智能交通信号机综合应用管控平台

 


智能交通综合应用管控平台,集成运用云计算、大数据、移动互联网、RFRDGPSGIS等先进技术,实现交通信号智能控制、交通流信息采集、道路状态实时监控、智能分析预测、交通诱导分流、交通信息发布、交通预案管理、勤务管理、指挥调度及运维管理等功能。

系统整体采用面向服务架构(SOA),分为服务层、应用层、设备层及支持体系。架构图如下图所示。

(1)应用层:主要是指各应用子系统,包括交通信号智能调控子系统、交通流信息采集子系统、交通信息发布诱导子系统、应急指挥子系统、车载无线特勤管理子系统、信号机配置调试子系统、智能手机端应用子系统。

(2)服务层:包括中心管理服务、信号机管理服务、区域协调控制服务、绿波控制服务、设备校时服务、远程运维服务、交通流信息采集服务、交通流实时分析服务、交通信息发布服务、数据转发服务、设备对接服务、故障告警服务、WEB服务等。

(3)设备层:信号机、信息发布屏、摄像机、车流量检测器等基础设备。

(4)支持体系:承载整个平台的操作系统、通信、存储、数据库、信息安全、标准规范等支持体系。

交通信号智能控制系统

城市交通信号智能控制系统,运用计算机网络、RFRD、GPS、GIS等技术,结合当前交通控制领域中的智能控制理论,利用先进适用的智能算法,能有效满足大中小不同规模城市道路交通信号控制的需要,实现城市道路交通管理网络化、智能化,提升通行效率,提高管理水平。

系统采用多级分布式控制模式:路口控制级、区域控制级和中心控制级。遵循“一城一策”的设计原则,针对城市道路交通状况,灵活地划分若干子区域,通过中心控制与区域控制相结合的管理模式,实现城市交通信号各点、干线、区域的优化协调。

 

1)资源管理

资源管理是对系统中的各种资源集中管理,包括设备信息管理(信号机、摄像机、信息发布屏、检测器等),路口管理、路段管理、后台服务管理等功能。

2)地图功能

地图基本功能包括:一般操作(放大、缩小、移动)、添加设备标识、添加路段标识、资源查找、设备查找、实用工具(测距、抓图)、参数设置。

此外,以地图为基础,还具有特勤线路规划、路段拥堵实时状态(用不同的颜色代表拥堵级别)。

3)特勤管理

基于后台操作的特勤管理,功能包括:方案管理、线路规划(预案)。具体执行的过程中,指挥中心人员与前端人员实时通信,结合路口摄像机完成特勤任务。

4)车流量统计分析

流量统计包括:单(多)路口流量统计、路口相位分析,支持以时间段、路口名称为查询条件,以表格、折线图、柱状图等图标输出展示。

5)故障检测及告警管理

支持以下故障检测:

n 灯具故障:灯具损坏,该亮不亮。信号机自动降级运行;

n 红灯熄灭:灯具故障中红灯损坏未红灯熄灭故障,信号机直接黄闪;

n 红绿同亮:亮绿灯时,红灯也亮了就叫红绿同亮,信号机直接黄闪;

n 绿冲突:亮红灯时,绿灯也亮了就叫绿冲突,信号机直接黄闪;

n 板卡故障检测:检测主控板、黄闪板和驱动板是否运行正常,如果出现故障直接灭灯;

n 通讯故障检测:检测是否连接到中心服务器,如果未连接则按国标或自定义降级,断网和中心服务器未开启都会造成通讯故障。

当检测到故障后,除了按要求降级以外,系统支持以有线网络/无线网络(2G/3G/4G)两种模式向管理中心上报故障告警信息,告警信息包括:告警类型、故障级别、发生时间等,支持告警记录存储及历史数据查询。

6)绿波控制

绿波控制,即在线性区域内,协调连续的若干路口的交通信号,支持车辆在某个速度区间内不停车通过。在干线交通的双向绿波控制系统中周期时长、绿信比以及相位差三个基本参数是非常重要的,也是建立双向绿波模型的关键参数。

一般说来,在绿波区域内的信号机,相位相同,周期一致,通过调整相邻路口信号机的相位差、周期时长等参数达到控制目的。

适合绿波协调的较好路段特点:

n 路段车辆饱和率不要过高

n 单方向车流量较大

n 整条道路行驶速度相同或接近

n 每个路口之间的距离相近,或者成倍数

要达到更好的绿波效果,信号机时钟一致也起到关键作用,已联网的路口,可通过后台服务统一为信号机授时;未联网的路口,可通过GPS精确授时,并指定一台信号机为主机

7)单点自适应控制

“单点”即单个信号控制交叉口,在安装有车辆检测器的路口,根据路口的流量情况,实时调整相位时间。

控制原理:实时检测统计若干信号周期的车流量,分析车流量的宏观变化趋势,小步距(比如5秒)动态平滑调整(增加或减小)下一周期的绿灯相位时长,达到自适应优化控制的目的。

单点自适应控制策略的相关参数包括:①时间参数;②交通流参数;③评价参数;④相位结构。时间参数包括绿灯时间、单位绿灯延长时间、绿灯间隔时间等;交通流参数包括车流量、车速等;评价参数包括车辆延误、停车次数、排队长度、实际通行能力等。控制时段内,这些参数始终处于变化之中,它们是相位切换决策的重要依据。

8)行人过街控制

行人在不同时刻触发过街请求按钮,切换到行人过街绿灯的时间间隔从6秒到40秒不等,分下列4种情形:

情形一:当机动车绿灯通行大于40秒时,行人按触摸按钮,6秒过渡信号后即切换到行人绿灯。

情形二:当机动车绿灯通行小于40秒时,行人按触摸按钮,行人灯不会马上现绿灯,但机器已接收到触发信号,等机动车40秒绿灯时间通行完后就会自动切换到行人绿灯。比如,行人在机动车绿灯通行了20秒时按了触摸按钮,信号灯会在20秒后切换到行人过街绿灯通行。

情形三:行人绿灯期间,再触发按钮,行人绿灯时间不会延长,20秒行人绿灯结束后,信号灯将先切换回机动车绿灯通行,40秒后便会再切换回行人绿灯过街。

情形四:如果没有行人触发按钮,机动车信号将一直绿灯,行人信号持续红灯。

行人过街控制系统的组成,一般包括:行人过街信号控制机、行人过街请求按钮、行人信号灯、机动车信号灯、控制软件等部分。

可扩展部分包括:语音提示音柱、LED信息显示屏、行人闯红灯红外报警设备。

 9)公交优先控制

路口信号机内置射频通信模块,每个方向安装射频接收模块,公交车内安装射频发送模块。当公交车即将到达时(比如距路口50-100米),信号机接收到公交车的信息,如果此时该方向是红灯,则适当压缩红灯阶段时间,如果此时该方向是绿灯,则适当延长绿灯阶段时间,以保证公交车不间断通过。

10)区域协调

区域协调控制是指在一个区域或者整个城市范围内,一个交叉口交通信号的调整将会影响到相邻交叉口的交通流;而相邻交叉口交通信号的改变也会影响本交叉口交通状况。因此,从整个系统的战略目标出发,根据交通流检测数据,协调区域内各交叉口的交通信号配时,从而取得整体良好的效果。

 

控制区域内各受控交通信号都受中心控制室的集中控制。对较小的区域,可以整个区域集中控制;范围较大的区域,则需分区分级控制。分区的结果往往成为一个由几条线控系统组成的分级集中控制系统,有时分区还会成为一个由点、线、面控制的综合性分级控制系统。