【文章內(nèi)容簡介】 間距相當(dāng)長，必須設(shè)置行人過街通道時，系統(tǒng)可執(zhí)行行人過街感應(yīng)控制。路口行人過街控制具有請求控制和預(yù)案控制。系統(tǒng)能夠在區(qū)域協(xié)調(diào)控制的控制下及時響應(yīng)或等待響應(yīng)路段行人過街請求，使行人利用交通流間隙過街通行。（8）降級控制本系統(tǒng)采用的信號機本身具有異常降級功能，其故障降級順序可由區(qū)域控制機設(shè)定。當(dāng)出現(xiàn)通信中斷等其他故障時，可降級為區(qū)域協(xié)調(diào)控制方式或進一步降級為單點控制、單點全感應(yīng)控制方式、單點半感應(yīng)控制方式、多時段定時控制。 單點控制策略交通信號單點信號控制，又稱“點控”，用于單個信號的路口，屬于孤立交叉口的信號控制。根據(jù)交叉口的流量和流向，確定最佳配時方案，保證最大通行能力或最小延誤。（1）定周期控制。配時參數(shù)的各種組合，構(gòu)成不同的信號配時方案。定周期控制方式適用于那些交通量不大、變化較穩(wěn)定、相隔距離較遠(yuǎn)的交叉口。單點單一周期控制。預(yù)先調(diào)整信號機的控制相位、周期長度和綠信比，根據(jù)設(shè)計好的相序輪流給各方向的車輛和行人分配通行權(quán)，控制不同方向的交通流。單點多時段定周期控制。若一天中各時間段的交通量相差較大，則應(yīng)采用多套配時方案。根據(jù)一天內(nèi)不同時段交通流量的變化，選擇相應(yīng)的配時方案，以適應(yīng)交通流變化的需要。（2）感應(yīng)式信號控制。根據(jù)車輛感應(yīng)器提供的信息調(diào)整周期長度和綠燈時間。它可更好地適應(yīng)交通量的變化，減少延誤，提高交叉口的通行能力。特別適用于各方向交通量明顯隨時間變化較大且無規(guī)律的交叉路口。它的主要型式有以下兩種：半感應(yīng)式信號控制。在部分進口道上設(shè)置車輛感應(yīng)器，通常設(shè)在次要路口。平時主干道維持長綠信號，只有當(dāng)支路上有車輛到達交叉口時，才給以通行權(quán)，或者在主路完成最大綠燈時間后給予支路通行權(quán)。這種控制適用于主干道上交通量特別大，而支路上流量較小的交叉口。全感應(yīng)式信號控制。所有進口道上都安裝車輛感應(yīng)器。當(dāng)主干道和支道的交通量都比較小時，主、支道入口的信號均維持最短綠燈時間，此時它相當(dāng)于定時周期控制，當(dāng)交通量較大時，可自動延長綠燈時間。全感應(yīng)式信號控制適用于相交道路的交通流量都比較大、且都不穩(wěn)定的情況。（3）手動按鈕控制。手動按鈕控制，屬于人工控制，它適用于支線路口或非交叉口的人行橫道處，平時主干道路是綠燈信號，有行人橫穿道路時，可按一下與信號機相連的開關(guān)，則綠燈變?yōu)榧t燈。 配時方案設(shè)計 配時方案設(shè)計流程6 信號配時方案設(shè)計流程圖道路平面交叉口所采取的信號控制方式無論是固定式控制還是感應(yīng)式控制，控制范圍無論是單點還是區(qū)域，都需要根據(jù)單點交叉口的幾何特性、交通流條件，選擇信號相位方案和確定信號配時參數(shù)。在信號控制交叉口，在任何時間燈色顯示完全相同的燈組的組合，稱為一個信號相位。所有這些信號相位及其合理地安排這些控制狀態(tài)地顯示順序統(tǒng)稱為相序。確定信號相序，是對信號輪流給某些方向的車輛或行人分配通行權(quán)順序的確定。信號機按照設(shè)定的相序，輪流開放不同的信號顯示，輪流對各個方向的車輛和行人給予通行權(quán)。交通配時方案的驗證：在交通控制中，交通配時方案是整個系統(tǒng)的核心功能，其效果的好壞直接影響到交通狀況。因此配時方案測試是整個測試工作的重點和難點。整個配時方案測試工作從三個層面展開：（1）實驗室中完成配時方案是否被正確實現(xiàn)在試驗中針對配時方案的測試主要完成配時方案是否按照設(shè)計要求正確實現(xiàn)，不對配時方案控制效果進行評價。其測試方法一般采用：根據(jù)配時方案設(shè)計，人工輸入交通流數(shù)據(jù)，驗證配時方案實現(xiàn)的正確性。（2）仿真軟件對配時方案的控制效果進行初步評價根據(jù)交通調(diào)查獲得的數(shù)據(jù)，利用仿真軟件，驗證控制方案的控制效果，并給出基本評價。（3）路口現(xiàn)場驗證配時方案的控制效果配時方案經(jīng)過仿真軟件進行初步驗證后，必須到路口進行實際測試。測試一般采用：交通調(diào)查：獲取交通狀況信息；方案配置：根據(jù)交通狀況，配置配時方案運行需要的參數(shù)，設(shè)計滿足路口交通要求的控制方案；（4）路口驗證控制效果：路口驗證一般按照配時方案要求，安排不同數(shù)量的車輛在不同時段實際跑路獲得通行時間、停車測試、以及車輛通行數(shù)量等數(shù)據(jù)。分析測試所得數(shù)據(jù)，對配時方案控制效果進行評價和優(yōu)化。 配時方案計算方法信號配時的合理性是影響信號交叉口通行能力和延誤的關(guān)鍵，根據(jù)交叉口信號配時的有關(guān)理論，在充分考慮中國城市道路交叉口交通流運行特性的基礎(chǔ)上，經(jīng)過仿真分析及實際驗證，利用本系統(tǒng)對信號交叉口進行配時設(shè)計，具有計算精度高、計算速度快的優(yōu)點。根據(jù)理論和經(jīng)驗信號機的常用算法為：（1）信號周期：式中：C0－信號最佳周期，單位：s；L－周期總損失時間，單位：s，其計算如下式：式中：l－車輛啟動損失時間，一般為3秒；i－綠燈間隔時間，即黃燈時間加全紅燈清路口時間，一般黃燈為3s，全紅燈為2～4s；A－黃燈時間，有一般為3s；n－所設(shè)相位數(shù)；Y－組成周期全部相位的最大流量比之和，即式中：yi－第i個相位的最大流量比，即式中：qi－第i個實際到達流量；si－第i相位流向的飽和流量。（2）信綠比：式中：Ge－周期有效綠燈時間，單位為：s；各相位實際顯示綠燈時間：每一相位換相時四面路口全紅時間：式中：ri－第i相全紅時間，單位為s；Ii－第i組綠燈間隔時間，單位為s；Ai－第i相黃燈時間，單位為s。 綠波的設(shè)計方案 概述為了確保干道上車輛能夠暢通行駛，首先在一條干道上幾個相鄰交叉口的交通信號實行協(xié)調(diào)控制，使車流在干道上行駛的過程中，暢通無阻地通過沿途所有交叉路口，這就是通常意義上的綠波控制。通過采用綠波控制，能降低車輛的平均延誤、平均停車次數(shù)，從而減少車輛油耗，降低大氣、噪聲等污染，為綠色交通提供技術(shù)上的保證。 影響因素影響道路通行的主要因素有以下幾種：（1）車流量，車流量的大小直接關(guān)系到計算公式的結(jié)果，所以車流量的準(zhǔn)確性在綠波帶設(shè)計時十分關(guān)鍵。（2）汽車啟動損失時間，指汽車在由紅燈轉(zhuǎn)綠燈后的起步時間，不同的車型及行車習(xí)慣都有著不同的時間，一般取平均值。（3）干道長度，干道長度是計算相鄰交叉口相位時差的基本依據(jù)。干道長度不宜過長，一般在500～1000m為宜。（4）渠化，即車行道劃分，在綠波帶的設(shè)計中，一般需將左轉(zhuǎn)和直行分開，有利于增大綠波帶寬度。（5）綠波設(shè)計時速，該速度通過干道長度及車輛平均通過時間的得出，在實際中需要根據(jù)實際情況修正。理論上每個路口間的路段都有各自的平均速度值，在計算過程中取其平均值作為綠波設(shè)計時速。（6）信號周期，綠波帶所有涉及的路口都需要統(tǒng)一周期，如果其中某個路口周期很短可采用雙周期控制的方式來滿足通行的需要。（7）非機動車的影響，該影響路口非常顯著，所以在實際調(diào)試中須考慮這一因素。（8）橫向干擾，在路段行駛中也存在著行人及非機動車橫向穿行的干擾，這也是設(shè)計中須注意的因素。（9）天氣影響，體現(xiàn)在：溫度、濕度、風(fēng)、雨、雪、冰、霜、積水等天氣對行車的影響，具體表現(xiàn)在車輛平均時速的變化。 設(shè)計流程（1）配時所需的數(shù)據(jù)道路交通數(shù)據(jù)對于綠波帶的設(shè)計和計算依據(jù)有著十分重要的作用，在確定線控制系統(tǒng)的配時方案之前，必須調(diào)查收集必要的道路交通數(shù)據(jù)。交叉口間距：相鄰交叉口停車線到停車線的距離，及每個交叉口主干道車輛排隊的平均距離。交叉口渠化設(shè)計：干道及相交道路的寬度，各進口道寬度及進口道車道數(shù)。交通量：交叉口上交通流向、流量、各向交通量的日變、時變圖，此數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到計算值的準(zhǔn)確性。交通管理規(guī)則：如限速、限制轉(zhuǎn)彎、是否限制停車等。車速和延誤：路上（或每對交叉口之間的）規(guī)定行駛車速或?qū)嶋H行駛車速（或行駛時間），及當(dāng)時所用控制方式下的延誤。然后根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，特別是交叉口間距及交通量數(shù)據(jù)，確定干線上交叉口納入線控制的范圍。把交叉口間距過長和交通量相差懸殊、影響信號協(xié)調(diào)效果的交叉口，排除在線控制系統(tǒng)之外，或納入另一相宜的系統(tǒng)內(nèi)，再用這些數(shù)據(jù)計算入線控制系統(tǒng)范圍內(nèi)的各信號所需的配時，確定一批配時方案備用。（2）計算配時方案計算步驟如下：根據(jù)每一交叉口的平面布局及計算交通量，按單點定時控制的配時方法，確定每一交叉口所需的周期時長。以所需周期時長最大的交叉口為關(guān)鍵交叉口，以此周期時長為線控系統(tǒng)的備選系統(tǒng)周期時長。以各交叉口所需周期時長并根據(jù)主次道路的流量比，計算各交叉口各相位的綠信比及顯示綠燈時間。上步算得關(guān)鍵交叉口上主干道相位的顯示綠燈時間，就是各交叉口上對干道方向所必須保持的最小綠燈長度，顯示綠燈時間和有效綠燈時間見下公式：gm=gmelm+lgme=（CmLm）max?[ ym, ym39。]Ym式中：gm為關(guān)鍵交叉口上主干道方向顯示綠燈時間，單位：秒；gme為關(guān)鍵交叉口上主干道方向有效綠燈時間，單位：秒；lm為關(guān)鍵交叉口綠燈間隔時間，單位：秒；l為啟動損失時間，單位：秒；Cm為系統(tǒng)周期時長，單位：秒；Lm為關(guān)鍵交叉口總損失時間，單位：秒；ym, ym39。為關(guān)鍵交叉口上主干道兩向的流量比；Ym為關(guān)鍵交叉口上最大流量比之和。以上計算的配時方案，在線控系統(tǒng)中，只是設(shè)計方案，要根據(jù)配合協(xié)調(diào)系統(tǒng)時差的需要而進行調(diào)整。（3）選定公共周期時長交通信號協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的系統(tǒng)周期時長，不僅決定于各交叉口信號配時的結(jié)果，還同取得適用時差有關(guān)，所以在協(xié)調(diào)系統(tǒng)時差時要經(jīng)過反復(fù)試算來確定。在選定試算周期時長時，常用的依據(jù)是：使通過帶速度接近街上車輛的實際平均車速，定出一段周期時長的備選范圍，如果系統(tǒng)中信號間距相當(dāng)整齊，則用典型信號間距l(xiāng)和測得的車速v可由下公式定出一批周期時長C。C=lv*3600式中：C 為系統(tǒng)周期時長，單位：秒；v 為路口車輛可連續(xù)通行的車速，單位：Km/h。把這些備選周期時長與從各個交叉口配時計算所得的所需系統(tǒng)周期時長對比，如果其中某個周期時長接近或略大于該公用周期時長，則選用此周期時長作為試算的基礎(chǔ)，但要檢驗所選用的周期時長能否保證各個交叉口有效地運行。如果所要設(shè)計的線控系統(tǒng)同其他線控系統(tǒng)相交或相近，這些線控系統(tǒng)已采用的周期時長就可定為要設(shè)計系統(tǒng)的周期時長。（4）確定信號時差信號時差有圖解法和數(shù)解法兩種，下圖為信號時差圖解法：7 信號時差圖上圖中，信號周期長度為C，其中綠燈時段為t1，紅燈時段為t2；單向平均時速分別為VV2；交叉口間的距離長度為：lll3（該距離長度由：兩交叉口停車線間的距離加車輛排隊長度l△組成）；按比例繪圖后可得信號相位差t’及綠波帶長度t0。 丁字路口配置實例丁字路口交通信號控制建設(shè)配時為例：現(xiàn)狀丁字路口該交叉口進行增加進口道車道數(shù)的渠化改造后，交叉口各進口道車道功能劃分渠化圖如下：8 丁字路口渠化圖1 丁字路口高峰小時交通量調(diào)查數(shù)據(jù)如下表：進口道南 進 口西 進 口東 進 口流向 左 轉(zhuǎn) 右 轉(zhuǎn)直 行右 轉(zhuǎn)直 行左 轉(zhuǎn)交通量（pcu/h）64326824465582773247經(jīng)分析，確定信號相位方案如下圖所示：按照信號配時方法中的常用方法進行信號配時，具體配時計算過程如下：每周期的有效綠燈時間：各相位的有效綠燈時間：各相位的實際顯示綠燈時間：根據(jù)以上結(jié)果得XX丁字路口信號配時圖為：9 XX丁字路口信號配時圖該交叉口相應(yīng)通行能力計算如下：上式中S i為某進口道第i車道的飽和流量根據(jù)公式可得：由此可得各進口車道設(shè)計通行能力滿足要求。下圖是根據(jù)以上計算結(jié)構(gòu)使用Synchro交通仿真模擬軟件得到的結(jié)果：10 南進口左轉(zhuǎn)11 東西雙方向直行12 東西雙方向直行黃燈13 西進口左轉(zhuǎn)通過仿真軟件進行道路控制仿真模擬后，可以得出上述配時方案可以保證各車道車輛通行能力的要求，減少車輛的平均等待次數(shù)及平均等待時間。 系統(tǒng)解決方案 系統(tǒng)組成 系統(tǒng)拓?fù)浣煌ㄐ盘柨刂葡到y(tǒng)主要由路口信號機、車輛檢測器、通信系統(tǒng)和中心控制計算機與控制軟件組成。本系統(tǒng)采用三層控制結(jié)構(gòu)，分為路口控制層、傳輸層和中心控制層。1 系統(tǒng)拓?fù)鋱D 軟件系統(tǒng)架構(gòu)2 系統(tǒng)軟件構(gòu)架交通信號控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計遵循模塊化設(shè)計原則，功能模塊獨立性強、耦合度低，便于維護和升級。本應(yīng)用軟件為C/S開發(fā)模式，以O(shè)racle數(shù)據(jù)庫為支撐，選用Oracle 9i標(biāo)準(zhǔn)版，可升級為Oracle 10g。在操作平臺方面，服務(wù)器端采用Linux操作系統(tǒng)，保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效的運行，客戶端采用Windows操作平臺以保證系統(tǒng)良好的交互性和可操作性。 前端設(shè)備建設(shè)（1）FIAMM174。（非凡174。） FTSC116交通信號機FIAMM174。（非凡174。） FTSC116交通信號控制機是由我公司根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計制造的一款全功能信號機，符合GB 25280—2010標(biāo)準(zhǔn)。其主要功能有：1. LED顯示屏顯示信號機當(dāng)前工作信息及配置信息2. 控制功能216。 人工手動功能216。 黃閃控制功能216。 全紅控制功能216。 多時段定時控制功能216。 感應(yīng)控制功能216。 綠波控制功能216。 無線纜控制功能216。 公交優(yōu)先功能216。 火車優(yōu)先控制功能（2）FIAMM174。（非凡174。） FVD104車輛檢測器車輛檢測器采用我公司自主研發(fā)的車輛檢測器FIAMM174。（非凡174。） FVD104。路口感應(yīng)控制的線圈布設(shè)在停車線后1～4m，可以根據(jù)感應(yīng)控制的需求進行任意的配置，來實現(xiàn)不同的感應(yīng)控制方案。將檢測器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過平滑處理后，通過擁擠程度計算獲得交通擁擠數(shù)據(jù)，通過交通需求計算獲得交通需求數(shù)據(jù)，車道計數(shù)數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計獲得統(tǒng)計數(shù)據(jù)。3 線圈檢測示意圖此外車輛檢測器還有視頻及微波兩種方式：視頻檢測器：視頻檢測器設(shè)在路面上方，通過檢測圖像像素變化處理方式獲得交通流的運行情況，檢測精度和抗干擾能力稍差，成本較高，但無需破壞路面。視頻檢測器可按用戶定義的時間間隔，對車輛實時計數(shù)，并計算各類交通參數(shù)。攝像機具有檢測和方向存在事件檢測功能；