城市交通信号灯智能控制系统设计

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1、城市交通信号灯智能控制系统设计金交恒通有限公司北京100011摘要：城市交通信号灯智能控制系统主要为实现城市交通智能化，最大程度的疏导交通，减少堵塞，提高通行能力。同时依据物联网管理理念，完成对自身设备的管理。主要完成系统架构设计、数据流结构设计以及系统功能设计等。关键词：交通信号灯，智能控制，区域协调控制0前言随着我国当前城市发展进程加速，车辆拥有量迅速提升，交通拥堵已经是一个亟待解决的问题，己经严重影响到人们的生活质量和工作效率，同时堵车造成的环境污染也是无法忽略的问题。如果能够克服现有交通灯定时切换控制方式的局限性，将对改善交通状况有很大的帮助，因此有必要寻求一种智能的交通信号灯控制

2、系统。交通信号智能控制系统是将信息技术、通信技术、自动控制技术以及计算机技术等先进技术有效集成构造交通管控系统［1-2］。它能大幅度地增加道路网络的通行能力，提高运输的机动性、安全性和运输效率，避免拥挤和堵塞，减少能源消耗和环境污染。1系统总体结构设计系统釆用三级结构形式，E卩：中心控制级、区域控制级和路口控制级。图1系统总体结构图1）中心控制级负责全系统硬件和软件运行状况与故障的监测与管理，交通控制信息分析与处理，交通流数据数据库管理及与其他系统互联的接U管理等；并可兼作显控台实时显示被控IX:域的交通状态和信息，并进行系统干预及系统配置［3］。中央控制机可以实现对多个IX域机的联网监视

3、控制。2）区域控制级负责控制区域内系统设备和系统软件的管理与监测，相位差和信号周期的宏观协调。区域控制机实时采集交通数据，优化控制被控区域内路U的交通信号，并可兼作交通工程师工作台，监视、控制和协调系统的运行，进行系统核心参数的配置。多路通讯处理器为区域控制计算机与路U控制信号机提供通信通道，高低速数据转换和缓冲整理。3）路口控制级通过车辆检测器（环形检测器或视频检测器），负责交通信息的采集与预处理（包括：车流量、占有率等重要参数）并通过通讯接口传输给区域控制机，进行周期、绿信比、相位差的优化汁算，实现各种单点控制功能，控制交通信号灯色等。2数据传输设计交通信号控制系统的联网控制由通信网络

4、支持。通信传输由以下步骤完成：Stepl：各路口采用光纤方式传输到通信网络运营商汇聚点，之后传输至支队指挥中心，通信接口采用IP方式。Step2：由支队指挥中心进入分控中心数据接入分中心的通信服务器；分中心通信服务器将处理后的交通数据通过光纤网络以IP方式传输到支队指挥中心的数据库服务器。Step3：路口进入支队指挥中心的数据，通信服务器将处理后的交通数据传输到指挥中心的数据库服务器。Step4：指挥中心、总控中心的指令下达也按照以上通道反向运行。Steps：采用开放的、标准的通信协议。3系统控制功能设计3.1系统基本控制功能1）区域协调控制控制区域内交通信号机与交通控制中心区域控制机联网

5、运行，信号配吋方案由优化算法软件根据交通流量检测设备获得到的.午.流量、占冇率等交通信息进行优化计算实吋生成，下载给交通信号机实施区域协调控制，实现区域优化的效果。2＞干线协调控制干线协调的路U交通信号机都在区域控制计算机的控制之下，信号机软件根据预先设置好的相序、配吋、相位差等参数，自主进行协调平滑处理，使干线道路实现线控绿波带的效果。3）卑点自适应控制对于孤立的交叉1_1，不便于与其他路口进行协调控制，由交通信号机自带的优化软件根据检测器检测到的牢流量自动生成信号配时方案（周期、配时）控制信号灯工作。4｝定吋控制控制区内的路口交通信号机都在中心计算机控制之下，信号配吋方案使用的是近期实

6、吋自适应优化结果并具有较好交通效益的配吋方案，该配吋方案可通过人机会话进行配置和修改。5＞其他控制方式系统或交通信号控制机除具有上述控制方式外还具有下列控制方式：无电缆线控方式、感应方式、多吋段定周期方式、黄闪方式及关灯等工作方式。3.2系统特殊控制功能1）指定相位控制根据路口交通需求，由任一级控制计算机发出命令，直接强行控制路口交通信号相位的执行吋间，强制进行交通疏导。2）警卫路线控制在特殊情况下，如警卫、消防、救护、抢险等，信号灯按预定的路线进行线控推进，以保证车辆畅通无阻。线控线路由控制中心指挥员预先设置。3）模拟手动根据路口交通需求，由控制中心发出命令模拟交通信号机的手动控制方式，

7、进行交通疏导。4)手动功能在特殊情况下，由路口执勤的交警手动控制交通信号机进行交通疏导,在交通信号机进入手动工作状态吋，交警通过手动按钮来调整路U放行状态。5)公交优先信号控制通过车载设备实时采集公交车辆位置、速度等信息，对公交车辆行程、吋间进行准确预测，并通过车辆检测器采集路U车流量信息，根据路U交通流量信息进行优化处理，在保障交叉U交通顺畅且相邻路U不失协调的前提下，实现信号公交优先。6)行人过街管理系统应具有行人过