【正文】 制系統(tǒng)是城市道路交通管理系統(tǒng)中對交叉路口、行人過街，以及環(huán)路出入口采用信號控制的子系統(tǒng)，它是運用了交通工程學、心理學、應用數(shù)學、自動控制與信息網(wǎng)絡技術(shù)以及系統(tǒng)工程學等多門學科理論的應用系統(tǒng)。交通信號控制系統(tǒng)主要包括交通工程設計、車輛信息采集、數(shù)據(jù)傳輸與處理、控制模型算法與仿真分析、優(yōu)化控制信號、調(diào)整交通流等。國內(nèi)外各大、中城市已有的交通信號控制系統(tǒng)就是根據(jù)不同環(huán)境條件，基于各自城市道路的規(guī)劃和發(fā)展水平建立起來的。在我國，國家重點基礎研究規(guī)劃（973）項目“信息技術(shù)與高性能軟件”中設立的二級課題“城市交通監(jiān)控系統(tǒng)”，結(jié)合我國城市交通發(fā)展的特點，確定了建立實時自適應的城市道路智能交通信號控制系統(tǒng)的智能化管理的發(fā)展方向。（2） 交通信號控制系統(tǒng)的基本組成交通信號控制系統(tǒng)的基本組成是主控中心、路口交通信號控制機以及數(shù)據(jù)傳輸設備。其中主控中心包括操作平臺、交互式數(shù)據(jù)倉、效益指標優(yōu)化模型、數(shù)據(jù)（圖像）分析處理等。 城市道路交通信號控制系統(tǒng)框架數(shù)據(jù)傳輸出接受啟動協(xié)調(diào)配時方案單點需求模型分析優(yōu)化配時緊急勤務人工請求無電纜線協(xié)調(diào)感應自適應多相位定配時交通流檢測可變穩(wěn)態(tài)誘導信號控制路口設備主控中心調(diào)整配時參數(shù)數(shù)據(jù)（圖像）分析處理效益指標優(yōu)化模型交互式數(shù)據(jù)倉操作平臺到達和排隊模式協(xié)調(diào)控制方案優(yōu)化周期長、綠信比、相位差需求模式 城市道路交通信號控制系統(tǒng)框架（3） 交通信號控制系統(tǒng)的核心交通信號控制系統(tǒng)的核心是控制模型算法軟件，是貫穿規(guī)劃設計在內(nèi)的信號控制策略的管理平臺，體現(xiàn)著交通管理者的控制思想，它包括信號控制系統(tǒng)將起到的作用和地位。目前，國內(nèi)外已應用的信號控制系統(tǒng)大多是以優(yōu)化周期方案、優(yōu)化路口綠信比以及協(xié)調(diào)相關(guān)路口通行能力為基礎的，是根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和自動檢測到的車流量信息，通過設置的控制模型算法選取適當?shù)男盘柵浔瓤刂品桨?，屬于一種被動的控制策略。應用較多的核心軟件即效益指標優(yōu)化模型軟件，是英國運輸和道路研究所（TRRL）研制的SCOOT系統(tǒng)（Split Cycle Offset Optimization Technique）和澳大利亞悉尼開發(fā)的SCATS系統(tǒng)(Sydney Coordinated Adaptive Traffic System)，它們是動態(tài)的實時自適應控制系統(tǒng)的早期代表，也是未來一個時期交通信號控制系統(tǒng)智能化發(fā)展的開發(fā)基礎。隨著網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，交互式控制策略使信號控制由感應控制發(fā)展到誘導控制，實現(xiàn)了真正的智能，交通信號控制系統(tǒng)不僅可以檢測到車流量等交通信息參數(shù)，調(diào)控路口綠信比，變化交通限行、禁行等指路標志，還可以根據(jù)系統(tǒng)聯(lián)接的數(shù)據(jù)倉完成與交通參與者之間的信息交換，向交通參與者顯示道路交通信息、停車場信息，提供給交通參與者合理的行駛線路，以實現(xiàn)均衡道路交通負荷的主動的控制策略。尤其重要的是計算機網(wǎng)絡技術(shù)和數(shù)字化使數(shù)據(jù)傳輸和信息利用得到了可靠保證?？梢哉f，城市道路智能交通信號控制系統(tǒng)是城市道路交通管理隨著信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)迅猛發(fā)展的綜合產(chǎn)物。（4） 交通信號控制系統(tǒng)的主要術(shù)語和參數(shù)u 周期：是指信號燈色發(fā)生變化，顯示一個循環(huán)所需的時間，也稱周期長，即紅、黃、綠燈時間之和。u 相位：即信號相位，是指在周期時間內(nèi)按需求人為設定的、同時取得通行權(quán)的一個或幾個交通流的序列組。u 相位差：具有相同周期長的相關(guān)路口（例如干道沿線的交叉口），在同方向上的兩個相關(guān)相位的啟動時間差，稱為相位差。u 綠信比：是指在周期長內(nèi)的各相位綠燈時間與周期長之比。u 飽和流量：是衡量路口交通流通過能力的重要參數(shù)，通常是指一個綠燈時間內(nèi)的連續(xù)通過路口的最大車流量。u 流量比：是實際流量與飽和流量的比值。既是計算信號配時的重要參數(shù)，又是衡量路口阻塞程度的一個尺度。u 綠燈間隔時間：是指從失去通行權(quán)的相位的綠燈結(jié)束，到下一個得到通行權(quán)的相位綠燈開始所用的時間。u 有效綠燈時間：是指被有效利用的實際車輛通行時間。它等于綠燈時間與黃燈時間之和減去頭車啟動的損失時間。u 延誤：是指交通沖突或信號控制設施的限制給車輛帶來的時間損失。它是計算信號配時和衡量路口通行效果的一個重要參數(shù)，也常作為確定信號控制系統(tǒng)性能的重要參量。（5） 交通信號控制系統(tǒng)的主要控制方法交通信號控制系統(tǒng)的主要控制方法包括：單點定時多相位信號協(xié)調(diào)控制，即按時鐘調(diào)用預設方案，以減少交通沖突，必要時配合早斷和遲啟；車輛感應實時自適應協(xié)調(diào)控制，即通過調(diào)整周期、綠信比，以及增加有效綠燈時間等，按照交通流的到達情況進行相應的控制；用戶優(yōu)先無電纜干線協(xié)調(diào)控制，是指在干道上采用的“綠波控制”，通過協(xié)調(diào)周期、相位差，并照顧行人、公交車、特種車等，對干道交通流實施優(yōu)先控制；實時自適應區(qū)域控制，是指通過優(yōu)化效益指標、交通流仿真等先進手段，最終實現(xiàn)均衡區(qū)域交通流的目的。（6） 交通信號控制系統(tǒng)的分級設計的基本步驟首先，根據(jù)路口交通流現(xiàn)狀和預測，進行交通渠化設計，分析原始交通流數(shù)據(jù)，通過仿真模型效驗，確定控制模式。然后進行交通參數(shù)設定，根據(jù)交通渠化設計及控制模式的設計要求，完成其他相關(guān)設計（包括車輛檢測器的檢測區(qū)定位等）。其次，根據(jù)各個路口配備設備的相關(guān)性，完成協(xié)調(diào)設計。然后，確定系統(tǒng)和單點控制的優(yōu)化目標函數(shù)，得出最優(yōu)信號控制方案。最后，配置路口信號控制機的固化基礎參量，并配置主控中心數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)傳輸設置等。（7） 交通信號控制系統(tǒng)的運行管理與分級控制信號控制系統(tǒng)的運行管理主要包括：對主控中心數(shù)據(jù)庫包括地理信息在內(nèi)的操作平臺的數(shù)據(jù)更新，對交叉路口設施尤其是車輛檢測設備的檢修和校對，保證完好率和準確率。由于交通信號控制系統(tǒng)的建設是與城市規(guī)劃及道路規(guī)劃密切相關(guān)的，設施的建設及完善受到一定的制約，一步到位是不切實際的，因此，交通信號控制系統(tǒng)的管理模式可以采用集中管理，分級控制，充分利用現(xiàn)有設施，按實際交通現(xiàn)狀先進行單個交叉路口的自適應協(xié)調(diào)，然后是主干線的協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)分布式協(xié)調(diào)的分級控制，最終達到區(qū)域控制的系統(tǒng)最優(yōu)。5. 電子警察（1） 基本概念“電子警察”又稱為違章闖紅燈車輛記錄系統(tǒng)。違章闖紅燈行為是造成交通事故、交通混亂、交通堵塞的主要原因之一，電子警察系統(tǒng)對交通路口闖紅燈行為進行24小時監(jiān)視，一旦有車輛違章闖紅燈，立即抓拍作為處罰依據(jù)。目前電子警察的三種技術(shù)實現(xiàn)方式如下：u 光學相機型u 攝像機型u 數(shù)碼相機型第一種方式光學相機型結(jié)構(gòu)簡單、設備投資少，照片分辯率高。可以作為法律證據(jù)，但需要人工更換膠卷，工作量大。后兩種方式路口設備多、成本高、能在監(jiān)控中心直接讀取路口照片，使用方便，數(shù)碼相機型用數(shù)字化方法存儲照片具有分辨率高、色彩豐富、圖像清晰、存儲量大的特點。（2） 系統(tǒng)組成以數(shù)碼電子警察為例，其系統(tǒng)組成包括：路口電子警察、照片傳輸、中心設備等。① 路口電子警察由數(shù)碼相機組成的電子警察，具有自動拍攝、自動計數(shù)、數(shù)據(jù)傳輸、圖像壓縮等功能。② 照片傳輸本系統(tǒng)的照片傳輸采用光纖信道，用于光纖通信條件，在光纖的兩端需要一對提供RS232接口的光端機。通信控制機，用來讀取數(shù)碼相機的照片，并對相機進行控制；對讀取的圖像進行必要的處理，如加載各種信息，對圖像進行壓縮優(yōu)化等；并向控制中心發(fā)送經(jīng)預處理的圖片及相關(guān)信息。③ 中心設備中心設備由計算機及軟件組成。中心計算機用來從路口讀取照片，處理并存貯照片?？紤]到工作負荷等方面的原則，一臺中心計算機可以連接8～16個路口通信控制機。軟件由控制和照片管理軟件組成?？刂栖浖脕韽穆房谧x取照片，并存貯照片，同時還可對路口控制機及相關(guān)參數(shù)進行設置，并可通過網(wǎng)絡將違章照片送到車管所進行違章處理，送到新聞單位進行公告，或者送到相關(guān)城市進行屬地處罰。照片管理軟件用于對違章照片、車牌號碼、車主信息、違章處理結(jié)果等數(shù)據(jù)進行錄入、存儲、查詢、統(tǒng)計和報表打印等管理工作。 電子警察框圖（3） 系統(tǒng)功能u 圖像采集：將從前端傳過來的違章照片（包括車輛照片、違章時間、拍攝路口等）信息添加到數(shù)據(jù)庫中。u 車牌輸入：對違章照片的車牌號碼進行人工辯識和篩選，讀取車牌號碼、車型等信息，存放到數(shù)據(jù)庫中去。u 違章處理：根據(jù)違章記錄進行統(tǒng)計打印，向車主發(fā)出處罰通知，以便接受處理。WAN通信設備通信網(wǎng)（PSTN、ISDN、光纖）通信控制機1通信控制機N連接器1電子警察1連接器4電子警察4連接器1電子警察1連接器4電子警察4上級單位或外地交警部門 新聞單位 車管所中心計算機 路口1 路口2 路口N 數(shù)碼電子警察系統(tǒng)u 記錄查詢：按指定條件查找違章記錄。u 系統(tǒng)配置：配置系統(tǒng)運行所必要的信息。u 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：根據(jù)車牌號碼從車管所車輛數(shù)據(jù)庫中自動讀取車主信息。u 系統(tǒng)備份：對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進行備份管理。6. 接處警系統(tǒng)（1） 概述計算機輔助122接處警系統(tǒng)，是現(xiàn)代電話通訊技術(shù)和計算機技術(shù)相結(jié)合的高科技產(chǎn)品。它主要包括電話報警受理、報警信息登記、處警指揮調(diào)度信息綜合管理等功能。其具體功能體現(xiàn)在下列方面。u 主要包括電話報警管理，報警信息登記，處警指揮調(diào)度，信息綜合管理等功能。u 利用電子地圖，報警時自動定位報警點，自動計算和顯示最佳出警行車路線。u 接處報警信息的記錄、電話語音記錄、反鎖信息錄入保存，以及歷史記錄查詢，相關(guān)信息查詢，數(shù)據(jù)維護，統(tǒng)計報表打印。u 提供與GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，道路交通電視監(jiān)控系統(tǒng)等的接口，從而實現(xiàn)交通事故的自動報警。u 采用排隊交換機，中國1號信令或中國7號信令完成122報警電話的匯接和主叫號碼的提取，并可滿足將來必要時的擴容。（2） 系統(tǒng)組成接處警系統(tǒng)在許多城市被稱為122報警系統(tǒng)，而在上海，122與公安急救網(wǎng)110合并，都是110系統(tǒng)。 接處警指揮中心系統(tǒng)組成（3） 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)及特點。122交通事故報警指揮系統(tǒng)通訊調(diào)度子系統(tǒng)數(shù)字錄音子系統(tǒng)122接處警子系統(tǒng)信息管理子系統(tǒng)首長終端子系統(tǒng)電子地圖子系統(tǒng) 接處警系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)特點可概括如下：u 采用了先進的計算機網(wǎng)絡技術(shù)； u 采用ODBC數(shù)據(jù)庫接口技術(shù)：全面支持桌面數(shù)據(jù)庫和大型的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，具有很好的兼容性和安全性，可以滿足不同規(guī)模報警指揮系統(tǒng)的要求。u 智能化的通信調(diào)度平臺：對報警電話提供智能排隊、遇忙提示、錯號攔截、防止誤報等項功能，同時還提供被叫鎖定、三方通話、電話錄音、調(diào)度電話、電話會議等功能。u 電子地圖：報警時自動定位報警點、自動計算和顯示最佳出警行車路線，圖上還能顯示各種地理相關(guān)信息，如道路圖、街道圖、警力分布圖、案發(fā)地點分布圖等。在電子地圖系統(tǒng)中采用網(wǎng)絡圖自動轉(zhuǎn)化技術(shù)，將道路中心線圖自動轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡圖，從而可采用網(wǎng)絡圖論技術(shù)自動計算任意兩點間的最佳行車路線。u 完善的信息管理功能：包括接、處警信息的記錄、電話語音記錄、反饋信息錄入保存、歷史記錄查詢、相關(guān)信息查詢、數(shù)據(jù)維護、統(tǒng)計報表打印、統(tǒng)計圖形顯示輸出、數(shù)據(jù)一致性和安全性檢查和恢復等。u 提供與GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、道路交通電視監(jiān)控系統(tǒng)等的接口，從而實現(xiàn)交通事故的自動報警。7. 收費系統(tǒng)（1） 基本概念收費系統(tǒng)將逐步利用更多的電子信息技術(shù)，以現(xiàn)金、非現(xiàn)金、手工、非手工相結(jié)合的方式，完成與交通相關(guān)的費用收取與支付過程。它為業(yè)主收取服務費及用戶支付通行費、乘車費、行車費等提供了一種綜合性的、方便的收支手段。ITS應逐步地促進收費和支付的自動化。收費類別包括公交車和出租車的一卡通收費、加油站IC卡電子收費系統(tǒng)、停車場使用費的收取、道路橋梁收費等等?？梢圆捎萌斯な召M、無人自動收費和不停車收費相結(jié)合的方式，并逐步推廣不停車收費，尤其是高速道路收費站的不停車收費。（2） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同的電子收費模式表現(xiàn)了常見的電子收費應用領域，由于其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類似，用來說明電子收費系統(tǒng)的一般系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。此外，應該指出，分期、分類建設的，也必須預留接口，保證不同系統(tǒng)間的兼容性。這樣才可能逐步實現(xiàn)交通一卡通。 收費系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。車載設備用戶介面IC卡讀寫口車票識別吞吐口現(xiàn)金入口車載設備管理介面IC數(shù)據(jù)存儲車票存儲現(xiàn)金存儲錯誤提示（聲光方式）駕駛員操作鍵盤（特殊事件記錄）文件存儲器 收費系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 電子收費流程（3） 收費設施① 公交電子收費公交收費主要應用IC卡技術(shù)，輔以現(xiàn)金、車票方式來實現(xiàn)。乘車人員通過發(fā)卡機構(gòu)和售票機構(gòu)及其他代理機構(gòu)來購買IC卡和車票。IC卡內(nèi)存有預付的乘車費。公交車（含出租車）內(nèi)安裝車載收費機。當乘車人員需支付乘車費時，通過車載收費機實現(xiàn)自動收費。該方式可極大地減少現(xiàn)金支付方式的煩瑣和由此引起的延誤，既為用戶提供了各種方便快捷的支付方法，又在很大程度上解決了“找零”難的問題。就出租車而言，又可減少出租車被搶事件。此外，各IC卡讀寫器應聯(lián)網(wǎng)，達到統(tǒng)一結(jié)算，杜絕舞弊，提高收費效率。在管理模式上，鼓勵使用IC卡?？梢圆捎肐C卡票價最低，其次是車票，現(xiàn)金支付票價最高的方式。② 路側(cè)停車收費路側(cè)停車采用IC卡和紙幣相結(jié)合的方式進行收費。在非主干道上允許適度的停車，并自動收取停車費，從而緩解專用停車場對用戶造成的不便，為用戶帶來停車的便利。用戶介面IC卡讀寫口紙幣吞吐口停車時間選擇管理介面數(shù)據(jù)存儲現(xiàn)金存儲文件記錄用戶介面剩余停車時間顯 示 路側(cè)停車收費結(jié)構(gòu)示意 路側(cè)停車收費結(jié)構(gòu)示意用戶介面管理介面用戶介面③ 停車場收費停車場應采用人工、現(xiàn)金、電子自動化收費相結(jié)合的方式，同時盡可能地利用車輛自動識別技術(shù)，專用短程通信技術(shù)、電子支付和信息處理技術(shù)，實現(xiàn)停車場的現(xiàn)代化管理，從而實現(xiàn)充分利用停車場的有效面積的效率化目標，實現(xiàn)高效、快捷的停車服務。在前期采用入口取卡