课程设计——隧道交通诱导系统

隧道交通诱导系统课程设计

设计题目：公路隧道交通诱导系统

学院：电控学院

专业：自动化

班级:32011002

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目录

第一章系统总体设计说明

1.1公路隧道交通诱导系统概述 (3)

1.2系统总体结构设计 (3)

第二章交通信息检测设备

2.1车辆检测设备 (5)

2.2火灾检测设备 (5)

2.3电视监控设备 (5)

第三章诱导与控制设施

3.1交通信号灯 (7)

3.2车道指示器 (7)

3.3可变信息标志 (8)

3.4可变限速标志 (9)

3.5交通区域控制单元 (9)

第四章交通诱导与控制策略

4.1正常状态下的交通诱导与控制 (10)

4.2拥挤状态下的交通诱导与控制 (12)

4.3事故状态下的交通诱导与控制 (13)

结语

1系统总体设计说明

1.1 公路隧道交通诱导系统概述

实现公路隧道不同运营状态下的控制策略，保持公路隧道安全、舒适和高效的特性，将取决于特定的设备、设施和计算机软件组成的监控系统，以及管理人员的有效经营。因此，有效的公路隧道监控系统为了解决公路隧道运营中存在的两个主要问题——拥挤与安全而建立起来的。

公路隧道交通诱导系统是公路隧道监控系统中最重要的一个子系统，它的主要任务是根据隧道内交通流信息处理结果，判断隧道运营状态，并根据相应的状态做出处理，提供诱导信息，诱导洞内车辆和驾乘人员以最佳方式驶离隧道，从而保证洞内车辆安全行驶，达到提高隧道通行能力的目的。

1.2 系统总体结构设计

设计思路：信息的接收与采集——信息处理与诱导生成——信息发布与诱导总体结构：系统主要包括了交通信息检测设备、诱导与控制设施、交通诱导与控制策略

图1.2 系统总体结构设计

2 交通信息检测设备

交通信息检测设备主要包括车辆检测设备、火灾检测设备、电视监视设备等，用于交通信息的采集与传输供隧道诱导系统调用来选择合适的交通诱导策略

2.1 车辆检测设备

车辆检测设备主要有环形线圈、超神波检测器、红外检测器、微波交通检测器、视频车辆检测器和车重检测器等。

目前多数隧道采用环形线圈式车辆检测器。

2.2 火灾检测设备

火灾检测设备主要有感烟式火灾探测器、感温式火灾探测器、感光式火灾探测器、可燃气体探测器、复合式火灾探测器、光纤型火灾探测器。

根据隧道内火灾情况，一般采用感烟、感温的复合式火灾探测器以提高稳定性与准确性。

2.3 电视监控设备

电视监控设备主要有电视摄像机、中控室设备、传输设备、供电与接地。

3 诱导与控制设施

交通诱导与控制设施主要用于收集和处理交通信息，根据收集的信息数据分析、判断交通拥挤和阻塞等异常状况及发生地点和时间，做出相应的处理。同时接收

中央控制室计算机传来的有关信息和命令，按照选定的方案或控制命令，做出诱导，实现对隧道内交通流和交通状态的有效控制。

交通诱导与控制的重要终端设备主要包括交通信号灯、车道指示器、可变信息标志、可变限速标志和交通区域控制单元等。

图3 交通诱导控制流程

3.1 交通信号灯

交通信号灯通过区域控制单元与中央控制计算机连接，根据计算机发出的交通控制指令，控制信号灯改变颜色，达到交通诱导控制的目的。

信号灯由灯壳、前盖、光学系统、变压器、遮沿和背板安装注塑成型。交通信号灯安装在隧道入口附近，由红、绿、黄三色组成。红色禁行，绿色通行，黄色注意行驶过渡。红色加绿色箭头为绕行指示信号。一般信号灯主要有“×”、“←”、“↑”三种方式，“×”表示禁行；“↑”且不闪烁表示隧道运行正常；“↑”且闪烁表示注意行驶过渡信号；“←”为左行信号。

隧道入口一般配有专门的信号灯，密封良好，显示清晰，视距不小于200m，色片度符合国际CIE标准。

3.2 车道指示器

车道指示器安装在其控制车道的上方，是针对本车道行驶的车辆起控制诱导作用的交通信号设施。车道指示器一般在隧道入口进深3～10m处设置第一组，然后约隔500m设置一组。结合人行横洞与车行横洞设置车道指示器。

车道指示器与区域控制单元相连接，通过区域控制单元接受来自控制中心计算机的控制命令，发出诱导信息。一般由一组“×”、“←”、“↑”信号灯组成，诱导指示信息与交通信号灯相同。车道指示灯可以提前提示驾驶员前方车道情况，及时避开交通障碍。

车道指示器应该强调密封良好，显示清晰，显色范围符合国际CIE标准。

3.3 可变信息标志

可变信息标志可根据实际交通状况的变化动态自动或手动选择计算机已储存的情报显示信息，也能根据临时情况及时编辑显示内容，以文字或图案的形式来提醒驾驶员隧道内交通状况，以备在需要时使驾驶员做好应对交通事件的准备，预防事故发生或减少事故发生的二次损失。

可变信息板可采用LED、光电式、光纤或屏幕式等各种形式可以提供气象与路面状况情报、交通运行情报和交通诱导信息等实时信息。

洞外可变信息板一般设置于洞口前220m，山区路段以160m位置为准。

洞内可变信息板一般设置于车行横洞处，一般放置于车道指示器之间。

可变信息板一般通过RS232口与就近的区域控制单元连接，洞外可变信息板采用RS232/RS485转换接口。根据隧道内采集到的信息，中央控制计算机发送编译的信息到可变信息板，及时向驾驶员传送隧道内运行信息。

图3.3 车道指示灯与可变信息标志安装位置

3.4 可变限速标志

可变限速标志是根据隧道内实际交通运行状况和周围环境状况，改变车道上车辆行驶速度限制值的动态标志。

一般采用三位数字的显示设备，给出速度的时速限制数值。

可变限速标志通过区域控制单元连接，在发生交通拥挤、事故等情况时，可根据中央控制计算机的指令改变限速值，确保行车安全。当遇到特殊情况需要手动控制时，手动控制优先于自动控制，能按照操作人员的意图手动控制。

3.5 交通区域控制单元

交通区域控制单元一般由处理器单元、储存单元、通信单元构成，设置在区域控制器箱内。

区域控制单元是隧道交通诱导系统的枢纽。下端设备的数据送到区域控制单元经过处理编排，上传到中央控制室计算机。中央控制计算机的指令、数据等亦通过区域控制单元下发到各个下端设备，由下端设备执行。

数字量的输入输出/接口；③应具有现场设备控制程序；④应具有故障自我诊断功能；⑤防护等级不低于IP65。