交通信号控制系统方案

交通信号控制系统

1.1项目概述

对当地的简单介绍及交通状况的分析。

1.1.1系统概述

城市交通的管理与控制是智能交通系统的重要组成部分，城市交叉口的通行能力是决定道路通行的关键。交通信号控制系统对城市交叉口进行系统化协调控制，能缓解拥堵区域的交通压力，使交通流量在整个城市范围内的分配趋于合理，能够降低或消除对道路的瓶颈影响，提高道路的通行能力和服务水平。

交通信号控制系统的发展经历了点控、线控和面控3个阶段：

（1）每个交叉口的交通控制信号只按照该交叉口的交通情况独立运行，不与其邻近交叉口的控制信号有任何联系的，称为单个交叉口交通控制，也称为单点信号控制，俗称“点控制”。

（2）把干道上若干连续交叉口的交通信号通过一定的方式联结起来，同时对各交叉口设计一种相互协调的配时方案，各交叉口的信号灯按此协调方案联合运行，使车辆通过这些交叉口时，不致经常遇上红灯，称为干道信号联动控制，也叫“绿波”信号控制，俗称“线控制”。

（3）以某个区域中所有信号控制交叉口作为协调控制的对象，称为区域交通信号控制系统，俗称“面控制”。

1.1.2设计目标

交通信号控制系统目标如下：

（1）降低交通延误，降低停车次数，提高车速，降低机动车油耗，减少交通污染，改善城市环境；

（2）科学控制交通流，最大限度利用现有道路，提高道路的通行能力；

（3）使交通有序运动，从而改善交通秩序，有利于交通安全；

（4）节省警力，降低交警的劳动强度。

1.1.3设计原则

根据我公司多年来在城市智能交通领域的建设经验，对公安、交通行业业务需求的深入理解，结合我国交通发展的现状，根据信号控制系统设计理论，在设

计过程中秉承以下原则：

1.1.3.1标准化原则

交通信号控制系统严格按照公安部颁布的标准GA47-2002《道路交通信号控制机》和GB/T20999-2007《交通信号控制机与上位机间的数据通信协议》规定的技术要求进行设计，所有数据格式与接口均符合国家标准，并在此基础上加以完善，以适应各地的交通状况。

1.1.3.2先进性原则

采用科学的、主流的、符合发展方向的技术、设备和理念，系统集成化、高清化、网络化、模块化，使系统具有“国内领先，国际先进”的总体水平，能够适应交通控制未来发展的要求。

1.1.3.3实用性原则

系统提供清晰、简洁、友好的中文操作界面，操控简便灵活，易学易用，便于管理和维护，系统具有自动恢复功能，整个系统的操作简单、快捷、环节少，以保证不同的操作者都能熟练操作系统，具有高度友好的界面和使用性。

系统设计、选材、选型符合国家及行业的有关标准，与用户及其上级管理部门的有关规定要求相适应，与用户在经济能力方面实际情况相吻合。

1.1.3.4可靠性原则

交通信号控制系统选用集成度和稳定性高的设备，具有系统自诊断和维护管理功能、远程设备监控、数据备份等功能。室外设备具有耐高温、耐高湿、耐低温，防雷、防尘等特性，保证系统的正常可靠运行。

1.1.3.5安全性原则

交通信号控制系统具有防误操作特性，通过合理的硬件结构设计、有效的外场保护措施以及完善的内部管理机制有效避免系统遭到恶意攻击和数据被非法提取的现象出现，保障系统的信息安全。同时通过数据加密、备份、补录、恢复等措施，提高系统在传输链路故障时的数据完整性及安全性。

1.1.3.6经济性原则

交通信号控制系统的可靠性得到提升，因此系统的维护成本显著下降。采用技术先进的设备，通过最优化的系统集成，设备使用寿命长，系统经济性显著提高。

1.1.3.7易维护性原则

交通信号控制系统在设计时充分考虑其易维护性，采用模块化设计，以确保系统在使用过程中出现故障时能在最短时间内恢复运行。系统具备日志记录、远程升级、维护、管理、故障及时报警等功能，以方便日常维护。

1.1.4设计依据

（1）《中华人民共和国交通安全法》

（2）《中国智能运输系统体系框架》

（3）《交通管理信息系统建设框架》（公安部）

（4）《道路交通信号控制机》（GB 25280—2010）

（5）《交通信号控制机与上位机间的数据通信协议》GB/T20999-2007

（6）《道路交通信号灯设置与安装规范》GB14886-2006；

（7）《人行横道信号灯控制设置规范》GA/T851-2009

（8）《公安计算机信息系统“九五”规划》（公安部）

（9）《公安交通指挥系统建设技术规范》（GA/T445-2003）

（10）《城市道路交通规划设计规范》（GB 50220）

（11）《城市道路交通信号控制方式适用规范》（GA/T527）

（12）《公安交通控制系统建设规程及要求》（GA/T651）

（13）《道路交通标志和标线》（GB5768）

（14）《道路交通流量调查》（GA299）

（15）《道路交通拥堵度及评价方法》（GA/T 115）

（16）《城市道路交通秩序评价方法》（GA/T 175）

（17）《公安交通控制系统建设技术规范》（GA/T445）

（18）《道路交通信号控制机安装规范》（GA/T489）

（19）《道路交通标志和标线》（GB5768-2009）

（20）《城市交通信号控制系统术语》（GA/T509）

（21）《公安交通控制系统工程设计制图规范》（GA/T515）

（22）《环形线圈车辆检测器》（JT/T455）

（23）《城市道路设计规范》（CJJ37）

1.2需求分析及措施

1.2.1国外系统在我国的适应问题

问题描述：

国外先进的信号控制系统，在许多欧洲及北美国家有着成功的应用。并且通过多年的持续改进积累了丰富的经验，但是在其系统引进到国内时却不能做到其本身具备的“先进”功能。

目前国际主流的交通信号系统有：“SCOOT”（Split，Cycle and Offset Optimization Technique，绿信比-信号周期-相位差优化技术）、“ACTRA”（Advanced Control & Traffic Responsive Algorithm，先进的交通控制响应算法）、“SCATS”（Sydney Coordinated Adaptive Traffic System，交通自适应协调系统）及“ITACA”（Intelligent Traffic Adaptive Control of Areas，自适应交通信号控制系统）等系统，它们在各自的国家都有不错的表现，也确实解决了本国交通上的实际问题。而这些系统被我们引进到中国后却往往达不到预期的效果，有的只能实现很少一部分集中控制功能，有的甚至只能用作单点机在路口运行，完全失去了引进先进系统的意义。

综合我国目前的情况分析，国外系统不能达到预期效果的因素主要有：

（1）交通现状的差异，国外的交通现状多为单一交通，即机动车流、人流、非机动车车流各行其道；而在我国多数的城市道路为混合交通，即机动车流、人流、非机动车车流没有明显的隔离。

（2）系统开发针对性，国外系统在开发之初就是针对本国的交通实际情况进行的调研、分析，针对性很强，其交通的核心控制算法大多依据本国的交通状况开发，所以很难做到在我国也有很好的表现。

（3）组织运营模式的差异，在国外很多交通信号控制的优化往往是由专门的机构来在运行中不断的优化，而我国在这方面还需要进一步的提高，目前只有北京、上海等大城市有部分的应用。

（4）建设程度的问题，国外的交通信号控制系统往往需要一个城市具有规模性的部署，从而实现其集中控制的功能。而我国城市处于高速的发展时期，多数城市并不能做到规模性的部署，所以很难实现其系统集中控制的优势。

（5）交通工具的差别，虽然我国汽车的发展十分迅速，汽车的普及率也在