探測金屬物的，用來檢測車輛的到達。車檢器設(shè)置僅針對區(qū)域型信號機，普通型信號機無此操作。在檢測器界面中，可以設(shè)置檢測器對應(yīng)的請求相位、檢測器類型參數(shù)、檢測器方向、請求有效時間、車輛飽和流量和車道占有率等，還可以對車載檢測器選項參數(shù)進展設(shè)置。9、單位參數(shù)設(shè)置單元參數(shù)設(shè)置包括啟動控制設(shè)置和信號機降級方案設(shè)置。啟動控制設(shè)置包括啟動閃光時間和啟動全紅時間的設(shè)置；信號機降級方案設(shè)置包括階段表選擇、控制類型選擇和降級方案權(quán)重的設(shè)置。3.2信號機實時控制信號機實時控制就是手動的對信號機進展實時的特殊控制，包括：手動控制、黃閃控制和引導控制等三種特殊控制方式。信號機實時控制分為普通型信號機實時控制和區(qū)域型信號機實時控制。區(qū)域型信號機實時控制與24路普通型信號機實時控制基本一樣，不同之處就是區(qū)域型信號機實時控制參加了擴展相位。注意：進入另一個特殊控制之前必須先退出之前的特殊控制模式，否那么會彈出警告界面。警衛(wèi)控制模式只能放行一個相位，要改變放行的相位，必須重新選擇要放行的相位，然后點擊<重新發(fā)送命令>按鍵，進入警衛(wèi)控制模式。引導控制模式可以放行多個相位，要改變放行的相位，必須重新選擇要放行的相位，然后單擊信號機實時控制<重新發(fā)送命令>按鍵，進入引導控制模式。3.3信號機運行狀態(tài)在客戶端主界面，信號機列表中，顯示了信號機的聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)〔如果聯(lián)網(wǎng)正常那么顯示狀態(tài)正常，如果掉網(wǎng)那么顯示信號機翼掉線〕、數(shù)據(jù)同步狀態(tài)〔如果同步那么顯示數(shù)據(jù)正常，如果不同步那么顯示數(shù)據(jù)不同步，需要再次下載〕、信號機的運行狀態(tài)以及聯(lián)網(wǎng)方式。其列表如以以下圖：3.4系統(tǒng)故障狀態(tài)如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，客戶端主界面下方的日志中就會記錄故障的時間和內(nèi)容，并將日志保存，以便日后的查看。3.5警衛(wèi)線路執(zhí)行交通警衛(wèi)任務(wù)時，通過對警衛(wèi)線路的預案設(shè)定，實時對信號燈進展統(tǒng)一控制，可以科學高效地完成各項交通警衛(wèi)任務(wù)，又合理化調(diào)節(jié)相鄰穿插路口的信號相位、減少等待時間，最大化降低對路面交通的影響，提高道路通行能力、減少“擾民〞。3.6實時流量在客戶端主界面的信號機列表中，選中所要查看車流量信息的信號機右擊，選擇信號機路口車檢器上傳數(shù)據(jù)選項，如以以下圖，便可進入指定信號機查看各個相位周期內(nèi)實時采集的車流量數(shù)據(jù)。平臺中車流量信息存放的數(shù)據(jù)庫表構(gòu)造：3.7流量查詢在車檢器實時流量數(shù)據(jù)查看框中選擇某一相位〔或者按照Ctrl鍵，選擇多個相位〕，就可以查看該相位的歷史曲線圖。從歷史曲線圖中操作人員可以非常明了的觀察到一段時間或者是一天內(nèi)交通流量的變化情況。四、區(qū)域自適應(yīng)優(yōu)化控制4.1系統(tǒng)控制策略交通信號控制優(yōu)化軟件通過車輛檢測器實時檢測機動車的信息，通過交通模型計算停車線車輛到達和排隊情況，通過計算和調(diào)整飽和度，以減少行車延誤、停車次數(shù)為主要目標函數(shù)，結(jié)合道路交通特點、按小步距逐步尋優(yōu)的原那么，對周期、綠信比、相位差等控制參數(shù)進展優(yōu)化，構(gòu)成全局優(yōu)化的實時自適應(yīng)優(yōu)化軟件。次干道車輛少且隨機性大的方向：請求式半感應(yīng)控制當次要道路檢測到車輛到達且主要道路的最小綠燈運行完畢時，將通行權(quán)立即轉(zhuǎn)交給次要道路。直到次要道路沒有車輛或已經(jīng)到達最大綠燈時間時，將通行權(quán)交還給主要道路。當次要干道上沒有車輛時，可以保證主要道路的常綠，充分利用次要道路的綠燈時間。路口車輛一般：全感應(yīng)控制各信號相的綠燈時間由車輛檢測器實時檢測到的各入口車道上的交通需求來確定。可以設(shè)置可選相位，如果該相位沒有檢測到車輛的到達，就可以跳過該相位，運行一下相位。有效減少了半感應(yīng)控制相位切換造成的綠燈時間損失。車輛較多時：單點優(yōu)化控制實現(xiàn)根據(jù)幾個周期統(tǒng)計的車流量的密度來實現(xiàn)路口周期的小步距動態(tài)平滑尋優(yōu)來跟蹤車流量的宏觀變化趨勢，同時又可通過戰(zhàn)術(shù)調(diào)整來適應(yīng)路口局部的隨機變化。相鄰路口車輛較多時〔未聯(lián)網(wǎng)〕：無電纜綠波線控當飽和度在0.8左右路口，沒有與中心聯(lián)網(wǎng)的路口在GPS準確授時下實現(xiàn)綠波線控；在支路路口埋設(shè)有車輛檢測器的情況下，可對支路路口實施感應(yīng)控制，當支路沒有車輛時，可以提前終止當前相位，并把剩余時間增加到綠波同步相位上，以保持線控的周期長度。相鄰路口車輛較多時〔聯(lián)網(wǎng)〕：優(yōu)化協(xié)調(diào)控制主動協(xié)調(diào)優(yōu)化控制：根據(jù)本路口的交通流量產(chǎn)生最正確信號周期，每幾個周期優(yōu)化一次，并發(fā)送給中心，并可指定一個同步相位，對非同步相位可進展戰(zhàn)術(shù)調(diào)整控制，當非同步相位的車輛GAP或浪費時間超過預定時長后，自動完畢本相位，并把節(jié)余的時間增加到同步相位上，以保證一樣的時間長度。既保證了路口的協(xié)調(diào)控制，又減少了路口的損失時間。被動協(xié)調(diào)優(yōu)化控制：根據(jù)上位機下達的信號周期，根據(jù)各相位的交通負荷分配信號周期長度，每幾個周期優(yōu)化一次，并可指定一個同步相位，對非同步相位可進展戰(zhàn)術(shù)調(diào)整控制，當非同步相位的車輛GAP或浪費時間超過預定時長后，自動完畢本相位，并把節(jié)余的時間增加到同步相位上，以保證一樣的時間長度。特征交通特征控制方式控制目標單個穿插口中小流量單點多時段控制感應(yīng)控制采用較小的周期減少停車延誤流量較大單點多時段控制單點自適應(yīng)控制采用較大的周期提高路口的通行能力干線道路主干道流量大，支路流量較小無電纜線性控制綠波協(xié)調(diào)控制感應(yīng)式協(xié)調(diào)控制自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制區(qū)域自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制保障干道的綠波控制，減少干道車輛的停車延誤，停車次數(shù)4.1.1單點感應(yīng)控制當單點控制的穿插口交通狀況變化比較頻繁且沒有規(guī)律時，宜采用單點感應(yīng)控制。單點全感應(yīng)控制適合于交通量大且變化較大的路口；交通量飽和度較低的路口或各方向交通流相差較大的路口，特別是交通流沒有明顯變化規(guī)律、隨機性較強時的效果更明顯。單點半感應(yīng)控制適合于主道路的交通量明顯大于次道路交通量，且次道路交通量波動較大的交通路口。4.1.2單點自適應(yīng)控制信號機根據(jù)檢測器檢測的交通信息，包括車流量、時間占有率等計算穿插口的交通負荷，優(yōu)化信號機的控制周期和綠信比。單點優(yōu)化控制的控制參數(shù)包括：相位相序方案、周期時長方案和綠信比方案，相位相序方案需要事先按多時段人為指定。周期時長根據(jù)實時相位交通強度優(yōu)化，綠信比根據(jù)感應(yīng)檢測器測得的流向流量平滑值計算。交通強度是反響穿插口交通狀態(tài)的參數(shù)，利用感應(yīng)檢測器和戰(zhàn)略檢測器檢測的交通流量和時間占有率計算得到。當交通強度小于當前關(guān)鍵相位數(shù)對應(yīng)的單點優(yōu)化控制方式臨界值時，采用當前關(guān)鍵相位數(shù)對應(yīng)的最小周期時長。利用實時生成的優(yōu)化方案，修正歷史優(yōu)化方案，修正結(jié)果存儲于信號機。4.1.3干道綠波控制綠波協(xié)調(diào)控制，也叫做干線控制或者線控，就是對一條干線上的相鄰穿插口的信號進展協(xié)調(diào)配時，使得車輛通過第一個穿插口的時候是綠燈，到達下一個穿插口的時候也是綠燈，能夠一路通行無阻地通過這條干線，減少延誤，縮短行程時間。簡單地講，就是干線上穿插口直行相位信號按照一定的相位差亮綠燈，像綠色的波浪一樣。這個就是所說的綠波帶的概念。綠波帶的情況一共有以下幾種：雙向綠波帶路網(wǎng)示意圖：只有一條干線需要協(xié)調(diào)控制兩條綠波帶相交路網(wǎng)示意圖：兩條相交的干線需要協(xié)調(diào)控制路網(wǎng)綠波帶路網(wǎng)示意圖：所有干線都需要協(xié)調(diào)控制特定路線綠波帶路網(wǎng)示意圖：一條特定路線需要協(xié)調(diào)控制一樣帶寬干線綠波帶最大化問題一樣帶寬干線綠波帶最大化問題模型的幾何關(guān)系如以以下圖所示?？紤]一條包含n個穿插口的干線。穿插口i與穿插口h是干線上相鄰的兩個穿插口。以以下圖中所有的時間變量都歸一化成相對周期時間的比，這些變量定義如下：表1變量定義變量描述周期的倒數(shù)()正(反)向綠波帶帶寬；對于南北走向的路段，由北向南定義為正向，反之為反向；對于東西走向的路段，由西向東定義為正向，反之為反向()穿插口i(h)的協(xié)調(diào)相位的歸一化有效紅燈時間，即，其中為實際有效紅燈時間()穿插口i(h)的協(xié)調(diào)相位的正向綠波帶位置，定義為正向綠波帶中心到協(xié)調(diào)相位綠燈開場的時間距離()穿插口i(h)的協(xié)調(diào)相位的反向綠波帶位置，定義為反向綠波帶中心到協(xié)調(diào)相位綠燈完畢的時間距離()從穿插口i(h)到穿插口h(i)的歸一化旅行時間()穿插口i(h)的協(xié)調(diào)相位到穿插口h(i)的協(xié)調(diào)相位的相位差()行駛速度的上界和下界一樣帶寬干線綠波帶最大化問題的時間-空間圖顧名思義，綠波帶最大化問題實質(zhì)上是一個最有化問題。根據(jù)上圖，可以建設(shè)綠波帶最大模型。目標函數(shù)： (1)綠波帶位置變量約束： (2)路段約束： (3)周期約束： (4)時間約束：(5)不同帶寬干線綠波帶最大化問題不同帶寬干線綠波帶最大化問題模型的幾何關(guān)系如以以下圖所示。考慮一條包含n個穿插口的干線。以以下圖中所有的時間變量都歸一化成相對周期時間的比，這些變量定義如下：表2變量定義變量描述周期的倒數(shù)()穿插口i和穿插口i+1之間的正(反)向綠波帶帶寬；對于南北走向的路段，由北向南定義為正向，反之為反向；對于東西走向的路段，由西向東定義為正向，反之為反向穿插口i(h)的協(xié)調(diào)相位的歸一化有效紅燈時間，即，其中為實際有效紅燈時間穿插口i的協(xié)調(diào)相位的正向綠波帶位置，定義為正向綠波帶中心到協(xié)調(diào)相位綠燈開場的時間距離穿插口i的協(xié)調(diào)相位的反向綠波帶位置，定義為反向綠波帶中心到協(xié)調(diào)相位綠燈完畢的時間距離()從穿插口i(i+1)到穿插口i+1(i)的歸一化旅行時間()穿插口i(i+1)的協(xié)調(diào)相位到穿插口i+1(i)的協(xié)調(diào)相位的相位差()行駛速度的上界和下界不同帶寬干線綠波帶最大化問題的時間-空間圖顧名思義，與一樣綠波帶模型相比，不同帶寬干線綠波帶協(xié)調(diào)控制是指：干線上每個路段的綠波帶帶寬不一樣。此時，優(yōu)化目標函數(shù)： (6)其中，和為加權(quán)系數(shù)，都大于零，滿足，和選取通常根據(jù)路段的流量，流量大的路段權(quán)重大。根據(jù)(6)，一條含有n個穿插口的干線的不同帶寬綠波帶最大化問題就是求解、、、、、、和，使得 (7)其中，和為真實旅行時間〔單位：秒〕。路網(wǎng)綠波最大模型網(wǎng)絡(luò)綠波帶最大化問題，相比干線綠波帶最大化問題，只需要多增加環(huán)路約束。下面給出環(huán)路約束的推導。變量定義如下：表SEQ表\*ARABIC1變量定義變量描述周期的倒數(shù)路網(wǎng)中需要協(xié)調(diào)的穿插口個數(shù)路網(wǎng)中需要協(xié)調(diào)的路段個數(shù)路網(wǎng)中需要協(xié)調(diào)的干線個數(shù)路網(wǎng)中需要協(xié)調(diào)的干線組成的環(huán)路個數(shù)第條干線上的穿插口個數(shù)，，并且第條干線的第個穿插口的編號，，；穿插口按照正方向順序排列第條干線的第個穿插口，即穿插口，和第條干線的第個穿插口穿插口，即穿插口，之間的正(反)向綠波帶帶寬；對于南北走向的路段，由北向南定義為正向，反之為反向；對于東西走向的路段，由西向東定義為正向，反之為反向第條干線的第個穿插口的協(xié)調(diào)相位的編號穿插口的相位的流率與穿插口的所有相位流率之和的比，由歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計得到第條干線的第個穿插口的相位個數(shù)，即穿插口的相位個數(shù)一個相位的損失時間，通常為4秒，第條干線的第個穿插口，即穿插口，的相位的正向綠波帶位置，定義為正向綠波帶中心到相位綠燈開場的時間距離第條干線的第個穿插口，即穿插口，的相位的反向綠波帶位置，定義為正向綠波帶中心到相位綠燈完畢的時間距離第條干線的第個穿插口，即穿插口，到第條干線的第個穿插口穿插口，即穿插口，的歸一化旅行時間第個環(huán)路中的拐點穿插口個數(shù)，；環(huán)路的拐點穿插口定義為，組成環(huán)路的穿插口中有兩個相位參與路網(wǎng)協(xié)調(diào)控制的穿插口。一個環(huán)路的拐點穿插口個數(shù)不一定4個，也可以是3個或5個組成第個環(huán)路的第個路段所在的干線編號，即第個環(huán)路的第個路段屬于第個干線，第個環(huán)路的第個路段的起點穿插口在所屬干線中的編號，即第個環(huán)路的第個路段的起點穿插口是第條干線的第個穿插口，；穿插口按照順時針順序排列第個環(huán)路的第個路段的終點穿插口在所屬干線中的編號，即第個環(huán)路的第個路段的終點穿插口是第條干線的第個穿插口，；同樣，穿插口也是按照順時針順序排列4.1.4感應(yīng)式協(xié)調(diào)控制感應(yīng)式協(xié)調(diào)控制的原理是利用穿插口的感應(yīng)檢測器實時檢測車輛的到達情況，利用感應(yīng)控制原理，實時優(yōu)化各相位的綠燈時間，同時，維持協(xié)調(diào)相位的啟亮時刻不變，保證線協(xié)調(diào)控制中各穿插口的相位差不發(fā)生變化，從而實現(xiàn)主路綠波控制，并到達將支路綠燈時間有效利用的目的。感應(yīng)式協(xié)調(diào)控制的基本思想是：系統(tǒng)在實現(xiàn)感應(yīng)控制的同時，實現(xiàn)主路方向的協(xié)調(diào)控制。即在支路路口沒有車輛時，可以提前終止當前相位，并把剩余時間增加到綠波協(xié)調(diào)相位上，以保證線控的周期長度。該控制方式的適用條件：主路與支路相交比較多的控制子區(qū)。交通信號控制系統(tǒng)感應(yīng)式協(xié)調(diào)控制好處：能夠保證主路的通行時間；減少了因為支路的干擾造成的綠燈時間浪費；提高了通行能力；減少主路車輛的停車延誤。4.1.5區(qū)域自適應(yīng)控制區(qū)域協(xié)調(diào)控制將關(guān)聯(lián)性較強的假設(shè)干個網(wǎng)絡(luò)穿插口統(tǒng)一起來，進展相互協(xié)調(diào)的集中式管理控制方式，尤其對方格型構(gòu)造的交通網(wǎng)絡(luò)進展交通信號的優(yōu)化協(xié)調(diào)控制。交通信號控制系統(tǒng)首先通過基于干線的路網(wǎng)協(xié)調(diào)控制算法，根據(jù)路口的流率比、綠信比以及路網(wǎng)構(gòu)造等參數(shù)，建設(shè)適用于當前路網(wǎng)構(gòu)造和路況信息的區(qū)域協(xié)調(diào)控制配時方案。如通過區(qū)域自適應(yīng)控制算法，動態(tài)地吸收實際路況中產(chǎn)生的各類交通流峰值。路網(wǎng)協(xié)調(diào)控制算法就是將一個被控區(qū)域當作單個“路口〞進展控制，針對不同時段的交通流執(zhí)行不同的區(qū)域控制方案，具體的執(zhí)行策略可以是定時控制、主動干預或反響型動態(tài)選擇控制。以以下圖為某城市道路路網(wǎng)構(gòu)造區(qū)域圖，為該區(qū)域設(shè)計環(huán)路約束：某城市道路路網(wǎng)構(gòu)造區(qū)域圖環(huán)路約束示意圖環(huán)路約束： (8)區(qū)域自適應(yīng)控制算法通過路口飽和度的變化實時對信號燈配時方案進展自動調(diào)整，實現(xiàn)路口的綠燈時間隨著路口車流量的變化而進展波動。如以以下圖所示為自適應(yīng)控制中的一種控制類型。在控制過程中，相位1的車流數(shù)量由大變小，同時相位4的車流數(shù)量由小變大，可以看到圖中相位1與相位4的綠燈時間也自動進展了調(diào)整。并且控制方案的總周期始終保持不變。自適應(yīng)控制效果圖區(qū)域協(xié)調(diào)控制的優(yōu)點：1、最優(yōu)的區(qū)域控制方案針對當前路網(wǎng)構(gòu)造以及路況信息，設(shè)計的區(qū)域協(xié)調(diào)控制方案為最優(yōu)〔綠波帶最寬或旅行時間最小位最優(yōu)目標函數(shù)〕；2、較小的成本實現(xiàn)區(qū)域協(xié)調(diào)控制路網(wǎng)協(xié)調(diào)控制算法不需要依賴實時的交通流數(shù)據(jù)，甚至不需要基本的通訊網(wǎng)絡(luò)，便可進展區(qū)域協(xié)調(diào)控制。這樣就能滿足國內(nèi)道路交通檢測設(shè)備等根基設(shè)施缺乏的現(xiàn)狀。3、強大的擴展性能當有一個路段或區(qū)域添加安裝了網(wǎng)絡(luò)后，便可以直接建設(shè)遠程控制系統(tǒng)；添加安裝了車流檢測設(shè)備，或能夠獲得實時的道路車流信息數(shù)據(jù)后，便可以直接升級為動態(tài)的區(qū)域自適應(yīng)控制系統(tǒng)。4、較強的抗干擾性a、控制區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)故障，并不影響該區(qū)域協(xié)調(diào)控制；b、當路口的車檢器設(shè)備故障，系統(tǒng)退回到基本的區(qū)域路網(wǎng)綠波控制；c、第三方交通流數(shù)據(jù)在某個時段數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大誤差，系統(tǒng)等第三方數(shù)據(jù)準確后能獨立恢復正常，且由于系統(tǒng)自身原理，系統(tǒng)具有較強的魯棒性；5、低維護成本用戶在平時的使用過程中，可以把一個區(qū)域當作一個路口來進展管理，只需要切換區(qū)域控制配時方案，便可以管理該控制區(qū)域的正常運行。6、簡單的操作學習成本交通區(qū)域自適應(yīng)優(yōu)化控制系統(tǒng)設(shè)計了一套組態(tài)軟件用于幫助用戶設(shè)計區(qū)域路網(wǎng)協(xié)調(diào)控制配時方案，當用戶在后期需要添加、修改控制方案時，只需要修改用戶的控制期望參數(shù)〔如綠波帶速度區(qū)間，流率比等參數(shù)〕便可以直接生成可以直接使用的區(qū)域控制配時方案。4.1.6擁堵控制擁堵現(xiàn)象實際上決定于擁堵過程中車輛數(shù)目關(guān)于時間的函數(shù)在擁堵時間內(nèi)的積分，直觀感受為擁堵路段的平均行車速度。在擁堵過程中，擁堵路段車輛總數(shù)也會因車輛流入速度、車輛流出速度而隨時間變化，人們的擁堵感受是擁堵車輛總數(shù)相對擁堵時間的積累。根據(jù)調(diào)查，我們總結(jié)出早頂峰和晚頂峰的情景是類似的，都是在主干道車輛流入速度逐漸加大，而車輛流出速度反而由于交通管制等情況減少，從而主干道上的車輛大大增加，超出主干道的容納限度后還會造成次主干道擁堵。擁堵控制能夠解決大范圍的擁堵，通過控制區(qū)域內(nèi)的交通強度觸發(fā)，減少外圍進入控制區(qū)域的綠燈時間。實現(xiàn)方法包括紅波控制、通過排隊檢測器排隊檢測特殊控制、中心平臺排隊檢測控制特殊控制和中心人工干預控制。紅波控制：與綠波控制相反，控制車輛快速流入下游，減少下游負載。排隊檢測特殊控制：當檢測到排隊過長時，那么增大對應(yīng)相位的放行時間，如果是單點控制，其它相位時間不變；如果是線控，那么其它相位減少相應(yīng)時間。同時減少上游路口對于放行相位的時間，來減少上游車輛流入。人工干預控制：如果沒有排隊檢測器或路段檢測設(shè)備，中心平臺無法進展排隊檢測，那么需要人工通過視頻查看，把命令發(fā)送給信號機，讓信號機自動執(zhí)行。4.1.7潮汐車道控制“潮汐車道〞就是可變車道，由于交通的“潮汐現(xiàn)象〞，即每天早晨進城方向交通流量大，反向流量??；而晚上那么是出城方向的流量大，更是加重了擁堵現(xiàn)象。針對該情況，對有條件的道路，試點開辟某一車道不同時段內(nèi)的行駛方向的變化。交警可根據(jù)現(xiàn)場交通情況，通過手持遙控器，控制可變分向行駛車道標志隨時調(diào)整車道行駛方向；假設(shè)路口有明顯通行特征，在沒有突發(fā)事件的情況下，交警還可以提前進展程序輸入固定標志轉(zhuǎn)換的時間，由它自動變換；此外，控制中心還可以通過儀器監(jiān)控路口路況，適時使用遠程控制手段對標志牌進展控制；假設(shè)實現(xiàn)計算機聯(lián)網(wǎng)的路口信號機，還能通過自動識別系統(tǒng)進展區(qū)分并自動調(diào)控。4.1.8優(yōu)先控制A．公交優(yōu)先在一般的公交路線和BRT公交路線實施兩種控制方式。一般公交車優(yōu)先控制的實現(xiàn)方式是通過綠燈時間的延長來實現(xiàn)的，當檢測到公交車信息時，信號時機延長公交車通行方向的相位時間，保證公交車能夠通過。對于BRT公交車來說，信號機檢測到公交車信息后，會提前截止另一相位的綠燈時間，把通行權(quán)力讓給公交車通行的相位綠燈時間，保證公交車提前通過穿插口。它主要表達在：當BRT車輛行駛到十字路口附近時，交通信號系統(tǒng)識別到車輛并判斷車輛的運行方向，為公共汽車提供優(yōu)先通行信號?？焖俟恍盘杻?yōu)先控制智能化管理系統(tǒng)主要包含有源電子標簽和基站式定向讀寫器。它的基本工作原理和特點是RFID基站式定向讀寫器檢測到BRT車輛接近穿插路口時，即向路口信號機發(fā)送請求信號，同時RFID基站式定向讀寫器對檢測到的BRT車輛進展身份識別，并將該信息通過專用通訊光纖實時傳至交通信號控制系統(tǒng)，交通控制系統(tǒng)中心即下達指令給路口信號機進展配時調(diào)整。BRT車輛的交通控制系統(tǒng)配時采取兩種方案：〔1〕當BRT車輛接近路口遇綠燈時，那么適當延長當前的綠燈相位時間，保證BRT車輛順利通過路口；〔2〕當BRT車輛接近路口遇紅燈時，那么縮短紅燈信號周期，提前轉(zhuǎn)入BRT車輛行駛的綠燈相位，從而減小BRT車輛在穿插路口的延誤時間。系統(tǒng)在選擇BRT路線協(xié)調(diào)的同時，需同時實現(xiàn)在BRT行駛路線上形成協(xié)調(diào)控制。系統(tǒng)具有BRT公交優(yōu)先的啟用/停用方案；具有通過時間表或人工調(diào)用來啟用/停用BRT公交優(yōu)先控制方案；具有BRT公交優(yōu)先的增加/取消公交優(yōu)先方案的設(shè)置。B．緊急優(yōu)先系統(tǒng)具有緊急車輛控制功能，系統(tǒng)緊急車輛控制的基本思想是：保證緊急車輛順利通過穿插口，同時減少對社會車輛的影響。系統(tǒng)能夠接收到警務(wù)、消防、救護、搶險等特種車輛的請求，并能夠?qū)⑸鲜龈鞣N車輛的請求按緊急度進展優(yōu)先級分級，同時系統(tǒng)根據(jù)實際情況調(diào)整相應(yīng)路口燈色變化。對于緊急車輛來說，緊急車輛行駛的道路上應(yīng)該是一路綠燈，這樣也就是對緊急車輛實現(xiàn)了“綠波帶控制〞，但對于其它方向社會車輛，就是紅燈。緊急車輛通過后，系統(tǒng)能夠恢復到原來的運行狀態(tài)，盡快疏散因為緊急車輛通行而滯留的車輛。4.2路網(wǎng)組態(tài)模塊路網(wǎng)組態(tài)模塊，以十字路口為單位，通過屬性設(shè)置，設(shè)置干線、約束環(huán)等信息，手動構(gòu)建現(xiàn)實中控制區(qū)域的路網(wǎng)模型。構(gòu)建的路網(wǎng)模型可實現(xiàn)對道路的形狀方位特征、道路中間的連通關(guān)系，車道間連通關(guān)系、鄰接關(guān)系、轉(zhuǎn)向限制、屬性信息和道路穿插口的交通規(guī)那么等內(nèi)容的描述及組織和管理數(shù)量巨大的屬性、連通性等信息。由路口的連結(jié)組成干線，再由道路干線的相互交織組成整個區(qū)域的路網(wǎng)模型。路網(wǎng)構(gòu)建如以以下圖：路網(wǎng)構(gòu)建4.3參數(shù)配置模塊參數(shù)自動提取及手動配置模塊主要用于在配置方案前對各項參數(shù)的設(shè)置。系統(tǒng)可以從信息采集系統(tǒng)自動獲取交通信息和事件信息，也可以通過手動設(shè)置來配置修改各項控制參數(shù)。主要包括以下兩個設(shè)置：〔1〕組態(tài)路網(wǎng)參數(shù)設(shè)置：包括對干線設(shè)置和約束環(huán)設(shè)置?！?〕控制參數(shù)設(shè)置：包括最大最小周期、綠波帶最小寬度比、期望速度設(shè)置、流率比設(shè)置、權(quán)重參數(shù)設(shè)置、啟動損失時間、黃燈時間、紅燈時間等。然后將設(shè)置的參數(shù)輸入到算法模塊中進展運算，得出控制數(shù)據(jù)。綠波帶仿真模塊綠波帶仿真模塊主要用于控制效果的演示。在干線協(xié)調(diào)控制中，綠波帶是判斷一個交通信號控制方案效果的重要參考數(shù)據(jù)之一。該模塊通過演示路網(wǎng)中干線的綠波帶來評價控制方案的優(yōu)化效果。綠波帶仿真效果如以以下圖3：綠波帶仿真效果圖時段和調(diào)度設(shè)置模塊時段設(shè)置主要設(shè)置方案開場執(zhí)行的整點數(shù)、整分數(shù)、配時方案和控制方式等。開場的整點數(shù)和整分數(shù)共同使用，代表此方案開場執(zhí)行的時間，直到下個時段開場完畢。調(diào)度設(shè)置主要對四個參數(shù)進展設(shè)置，包括：調(diào)度月、調(diào)度日〔按周〕、調(diào)度日〔按月〕和時段表號，主要用來控制某天執(zhí)行某個方案表。調(diào)度月與調(diào)度日〔按月〕配合使用，代表某月的某天執(zhí)行某個時段表；調(diào)度日〔按周〕代表一周中的某一天執(zhí)行某個階段表，其在一年中是按周循環(huán)執(zhí)行。生成解決方案模塊在系統(tǒng)確定控制方案，生成控制數(shù)據(jù)后，需要將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫盘柨刂茩C中對信號進展控制。該模塊將軟件生成的控制數(shù)據(jù)存儲文件轉(zhuǎn)化成信號機可識別的文件格式。通過菜單欄中生成->生成解決方案，就可以得到我們需要的方案控制文件。該軟件新建的文件為cdp格式，經(jīng)過文件生成模塊，將其轉(zhuǎn)化為dp格式。如果方案文件生成失敗，可能配置的數(shù)據(jù)還未通過編譯。只有通過編譯，才能生成控制數(shù)據(jù)，生成控制方案?？刂平Y(jié)果仿真模塊控制結(jié)果仿真模塊主通過VISSIM對主干路進展微觀交通仿真，以3D形式建模實現(xiàn)干路現(xiàn)狀存在的問題的分析，并對實驗的交通管控方案進展比照評價。用戶可根據(jù)不同需求修改根基模型數(shù)據(jù)，進展不同的智能仿真。系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)接口調(diào)用后臺仿真軟件，對根基數(shù)據(jù)計算處理，生成計算后的路網(wǎng)運行數(shù)據(jù)，以模板圖表的方式直觀分析交通系統(tǒng)的變化。該模塊能夠?qū)崿F(xiàn)以較小的風險和較低的成本對各種道路渠道化方案、穿插口信號控制方案、交通管理措施、公交線路的設(shè)置與優(yōu)化，乃至為整個城市交通規(guī)劃決策提供有效的分析手段。Vissim仿真模塊如以以下圖：控制結(jié)果仿真模塊交通系統(tǒng)仿真是指用系統(tǒng)仿真技術(shù)來研究交通行為，它是一門對交通運動隨時間和空間變化進展跟蹤描述的技術(shù)。從交通系統(tǒng)仿真所采用的技術(shù)手段極其所具有的本質(zhì)特征來看，交通系統(tǒng)仿真也是一門數(shù)字計算機上進展交通實驗的技術(shù)。它含有隨機特性，可以微觀的，也可以宏觀的，并且涉及到描述交通運輸系統(tǒng)在一定期間實時運動的數(shù)學模型。通過對交通系統(tǒng)的仿真研究，可以得到交通流狀態(tài)變量隨時間與空間的變化、分布規(guī)律及其交通控制變量間的關(guān)系。交通仿真技術(shù)可以有效的再現(xiàn)交通系統(tǒng)運行的復雜過程，可按方案要求再現(xiàn)各種交通狀況，大大降低了交通分析的工作量?，F(xiàn)已成為分析各種交通流、檢驗各種交通控制方案的有利工具。VISSIM是德國PTV公司開發(fā)的微觀交通流仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一個離散的、隨機的、以1/10秒為時間步長的微觀仿真軟件。車輛的縱向運動采用了Wiedemann教授的“心理—生理跟馳模型〞，橫向運動〔車道變換〕采用了基于規(guī)那么(Rule-based)的算法。VISSIM軟件能夠仿真出車道類型、交通種類、交通信號控制、停讓控制等交通運行情況，具有分析、評價、優(yōu)化道路網(wǎng)絡(luò)、不同設(shè)計方案比較等功能，是分析許多交通問題的有效工具。該軟件向用戶提供了操作方便的網(wǎng)絡(luò)元素編輯和參數(shù)輸入功能，網(wǎng)絡(luò)元素如路段和車道、公共汽車站停車及讓路標志、交通信號燈的位置和編號、車輛檢測器的位置和編號、路徑選擇、不同路徑交通量分配比例均可通過系統(tǒng)所提供的各種功能進展設(shè)計，另外VISSIM還可實現(xiàn)動態(tài)交通分配的仿真優(yōu)化。在VISSIM仿真系統(tǒng)中，除了模擬人和車這兩類交通工具實體外，還能夠形象逼真的表現(xiàn)樹木、綠化帶、路燈、建筑物等路邊及路側(cè)實物，以此構(gòu)建一個完整的3D交通環(huán)境。使仿真實驗更具欣賞性。本方案在VISSIM中導入國內(nèi)某市的地圖，繪制出了符合國內(nèi)某市實際比例的交通路網(wǎng)。國內(nèi)某市交通仿真地圖通過實地調(diào)查，獲得國內(nèi)某市各路口的車道數(shù)、單雙向情況、路徑選擇情況、早晚頂峰時間段、不同時間段的車流量，以及當前所使用的相位序列和配時方案〔用于和優(yōu)化后的控制方法作比較〕等信息。在運用VISSIM軟件進展路網(wǎng)構(gòu)建過程中，根據(jù)國內(nèi)某市實際道路情況配置車道數(shù)和方向等，充分考慮了現(xiàn)實交通狀況，如拐彎處減速、駕駛員的駕駛特性、車輛的加減速度等，力求仿真的真實性，使仿真結(jié)果有意義。在VISSIM軟件中，我們可以導入自己的配時控制方案，包括對某一穿插口的單點控制，某一指定路段的干線控制，某一區(qū)域的區(qū)域控制。從時間和空間兩方面進展仿真，找出擁擠堵塞的原因，對正確地設(shè)計控制方案并合理的組織交通，以提高穿插口的通行能力，進而提高整個城市路網(wǎng)的通行能力具有重要的意義。國內(nèi)某市仿真效果圖通過仿真結(jié)果評價可以獲得行程時間，延誤時間，平均車輛數(shù)等信息，與先前的控制方案作比較，讓客戶通過數(shù)據(jù)清晰的看到優(yōu)化后控制方案的優(yōu)勢。VISSIM具有的強大的3D演示功能，可以在任意視角、場景和時間段模擬交通運行狀況，并可制作生成動畫演示文件。國內(nèi)某市3D交通仿真環(huán)境實例基于最大綠波帶模型的算法模塊算法模塊是該系統(tǒng)的核心模塊?；谧畲缶G波帶模型的區(qū)域協(xié)調(diào)控制算法是成都自主研發(fā)的算法，以穿插口各方向的車流量轉(zhuǎn)換為流率比作為輸入，以綠波帶帶寬為優(yōu)化目標，以綠波帶位置和路段間的旅行時間為變量，通過使目標函數(shù)最大來獲得變量值，從而減少了延誤時間和旅行時間。穿插口流量峰值報警模塊視頻流量檢測系統(tǒng)實時檢測道路各穿插口交通流量，當檢測到干線上某個穿插口突現(xiàn)峰值流量，出現(xiàn)穿插口車輛排隊過長情況，對系統(tǒng)進展穿插口流量峰值報警。系統(tǒng)根據(jù)當前干線上各個穿插口的車流量以及穿插口車輛排隊長度，計算判定當前狀態(tài)下綠波帶有效帶寬是否小于設(shè)定閾值，假設(shè)有效帶寬小于設(shè)定閾值，觸發(fā)系統(tǒng)擁堵交通流消散事件。穿插口流量峰值報警模塊擁堵交通流消散模塊當系統(tǒng)檢測計算發(fā)現(xiàn)當前綠波帶有效帶寬小于設(shè)定閾值時，觸發(fā)擁堵交通流消散事件，在原控制方案根基上對控制方案進展優(yōu)化計算并下發(fā)，打破原先既定的控制過程，優(yōu)先放行出現(xiàn)峰值流量穿插口的擁擠方向車流，以防止飽和情況下排隊車輛溢出導致上游穿插口死鎖。當視頻流量檢測系統(tǒng)檢測交通流恢復平穩(wěn)、穿插口車輛排隊長度恢復正常后，系統(tǒng)重新下發(fā)原先控制方案，恢復正常綠波帶控制狀態(tài)。擁堵交通流消散模塊五、道路交通信息采集系統(tǒng)5.1系統(tǒng)總體設(shè)計城市道路交通信息采集系統(tǒng)按功能構(gòu)造劃分，主要由四局部組成，即：交通數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、道路交通數(shù)據(jù)綜合處理平臺、地面道路視頻監(jiān)控控制交換平臺、通信系統(tǒng)。道路交通信息采集系統(tǒng)總體設(shè)計圖交通數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)主要負責采集實時交通參數(shù)和視頻圖像信息，并按一定的格式進展預處理。道路交通數(shù)據(jù)綜合處理平臺與道路視頻監(jiān)控交換平臺主要負責將接收到的預處理數(shù)據(jù)進一步進展處理、分析、融合。完成交通信息的處理、存儲和發(fā)布功能，并將中心區(qū)地面道路交通信息采集系統(tǒng)接入城市交通信息服務(wù)中心和指揮控制中心，并通過信息服務(wù)中心能與其他應(yīng)用子系統(tǒng)進展交通信息共享?；诠饫w、電纜和無電纜的通信系統(tǒng)為完成交通信息采集設(shè)備、交通信息發(fā)布設(shè)備與地面道路交通數(shù)據(jù)綜合處理平臺〔以及攝像機與道路交通視頻監(jiān)視系統(tǒng)的視頻圖像信息交換控制平臺〕之間的互聯(lián)建設(shè)通信信道。為了滿足道路交通信息采集系統(tǒng)的近期和遠期功能需求，需要新建一個中央控制和處理中心—道路交通數(shù)據(jù)綜合處理平臺，完成本系統(tǒng)的各種交通信息的聚集、存儲、處理、管理和發(fā)布控制，并為交通管理人員提供與系統(tǒng)的接口界面，對外提供交通信息共享。為此，在系統(tǒng)構(gòu)架中，道路交通信息采集系統(tǒng)以道路交通數(shù)據(jù)綜合處理平臺為核心，完成所要求的各項功能。5.2信息采集分系統(tǒng)設(shè)計交通流信息采集主要包括交通參數(shù)檢測系統(tǒng)、基于GPS系統(tǒng)的FCD交通數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、交通仿真系統(tǒng)等。通過布設(shè)在道路上的車輛檢測器，實時采集道路車流量信息、道路擁堵信息、車隊長度、車道占有率信息、單車道平均車速信息等。按照約定的采樣周期提交流量、占有率、車速、車頭時距等交通數(shù)據(jù)。前端數(shù)據(jù)應(yīng)按照已有系統(tǒng)規(guī)那么存入管控中心交通流量數(shù)據(jù)庫中，作為路網(wǎng)內(nèi)交通信號控制系統(tǒng)配時方案參考依據(jù)。圖3-2交通流信息采集系統(tǒng)交通信息采集常用的技術(shù)有環(huán)形線圈、視頻、磁敏、微波、超聲波等幾種探測技術(shù)。根據(jù)系統(tǒng)總體要求，需要采集的交通數(shù)據(jù)信息主要有原始流量、折算流量、5分鐘流量、占有率、飽和度、擁堵程度、行程時間和行駛度速等，通過傳輸網(wǎng)絡(luò)連接到聚集層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，進而連接到核心層應(yīng)用子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)交通信息的采集。下面簡述系統(tǒng)設(shè)計中的常用幾種信息采集終端。1.視頻流量監(jiān)測器智能視頻交通信息采集系統(tǒng)是一種基于視頻圖像分析和計算機視覺技術(shù)對路面車輛運行情況進展檢測分析的系統(tǒng)，能提供所有交通數(shù)據(jù)的檢測功能，擁有新一代的檢測方式和世界領(lǐng)先的技術(shù)，廣泛適用于各種高速公路、隧道、國道、干道、城市道路、交通路口、收費站等等。設(shè)備特點：1〕系統(tǒng)是通過分析攝像機的輸出的視頻圖像獲得各種交通數(shù)據(jù)，與傳統(tǒng)方式相比，具有圖像監(jiān)控和交通數(shù)據(jù)采集雙重功能，不需要挖路埋設(shè)線圈，安裝簡單，維護方便，壽命長，設(shè)備可在不同地點間移動；而以前的通過感應(yīng)線圈的來檢測數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，那么需要挖路埋設(shè)線圈，破壞路面，影響交通；并且線圈一旦損壞，或稍微改變一下位置，都需要重新埋設(shè)，給使用和維護造成極大困難；2〕采用嵌入式系統(tǒng)設(shè)計，具有高度的實時性和可靠性；采用工業(yè)級元件，全靜態(tài)無風扇設(shè)計，能夠適應(yīng)野外惡劣的氣候條件和電氣條件。而一些通過普通計算機進展視頻檢測的產(chǎn)品，那么完全達不到系統(tǒng)的可靠性，并且由于普通計算機本身的硬件限制和操作系統(tǒng)的原因，即使在室內(nèi)也很難保證實時性和可靠性；3〕系統(tǒng)擁有多種通訊方式。系統(tǒng)支持目前存在的幾乎所有通訊傳輸方式〔RS232、調(diào)制解調(diào)器、局域網(wǎng)等〕，并可依據(jù)客戶需求進展擴大；4〕系統(tǒng)檢測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式可依用戶需求設(shè)置系統(tǒng)檢測數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)格式可變化，從而可以兼容用戶以前的檢測設(shè)備或其他的檢測系統(tǒng)，保護用戶投資；5〕系統(tǒng)擁有大容量緩存機制，自身至少可以存儲三個月以上的檢測數(shù)據(jù)，方便用戶的應(yīng)用；6〕系統(tǒng)支持TCP/IP 協(xié)議，具備以太網(wǎng)接口，系統(tǒng)可以直接接入用戶局域網(wǎng)，方便用戶操作，從而用戶可不必時刻為它配備專用的計算機設(shè)備接收數(shù)據(jù)；7〕系統(tǒng)匯總數(shù)據(jù)間隔時段可以任意設(shè)置，0-24小時均可設(shè)；8〕系統(tǒng)除可以提供流量、車速、車型等交通參數(shù)外，其特有算法還能主動智能適應(yīng)各種氣候的變化，適應(yīng)諸如黑夜、下雨、反光下雪、大霧、揚塵、閃電等惡劣環(huán)境條件；9〕視頻車輛檢測器的產(chǎn)品化，使其工程造價大為降低，其價格已低于某些線圈檢測器。但其性能及技術(shù)指標完全覆蓋線圈檢測器，并具有提供視頻圖像，無需破路，安裝維護簡單等優(yōu)點，可替代線圈檢測器，在交通檢測中發(fā)揮重要作用。2.磁敏無線車輛檢測器目前交通信息采集的方法和技術(shù)很多，其中，磁敏探測技術(shù)具有低功耗、低成本、安裝維護方便、采集信息量多等特點，預計將來會成為交通動態(tài)信息采集技術(shù)主流。5.3交通數(shù)據(jù)綜合處理交通數(shù)據(jù)綜合處理平臺是智能交通技術(shù)在工程領(lǐng)域的前沿性應(yīng)用，信息平臺的構(gòu)建理念與實踐嚴密切合智能交通技術(shù)信息化、人性化的基本特質(zhì)，將人、物、車、路以及相應(yīng)的管理與設(shè)施等有效的協(xié)調(diào)整合，為智能交通各項技術(shù)的全面應(yīng)用提供了堅實的根基與利于依托的載體，為從系統(tǒng)層面和多個角度進展城市交通的運營、規(guī)劃一管理、建設(shè)等提供了可能與便利。通過對采集的實時交通參數(shù)進展處理，生成路網(wǎng)中各路段的實時交通狀態(tài)并保存在實時交通狀態(tài)數(shù)據(jù)庫中，一般分成暢通、緩慢和擁堵三個等級，也可根據(jù)實時交通參數(shù)〔流量、占有率、平均車速〕根據(jù)一定的事件判定算法生成交通擁堵事件；交通事件也可由專用的交通事件采集設(shè)備生成或人工輸入到交通事件數(shù)據(jù)庫中。交通數(shù)據(jù)綜合處理平臺的本質(zhì)核心是：依托先進、完整的通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)施設(shè)備，綜合應(yīng)用交通、信息、計算機、通信等領(lǐng)域的先進技術(shù)，通過對ITS多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的高效組織、管理與整合，實現(xiàn)與交通綜合信息相關(guān)的各部門間的信息共享，并進一步為交通綜合指揮調(diào)度、面向社會公眾的全方位、多方式的交通綜合信息服務(wù)以及相關(guān)數(shù)據(jù)信息對學術(shù)科研機構(gòu)的有益共享等提供有力支撐。ITS數(shù)據(jù)處理是全新的研究領(lǐng)域，國外對ITS數(shù)據(jù)以交通管理中心(TMC)以及交通信息相關(guān)專門系統(tǒng)(如英國的UTMC，美國的ADUS，日本的VICS)等形式進展組織應(yīng)用，并圍繞ITS數(shù)據(jù)的應(yīng)用實際展開相關(guān)研究工作，包括數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、海量數(shù)據(jù)的存儲策略、多源數(shù)據(jù)的交互轉(zhuǎn)換以及切合ITS數(shù)據(jù)特征的數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)融合等前沿性研究。國內(nèi)大城市已開展相關(guān)研究應(yīng)用工作。然而世界范圍內(nèi)能夠涵蓋數(shù)據(jù)分類、集成、壓縮、存儲、再獲得等系統(tǒng)化的技術(shù)方案尚有待研發(fā)。根據(jù)信息平臺的功能本質(zhì)，數(shù)據(jù)處理過程主要作用于從各類信息節(jié)點獲取的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，依據(jù)數(shù)據(jù)特征情況以及目的需求進展相關(guān)的處理后為信息平臺的上層應(yīng)用和信息發(fā)布提供數(shù)據(jù)支持。信息平臺規(guī)劃中需要處理的數(shù)據(jù)對象包括：靜態(tài)交通數(shù)據(jù)、動態(tài)交通數(shù)據(jù)、歷史交通數(shù)據(jù)。靜態(tài)交通數(shù)據(jù)包括：屬性根基數(shù)據(jù)：描述道路網(wǎng)屬性、路口路段屬性、交通設(shè)施屬性等的數(shù)據(jù)。如各級道路寬度、機動車道數(shù)、泊車存車位置等；管理指揮數(shù)據(jù)：交通管理與監(jiān)視執(zhí)法中的靜態(tài)信息。如違章數(shù)據(jù)、警力配置數(shù)據(jù)(公安及武警駐地，公安業(yè)務(wù)管界等)、調(diào)度指揮數(shù)據(jù)等；指標統(tǒng)計數(shù)據(jù)：交通運營、維護與建設(shè)過程中的有關(guān)指標的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，通用的統(tǒng)計周期為年。如交通用地面積、汽車保有量、公路客貨運量、公路建設(shè)固定資產(chǎn)投資、居民出行次數(shù)等。動態(tài)交通數(shù)據(jù)包括：實時動態(tài)交通數(shù)據(jù)：交通流數(shù)據(jù)(流量、速度、占有率)等；實時動態(tài)交通數(shù)據(jù)：電子收費數(shù)據(jù)和停車管理數(shù)據(jù)等。歷史交通數(shù)據(jù)包括：歷史數(shù)據(jù)(涉及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、調(diào)查數(shù)據(jù)等)在交通管理、控制、規(guī)劃、科研等方面發(fā)揮著重要作用，用戶層面多、需求廣。其意義主要在通過一定時期(由需求定義時期長短)相關(guān)數(shù)據(jù)的積累與統(tǒng)計，經(jīng)融合處理提取優(yōu)化信息，分析數(shù)據(jù)序列中所含的變化趨勢與特定規(guī)律，綜合運用數(shù)據(jù)挖掘手段、報表生成工具等，應(yīng)用于交通預測、交通規(guī)劃、交通控制等領(lǐng)域。六、交通信號控制器單點式聯(lián)網(wǎng)信號機性能穩(wěn)定可靠，安裝、使用和維護十分簡便，能夠適應(yīng)絕大局部城市鄉(xiāng)村路口的交通信號控制要求。單點式聯(lián)網(wǎng)信號機主要通過上傳數(shù)據(jù)、參數(shù)配置以及區(qū)域協(xié)調(diào)方案下載來控制和管理城