交通信号控制系统

1 交通信号控制系统

1.1 概述

交通信号控制系统是智能交通管理系统的重要子系统，其主要功能是自动协调和控制整个控制区域内交通信号灯的配时方案，均衡路网内交通流运行，使停车次数、延误时间及环境污染减至最小，充分发挥道路系统的交通效益。必要时，可通过控制中心人工干预，直接控制路口信号机执行指定相位，强制疏导交通。

NA TS交通信号控制系统用于城市道路交通的控制与管理，可以提高车速、减少延误、减少交通事故、降低能耗和减轻环境污染。从上个世纪八十年代中期以来，中国电子科技集团公司第二十八研究所就开始了NA TS系统和路口交通信号控制机的研制开发。该系统通过了国家鉴定验收，获得了国家重大科技攻关成果奖、公安部科技进步一等奖和国家科技进步三等奖。

NA TS交通信号控制系统特点：

●适合中国城市混合交通的特点，具有自行车控制功能；

●系统支持多种硬件平台（微机、工作站以及大、中、小型计算机），多种

软件平台（WINDOWS 98/NT/2000/XP）；

●支持多种外部设备（动态地图板、室内信息板、室外信息板、违章记录

仪…）；

●支持多种系统互联（电视监视系统、地理信息系统、车辆定位系统、违

章捕捉系统、信息管理系统…）；

●系统配置灵活、裁剪方便；

●支持远程控制和维护；

●支持多种通信方式（光缆、电话线、GPRS/CDMA无线通信、城域网…）；

●系统人机界面友好，显示内容丰富，操作使用方便；

●与国外同类系统相比，具有很高的性能价格比。

1.2 系统结构

1.2.1 系统控制应用层结构

NA TS交通信号控制系统采用三级分布式递阶基本控制结构：中心控制级，区域控制级，路口控制级（参见下图）。

1.2.2 系统基本结构

其中：区域控制计算机监视、控制、协调整个系统的运行，可同时控制128个外部设备，如果外部设备超过128路，可采用多台区域控制计算机。

区域监控台用作交通工程师工作台，实时显示被控区域内的交通状态和信息，下达人机会话命令；

数据通信控制机为区域控制计算机与户外设备提供通信通道；

路口信号机负责采集、处理、传送交通信息，控制路口信号灯色；

环形线圈检测器和微波检测器安装位置可分布在路口或者路段；

动态地图板实时显示被控区域内的交通状态。

1.3 系统功能

1.3.1 系统三级控制功能

1）中心控制级

●监控整个系统的运行；

●协调区域控制级的运行；

●具备区域控制级的所有功能。

2）区域控制级

●监控受控区域的运行；

●对路口交通信号进行协调控制；

●对路口交通信号机的工作状态和故障情况进行监视；

●通过人机会话对路口交通信号机进行人工干预；

●监视和控制区域级外部设备的运行；

●进行交通流量统计处理。

3）路口控制级

●控制路口交通信号灯；

●接收处理来自车辆检测器的交通流信息，并定时向区域计算机发送；

●接收处理来自区域计算机的命令，并向区域计算机反馈工作状态和故障

信息；

●具有单点优化能力。

4）终端控制

为了方便灵活地控制系统，系统可挂接终端控制计算机（工作站），终端控制计算机提供与区域控制计算机完全同样的显示操作功能，终端控制计算机既可以是本地的（如放在管控中心），也可以是远程的（如在任何地方通过公安网进行控制）。

1.3.2 系统区域协调控制基本功能

●实时协调控制

系统具有实时自适应的区域性交通控制功能，控制区域内交通信号机与交通控制中心区域控制机联网运行，信号配时方案由优化算法软件根据交通流量检测设备获得到的车流量、占有率等交通信息进行优化计算实时生成，下载给交通信号机实施区域协调控制，实现区域优化的效果。

●降级协调控制

系统具有降级协调控制功能，实施协调控制的路口交通信号机都在区域控制计算机的控制之下，系统根据路网情况及实时交通情况，自动或人工选择需要降级协调控制的路口，信号配时方案由系统优化算法软件根据交通情况实时生成，下载给交通信号机实施降级协调控制。

●无电缆协调控制

实施干线协调的路口交通信号机运行在单点工作方式下，交通信号机软件根据预先设置好的相序、配时、相位差等参数，自主进行协调平滑处理，使干线道路实现绿波带的效果。在此控制方式下，交通信号机需选配GPS模块校正信号机内部时钟。

●单点感应控制

HT2000A交通信号机具有全感应、半感应两种单点感应控制方式。

全感应控制方式：HT2000A交通信号机工作在全感应控制方式时，每个相

位首先执行初始绿长度，在到达截止绿范围内时，判断当前相位所对应的检测器上是否有车辆到达，如果超过门限则增加当前相位的放行时间一个步长，否则，做完当前长度之后，切换到下一个相位；如果在放行的过程中不断有车辆到达，则每次在相位进入截止绿长度范围内后，增加一个步长，直至到达相位的最大绿为止。在此工作方式下，关闭倒计时屏的显示。

半感应控制方式：HT2000A交通信号机工作在半感应控制方式时，在无车辆到达时跳过半感应的相位，只有当半感应相位所在的检测器有车辆到达时，才按照相序运行半感应相位。在此工作方式下，关闭倒计时屏显示。

1.3.3 系统区域协调控制特殊控制功能

●指定相位控制

在指挥中心可人工在线修改系统或路口控制参数，特殊情况下还可人工指定相位控制，强制进行交通疏导。

●模拟手动

根据路口交通需求，由指挥中心发出命令模拟交通信号机的手动控制方式，进行交通疏导。

●特勤路线控制

在特殊情况下，如警卫、消防、救护、抢险等，信号灯按预定的路线进行绿波推进，以保证车辆畅通无阻。绿波线路由指挥中心指挥员预先设置。

●手动功能

在特殊情况下，由路口执勤的交警手动控制交通信号机进行交通疏导，在交通信号机进入手动工作状态时，交警通过手动按钮来调整路口放行状态。

1.3.4 其他功能

●交通信息采集功能

通过车辆检测器对路口每个车道的车流信息进行自动采集、处理和存储，为改善城市交通控制和城市规划提供决策依据。