【文章內(nèi)容簡介】 ? ?圖 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 系統(tǒng)組成交通信號控制系統(tǒng)由前端子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)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?qū)崟r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(jī)為主體，可根據(jù)信號機(jī)本身或中心下發(fā)的指令改變道 交通信號控制系統(tǒng)解決方案7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(luò)傳輸子系統(tǒng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸與交換。中心網(wǎng)絡(luò)主要由接入層交換機(jī)以及核心交換機(jī)組成。? 后端管理子系統(tǒng)由區(qū)域計算機(jī)和中心管理平臺組成。區(qū)域計算機(jī)主動對前端交通流數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，自適應(yīng)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(yīng)的信號機(jī)。中心管理平臺負(fù)責(zé)實現(xiàn)對轄區(qū)內(nèi)相關(guān)數(shù)據(jù)的匯聚、處理、存儲、應(yīng)用、管理與共享。 功能設(shè)計 交通參數(shù)采集、統(tǒng)計功能前端信號機(jī)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(yīng)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(jìn)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(guān)聯(lián)的交通管理系統(tǒng)使用。 交通信號控制系統(tǒng)解決方案8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(dá)到交通優(yōu)化管理的目的。信號機(jī)支持接入視頻車檢器，具體的應(yīng)用介紹參加下文“核心設(shè)備介紹”部分。 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。 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(yù)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。 交通信號控制系統(tǒng)解決方案9圖 3 多時段控制方案圖 感應(yīng)控制感應(yīng)控制，信號機(jī)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(yīng)控制的前提是建立檢測器與相位的對應(yīng)關(guān)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(yīng)控制效益更大。? 干道上的感應(yīng)控制相位在感應(yīng)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(yīng)控制下默認(rèn)運行最小綠燈時間，根據(jù)車輛檢測信號遞進(jìn)增加綠燈時間，直到?jīng)]有通行請求或增大到最大綠燈時間。 交通信號控制系統(tǒng)解決方案10圖 4 感應(yīng)控制示意圖時 長 t ， 表 示 延 長 綠 時 間 ， 感 應(yīng) 控 制 后 ， 綠 燈 時 間 增 長 至 T + t表 示 感 應(yīng) 窗 口 時 間 ， 一 般 為 綠 燈 倒 數(shù) 6 ~ 9 秒TtT + t圖 5 感應(yīng)控制時間軸變化? 支路上的感應(yīng)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(jié)果，支路的綠燈一有可能就盡快結(jié)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。 交通信號控制系統(tǒng)解決方案11同樣的設(shè)置下，也可支持相反邏輯的設(shè)置，即當(dāng)支路上一檢測到車輛信號就立即進(jìn)入轉(zhuǎn)換程序，給支路跳轉(zhuǎn)綠燈，確保支路上車輛的通行。這樣的應(yīng)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。 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(jī)之間不進(jìn)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(shè)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(jìn)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(jìn)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。 交通信號控制系統(tǒng)解決方案12圖 6 無纜線協(xié)調(diào)相位差圖 7 無纜線協(xié)調(diào)示意圖 交通信號控制系統(tǒng)解決方案13 行人過街按鈕控制信號機(jī)支持行人按鈕信號輸入，可在路口和路段響應(yīng)來自行人按鈕的行人過街請求。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。 公交優(yōu)先控制系統(tǒng)具有多種科學(xué)合理、靈活實用的公交優(yōu)先控制算法并能執(zhí)行相應(yīng)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(shè)置普通車輛檢測器采集公交車輛的交通需求。當(dāng)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(jī)，控制機(jī)指令信號燈由紅燈改為綠燈，或繼續(xù)延長綠燈時間。公交?？空驹O(shè)在交叉口上游一方時，可把檢測器設(shè)在?？空靖浇?，當(dāng)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 交通信號控制系統(tǒng)解決方案14 全紅控制在全紅控制方式下，各信號源對應(yīng)的通道輸出紅燈信號。一般在交通管制的場景下應(yīng)用。 閃光控制在閃光控制方式下，各信號源對應(yīng)的通道按照預(yù)先設(shè)定的閃光模式和一定的頻率進(jìn)行閃光。一般用在夜間車流量較少的叉路口，如一些經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的路口，夜間啟用該模式提醒司機(jī)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(jī)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(jìn)入黃閃控制的途徑主要包括：硬件故障黃閃：當(dāng)信號機(jī)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(jìn)入硬件故障黃閃；時段黃閃：通過參數(shù)設(shè)定，在指定時段進(jìn)入黃閃工作模式；手動黃閃：可通過中心控制或機(jī)箱兩旁的手動按鈕使信號機(jī)進(jìn)入手動黃閃工作模式。 交通信號控制系統(tǒng)解決方案15圖 9 信號燈黃閃示意圖 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(dǎo)致路口嚴(yán)重?fù)矶?，需人工疏?dǎo)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(jī)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(jìn)。步進(jìn)，信號燈按照相序執(zhí)行下一個綠燈相位，按下步進(jìn)后，信號燈會進(jìn)入切換狀態(tài)，當(dāng)前綠燈相位進(jìn)入綠閃，再跳轉(zhuǎn)紅燈。即原先設(shè)定的相位過渡機(jī)制保留不變的前提下，提前執(zhí)行下一個相序動作。 交通信號控制系統(tǒng)解決方案16圖 10 手動控制按鍵板 設(shè)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(jī)制的引入必不可少。信號機(jī)配備了獨立的故障檢測模塊，可以對內(nèi)、外設(shè)備進(jìn)行故障監(jiān)測、自診斷和記錄功能，當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障后進(jìn)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(jī)故障類型分為嚴(yán)重故障和一般故障，其中嚴(yán)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(yīng)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。 嚴(yán)重故障當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重故障時，交通信號控制機(jī)立即改為黃閃控制。嚴(yán)重故障包括以下幾種情況：?綠沖突故障預(yù)先設(shè)定的沖突相位（不應(yīng)同時點亮綠燈的相位）在實際運行 交通信號控制系統(tǒng)解決方案17中發(fā)生同時點亮綠燈的情況，綠沖突可能導(dǎo)致嚴(yán)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(dǎo)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(yīng)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(dǎo)致該相位的機(jī)動車沒有停止信號； 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)故障后能自動降級到更可靠的控制方式，保證信號機(jī)繼續(xù)正常工作。? 通信故障信號機(jī)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(jī)通過設(shè)定的故障檢測機(jī)制，判斷線圈檢測器是斷路還是短路。這種情況下，基于感應(yīng)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(jī)電源電壓超出正常使用范圍時，信號機(jī)能自動檢測，并生成故障報警信息。