交通信号控制与SCATS系统

2013-8-9
26
国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
SCATS组成结构——信号机Eclipse
2013-8-9
27
国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
SCATS组成结构——通讯 SCATS的通讯
中央管理级、区域管理控制、用户端、与集成平台 等之间的通信是通过TCP/IP协议通讯； 区域控制计算机与路口控制器之间的通讯可以根据 条件通过多种方式实现： 1、FSK调制电话线通讯（沈阳、上海…） 2、点对点光纤RS232通讯（杭州、宁波、广州、合 肥…） 3、TCP/IP网络通讯（重庆、苏州、上海（部分）….） 4、无线（GSM）网络通讯（广州（部分）…） 5、以上多种形式并存
视频与其他 车辆检测器
最佳效果
F
+ 控制
有效的反馈参 数-DS
时间
2013-8-9
32
国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
SCATS系统基本原理
高效的“集装箱运输”原理： 1、交通信号最佳工作条件是把交通车流分配为一个个车队(集装箱式） 的通行 2、“红灯”可以起到“整理车流”的作用 3、“车间距”控制原理，与车型无关 4、协调功能
SCATS使用个人计算机（PC）作为区域计算机，每台PC机可 以控制128个路口。当系统超过这个数量时，增加区域计算 机即可。
2013-8-9 17 国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
区域机的作用
SCATS使用运行Windows 的PC机为区域计算机，用 异步串口接口和调制解调器（使用电话线）或ATM等网络 等为通讯手段，将区域计算机和路口控制器连接在一起。 这使得计算机硬件和操作系统软件的维护工作非常容易进 行。 在线控制
A 45%
C 25% B 25%
A 50%
相位（时）差 OFFSETS
sub-systems
相位（时）差
OFFSETS
intersections
2013-8-9
31
国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
SCATS系统基本原理
•wenku.baidu.com系统控制原理
线圈车辆检测器 – SCATS的基本原理是采用有效的负反馈。 – 这种设计能非常有效的适应交通路口的变化，能对路口 的情况的变化自身作出调整。 – 无须管理人员经常性对系统干预。 – 因此，非常适合交通发展迅速的中国城市。
2013-8-9
10
国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
结构
SCATS系统
2013-8-9
11
国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
SCATS系统结构示意图
PSC
Video Wall
PSC
SCATS
PC 区域 1
SCATS 区PC域 2
SCATS PC 区域 3
SCATS 中央管理 PC
其它 ITS 设备
其他业绩： 天津: 80＋个路口； 余姚：50＋个路口； 合肥： 40＋个路口； 宜昌：60 ＋个路口； 温州：20＋个路口； 重庆：30＋个路口；
2013-8-9 9 国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
SCATS在中国的应用
综上： SCATS在中国拥有16个城市，控制超过 6500个路口，这是在国内应用的其他系统 不可比拟的。 每个城市应用后，系统都得到快速的扩 展。
2013-8-9 22 国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
SCATS组成结构——信号机Eclipse
控制器构造 • 全铝合金设计 • 控制模块化组合 主要部件 • 机箱
– – – – – – – 地址板 黄闪单元 输出端子 通讯隔离 电源过滤 电源开关及空开输出 现场插座 CPM－中央处理板 LCM－灯组控制板（8SG） PSM－电源板 LDM－车辆检测板
SYDNEY 悉尼 COORDINATED 协调 ADAPTIVE 自适应 TRAFFIC 交通
SYSTEM
2013-8-9 6
系统
国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
SCATS是什么？
是自适应交通控制技术 灵活采用控制方案 对每个周期调整周期长度、绿信比及相位差，以适应主体交通 情况 是一个交通管理系统 设备管理及故障报告 数据采集及分析 SCATS 适用环境广泛 对不同的道路系统做不同的配置 采用PC机，操作与维护方便 超过30年历史及悉尼奥运会的实践检验 是智能交通系统（ITS）平台 可集成公交优先和车辆行驶时间系统 与其他ITS系统集成
SCATS组成结构——SCATS工作站
SCATS工作站：
• •
采用IBM兼容计算机 要求极低： 最低要求：CPU 1GHZ 内存 256MB 硬盘 20G • 每个SCATS系统连接的管理控制工作站的数量 没有限制，用户200个，同时允许30个工作站对系 统操作
2013-8-9
19
国家精品课程：交通控制与管理
•
•
2013-8-9
15
国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
中央控制器的作用
SCATS是以模块化结构设计的，可以应用于小、中、 大规模的城市。
通常在多个区域计算机组成的系统中，需要一个管理计 算机，负责数据的输入、采集、监测、数据分析、系统 记录与备份等管理性工作，以简化大系统的运营管理。 SCATS可以将网络中的任何一台区域计算机定义为管 理计算机，从而无需单独设置独立的管理计算机。
交通信号控制
SCATS组成结构——路口控制器 SCATS路口控制器（ECLIPSE） • RTA授权认证产品 • 针对路口特征的软件定义 • 多相位控制 • 特殊控制 • 高可靠性 • 高可维护性
2013-8-9
20
国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
SCATS组成结构——路口控制器
SCATS 区域控制器
当区域计算机在线运行时，可以通过终端操作指令和自动时间 表，显示和或改变所有实时控制数据。 在改变参数和调整任何数列维度数据时，无需切断区域计算机 的在线运行。 可以从任何终端人工干预路口的运行。 管理该区域控制器下的路口控制器。
2013-8-9
18
国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
通讯
车辆信号灯组 车辆检测器
逻辑模块
检测 输入口
特征数据
8－32个输出
行人按钮 路口控制器
行人信号灯组
2013-8-9
21
国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
SCATS组成结构——信号机Eclipse
主要特点： • RTA最新TSC4认证的SCATS控制 器 • 最大设计：32灯组输出＋48通道检 测器输入+48路干触点输入 • 冲突监视 • 特殊用途输入、输出：12路 • 通讯：FSK、RS232 控制模式： – 手动、定时、感应控制； – 降级无线缆协调； – 黄闪； – 紧急呼叫优先； – 公交优先
2013-8-9
4
国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
SCATS 是先进城市理想的交通管理系统 （智能运输系统主干部分）
事件检测 与处理
互联网信息
可变标志
2013-8-9
电子可变 车道系统
收音机/电台 提供现时交通信息
5
可变 时速标志
国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
SCATS是什么？
路口控制器m
路口控制器l
路口控制器m
2013-8-9
13
国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
SCATS系统结构纲要

SCATS中央管理控制级 SCATS区域管理控制级 SCATS系统工作站 SCATS系统的路口控制器－Eclipse SCATS系统的通讯
2013-8-9
14
国家精品课程：交通控制与管理
2013-8-9
8
国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
SCATS在中国的应用
超过100个路口的城市：
上海（包括浦东）: 15个区域控制中心，超过2000个路口； 香港：控制超过1400个路口；（香港岛300个路口取代SCOOTS)； 沈阳：5个区域控制中心，超过600个路口，ITS接口； 苏州：控制150个路口，视频检测器应用、ATM通讯传输 广州： 8个区域控制中心，控制1000个路口； 石家庄：控制300＋个路口，视频检测器应用、 ITS接口 杭州：控制500＋个路口； 东莞：控制200＋个路口； 宁波：控制200+个路口； 海口：100 ＋个路口；
2013-8-9 28 国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
控制基本原理
SCATS系统
2013-8-9
29
国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
系统控制的核心理念
通过系统的合理配时“均衡”路网交通流量，达 到对车辆、路网的“平衡”控制，提高整体效率！ 在系统控制时综合考虑路网交通，如“绿波”设 置也是有条件的，如考虑到绿波的下游是否有“消 化”能力。 饱和流量时的协调控制更偏重疏导路口排队堵塞 等。
2013-8-9
7
国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
澳大利亚的智能运输系统的地位 得到国际性确认
美国的第一个智能运输系统示范工程 1st ITS Demonstration Project in USA
– FAST-TRAC Project (1992) in Oakland County,Michigan (奥克兰，密歇根州） • 采用澳大利亚的 SCATS 自适应交通控制系统作为它的 主干－先进交通管理系统 (ATMS). • 使用视频检测器技术 – 取得辉煌成绩， 增强美国对智能运输系统的兴趣， 确保ITS技术继续开发与应用。
解调器 & RAS connection
LAN or WAN 遥远终端
SCATS 操作台 (PC’s)
交通信号控制
SCATS系统结构示意图
ITS port SCATS 中央/管理系统
区域信号控制中心
区域信号控制中心
区域信号控制 中心
区域控制中心 新增区控中心 1
路口控制器l 路口控制器n 路口控制器l
区域交通信号控制—— 上海的SCATS系统
上海市交警总队高工：韩如文老师
2013-8-9
1
国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
Contents
SCATS系统的简介 SCATS系统的结构
SCATS系统的基本控制原理
SCATS系统的控制基本参数 SCATS系统的功能 SCATS系统在上海的扩展应用
国家精品课程：交通控制与管理
•
控制模块机箱
– – – –
2013-8-9
23
交通信号控制
SCATS组成结构——信号机Eclipse
2013-8-9
24
国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
SCATS组成结构——信号机Eclipse
2013-8-9
25
国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
SCATS组成结构——信号机Eclipse
2013-8-9
16
国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
SCATS组成结构——区域管理控制级
SCATS区域管理控制级：
• • 采用IBM兼容工业型计算机或服务器 要求极低： 最低要求：CPU 1GHZ 内存 256MB 硬盘 20G 每个区域管理控制计算机可以管理控 制250个路口信号控制器
•
2013-8-9
30
国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
系统主要控制原理
利用收集的交通情况实时全自动地优化以下交通控制参数
周期 Cycle Length
C 30% B 25% A 45%
绿信比 Splits
A 45%
C 30% B 25%
C 30% B 25%
灵活子系统连锁
LINKS
Dynamic Marriage
2013-8-9
33
国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
SCATS组成结构——中央管理控制级
SCATS中央管理控制级： • • 采用IBM兼容工业型计算机或服务器 要求极低： 最低要求：CPU 350MHZ 内存 256MB 硬盘 20G 每个中央管理级计算机可以管理64个 区域管理控制计算机 中央管理级安装在与系统中任何一个 区域管理控制计算机上
2013-8-9
2
国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
简介
SCATS系统
2013-8-9
3
国家精品课程：交通控制与管理
交通信号控制
SCATS系统的历史背景
澳大利亚新南威尔士州公路局（RTA）开发； 早在30年代初期， 进行了交通控制的研发； 1969年，首次将计算机应用于交通控制系统 ； 1973年，应用于在澳大利亚主要城市； 通过30多年的不断实践、完善发展形成目前世界 最成功最先进的城市智能交通控制系统之一； SCATS目前是唯一的由使用者开发的成熟先进 的系统