交通燈畢業(yè)設(shè)計資料

走在都市大街上，從表面上，我們不難發(fā)現(xiàn)交叉路口的信號控制系統(tǒng)技術(shù)（如紅綠燈顯示機制，顯示方式）日新月異，從深層次，我們可以理解到信號配時也伴隨路口的交通狀況在不停的調(diào)整和優(yōu)化，這些都是都市交通信號控制系統(tǒng)的實際應(yīng)用。本文將簡介NATS都市交通信號控制系統(tǒng)。現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展為處理都市交通問題提供了新的措施。實踐證明，在既有的都市道路條件下，運用計算機技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)結(jié)合現(xiàn)代都市交通管理技術(shù)建立都市交通信號控制系統(tǒng)是一種投資省、見效快的處理都市交通問題的措施。NATS都市交通信號控制系統(tǒng)是我國自行研制開發(fā)的第一種實時自適應(yīng)都市交通信號控制系統(tǒng)，是“七.五”、“八.五”期間國家重點科技攻關(guān)項目，獲國家重大科技攻關(guān)成果獎，1996年獲公安部科技進步一等獎，1999年獲國家科技進步三等獎，已經(jīng)應(yīng)用在南京、株洲、臺州、南通、泰州、常熟、張家港、富陽等二十幾種都市。1.NATS系統(tǒng)構(gòu)造為滿足都市未來控制范圍的需求，提高系統(tǒng)的擴展能力，強化系統(tǒng)的交通數(shù)據(jù)與信息的處理、記錄、分析、服務(wù)能力，NATS系統(tǒng)采用三級分布式遞階控制構(gòu)造：中心控制級，區(qū)域控制級，路口控制級。2.NATS系統(tǒng)功能NATS都市交通信號控制系統(tǒng)重要功能如下：（1）交通信號控制功能①系統(tǒng)控制功能系統(tǒng)控制是指與區(qū)域控制計算機相連的道路交通信號控制機都在其控制之下，系統(tǒng)具有下列控制功能：a.實時自適應(yīng)優(yōu)化控制?？刂茀^(qū)內(nèi)道路交通信號控制機與區(qū)域控制計算機聯(lián)網(wǎng)運行，信號配時方案由系統(tǒng)優(yōu)化算法軟件根據(jù)實際交通狀況實時生成，下載給道路交通信號控制機執(zhí)行。b.固定配時控制?？刂茀^(qū)內(nèi)與區(qū)域控制計算機相聯(lián)的道路交通信號控制機都在區(qū)域控制計算機控制之下，信號配時方案使用的是近期實時自適應(yīng)優(yōu)化成果，并確有很好交通效益的配時方案。c.聯(lián)機線控。實行線控的路口的道路交通信號機都在區(qū)域控制計算機的控制之下，信號配時方案由線控算法軟件實時生成。d.公交信號優(yōu)先。檢測公交車輛，根據(jù)公交車抵達路口狀況以及乘客數(shù)量決定優(yōu)先放行權(quán)。②單點控制功能路口信號燈配時由路口的道路交通信號控制機獨立控制，道路交通信號控制機應(yīng)具有下列單點控制方式：a.單點優(yōu)化。根據(jù)檢測器檢測到的車流量，由道路交通信號控制機自帶的優(yōu)化軟件自動生成信號燈配時方案。b.無電纜線控。道路交通信號控制機按照統(tǒng)一的時間基準執(zhí)行互相協(xié)調(diào)的配時方案。c.感應(yīng)。根據(jù)車輛檢測器檢測的車流信息，對交通信號燈進行實時控制等等。③特殊控制系統(tǒng)可以根據(jù)實際交通狀況，由控制中心發(fā)出命令，進行特殊交通控制，系統(tǒng)應(yīng)具有下列特殊控制方式：a.定相控制。根據(jù)路口交通需求，由任一級控制計算機發(fā)出命令，直接強行控制路口交通信號相位的執(zhí)行時間。b.模擬手動。根據(jù)路口交通需求，由任一級控制計算機發(fā)出命令模擬路口交通信號機的手動控制方式。c.綠波控制。在執(zhí)行警衛(wèi)、消防、救護、搶險等任務(wù)的時候，其行車路線上的各交通信號燈按車輛抵達路口的時間啟動綠燈，保證車輛暢通無阻。d.手控?。由路口交警將路口的道路交通信號控制機手動開關(guān)置于“手動”位置，每按一次手動按鈕，燈色變換一次。（2）交通信息采集功能對交通流量、車速、車型、擁有率、排隊長度、飽和度等交通信息進行自動采集、計算、存儲；并可以顯示、打印多種報表。（3）系統(tǒng)監(jiān)測功能為提高系統(tǒng)的可靠性，系統(tǒng)各控制級設(shè)置完備的自檢和監(jiān)測功能，對系統(tǒng)設(shè)備、軟件運行狀況和故障進行全面監(jiān)測與管理。發(fā)現(xiàn)故障立即上報系統(tǒng)綜合平臺。（4）遙設(shè)信號機參數(shù)在中央計算機、區(qū)域計算機與信號機通信正常的狀況下，可調(diào)看和修改道路交通信號控制機的多種配時控制參數(shù)。（5）系統(tǒng)遠程監(jiān)控與維護功能可通過PSTN、DDN、ISDN等遠程聯(lián)網(wǎng)方式注冊進入顧客系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)遠程故障診斷、監(jiān)控與維護。（6）系統(tǒng)互連功能支持基于TGIS的多種系統(tǒng)集成，實現(xiàn)多系統(tǒng)互聯(lián)互控和協(xié)調(diào)動作。（7）交通狀態(tài)鑒別功能系統(tǒng)能自動識別交通擁堵等級，鑒別精確度優(yōu)于80%。（8）交通疏導運用室外交通誘導屏，可以實現(xiàn)交通流的自動或人工干預(yù)疏導。智能交通信號控制系統(tǒng)是都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)，是運用了交通工程學、心理學、應(yīng)用數(shù)學、自動控制與信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及系統(tǒng)工程學等多門學科理論的應(yīng)用系統(tǒng)。重要包括交通工程設(shè)計、車輛信息采集、數(shù)據(jù)傳播與處理、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)外各大中都市已經(jīng)有的交通信號控制系統(tǒng)就是根據(jù)不一樣環(huán)境條件，基于各自都市道路的規(guī)劃和發(fā)展水平建立起來的。國家重點基礎(chǔ)研究規(guī)劃（973）項目“信息技術(shù)與高性能軟件”中設(shè)置的二級課題“都市交通監(jiān)控系統(tǒng)”，結(jié)合我國都市交通發(fā)展的特點，確定了建立實時自適應(yīng)的都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。智能交通信號控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成智能交通信號控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成是主控中心、路口交通信號控制機以及數(shù)據(jù)傳播設(shè)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)（圖象）分析處理等。詳細構(gòu)造框架見下圖。智能交通信號控制系統(tǒng)的關(guān)鍵智能交通信號控制系統(tǒng)的關(guān)鍵是控制模型算法軟件，是貫穿規(guī)劃設(shè)計在內(nèi)的信號控制方略的管理平臺，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(yīng)用的信號控制系統(tǒng)大多是以優(yōu)化定周期方案、優(yōu)化路口綠信號配比以及協(xié)調(diào)有關(guān)路口通行能力為基礎(chǔ)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(shè)置的控制模型算法選用合適的信號配比控制方案，是被動的控制方略。應(yīng)用較多的關(guān)鍵軟件即效益指標優(yōu)化模型的是英國運送和道路研究所（TRRL）研制的SCOOT系統(tǒng)（SplitCycleOffsetOptimizationTechnique）和澳大利亞悉尼為應(yīng)用背景開發(fā)的SCATS系統(tǒng)(SydneyCoordinatedAdaptiveTrafficSystem),他們是動態(tài)的實時自適應(yīng)控制系統(tǒng)的初期代表，也是未來一種時期交通信號控制系統(tǒng)智能化發(fā)展的開發(fā)基礎(chǔ)。伴隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，交互式控制方略使信號控制由感控到誘導實現(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)控路口綠信號配比，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)倉完畢與交通參與者之間的信息互換，向交通參與者顯示道路交通信息、停車場信息，提供應(yīng)交通參與者合理的行駛線路，以到達均衡道路交通負荷的積極的控制方略。尤其重要的是計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)字化使數(shù)據(jù)傳播和信息運用得到了可靠保證?？梢哉f，都市道路智能交通信號控制系統(tǒng)是都市道路交通管理伴隨信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)迅猛發(fā)展的綜合產(chǎn)物。交通信號控制系統(tǒng)的重要術(shù)語和參數(shù)周期：是指信號燈色發(fā)生變化，顯示一種循環(huán)所需的時間，也稱周期長，即紅、黃、綠燈時間之和。相位：即信號相位，是指在周期時間內(nèi)按需求人為設(shè)定的，同步獲得通行權(quán)的一種或幾種交通流的序列組。相位差：具有相似周期長的有關(guān)路口，在同方向上的兩個有關(guān)相位的啟動時間差，稱為相位差。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。飽和流量：是衡量路口交通流施放能力的重要參數(shù)，一般是指一種綠燈時間內(nèi)的持續(xù)通過路口的最大車流量。流量系數(shù)：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種尺度。綠燈間隔時間：是指從失去通行權(quán)的相位的綠燈結(jié)束，到下一種得到通行權(quán)的相位綠燈開始所用的時間。有效綠燈時間：是指被有效運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。延誤：是指交通沖突或信號控制設(shè)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種重要參數(shù)，也常作為確定信號控制系統(tǒng)性能的重要參量。智能交通信號控制系統(tǒng)的重要控制措施單點定配時多相位信號協(xié)調(diào)控制（時鐘調(diào)用預(yù)設(shè)方案、減少交通沖突點、配合早斷和遲啟）車輛感應(yīng)實時自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制（調(diào)整周期、綠信比，增長有效綠燈時間）顧客優(yōu)先無電纜干線協(xié)調(diào)控制（協(xié)調(diào)周期、相位差，照顧行人、公交車、特種車）實時自適應(yīng)區(qū)域控制（交通流仿真、優(yōu)化效益指標、均衡區(qū)域交通流）智能交通信號控制系統(tǒng)的分級設(shè)計的基本環(huán)節(jié)根據(jù)路口交通流現(xiàn)實狀況和預(yù)測進行交通渠化設(shè)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，進行交通參數(shù)設(shè)定根據(jù)交通渠化設(shè)計及控制模式的設(shè)計規(guī)定完畢交通工程設(shè)計（包括車輛檢測器的檢測區(qū)定位）根據(jù)各個路口配置設(shè)備的有關(guān)性，完畢協(xié)調(diào)設(shè)計確定系統(tǒng)和單點控制的優(yōu)化目的函數(shù)，得出最優(yōu)信號控制方案配置路口信號控制機的固化基礎(chǔ)參量，配置主控中心數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)傳播設(shè)置。智能交通信號控制系統(tǒng)的運行管理與分級控制信號控制系統(tǒng)的運行管理重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(shè)施尤其是車輛檢測設(shè)備的檢修和效對，保證完好率和精確率。由于交通信號控制系統(tǒng)的建設(shè)是與都市規(guī)劃及道路規(guī)劃休戚有關(guān)的，設(shè)施建設(shè)及完善有一定的制約，一步到位是不切實際的，因此，智能交通信號控制系統(tǒng)的管理模式就是集中管理，分級控制，充足運用既有設(shè)施，按實際交通現(xiàn)實狀況先進行單個交叉路口的自適應(yīng)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，最終到達區(qū)域控制的系統(tǒng)最優(yōu)。結(jié)束語