道路交通信号控制系统方案

道路交通信号控制解决方案

目录

方案概述 ...................................................................................................................................................................... 1 应用背景和现状分析 ...................................................................................................................................................... 1 方案总体设计 .............................................................................................................................................................. 2 设计目标 .......................................................................................................................................................................... 2 设计原则 .......................................................................................................................................................................... 2 设计依据 .......................................................................................................................................................................... 3 方案总体架构 .................................................................................................................................................................. 3

1.1.1 组网拓扑 ..................................................................................................................................................... 3 方案组成 ...................................................................................................................................................................... 4

方案详细设计 .............................................................................................................................................................. 5 系统组成 .......................................................................................................................................................................... 5 控制模式 .......................................................................................................................................................................... 7

单点多时段控制 .......................................................................................................................................................... 7 单点感应控制 .............................................................................................................................................................. 7 单点自适应控制 .......................................................................................................................................................... 8 干线绿波控制 .............................................................................................................................................................. 8 区域协制 .............................................................................................................................................................. 8 远程手动控制 .............................................................................................................................................................. 8 路口排队溢出控制 ...................................................................................................................................................... 9 路口溢出拥堵控制 ...................................................................................................................................................... 9 紧急车辆优先控制 ...................................................................................................................................................... 9 公交优先控制 ............................................................................................................................................................ 10 故障降级控制 ............................................................................................................................................................ 10 流量检测方式 ................................................................................................................................................................ 10 电子相机 ............................................................................................................................................................ 10 环形线圈检测器 ........................................................................................................................................................ 11 视频流量检测器 ........................................................................................................................................................ 11 系统技术指标 ................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 中心控制平台介绍 ........................................................................................................................................................ 11 全中文图形化操作界面 ............................................................................................................................................ 11 运行状态显示 ............................................................................................................................................................ 12 手动控制 .................................................................................................................................................................... 12 警卫任务设置 ............................................................................................................................................................ 12 日志记录和管理 ........................................................................................................................................................ 12 数据统计分析 ............................................................................................................................................................ 13 系统状态监视 ............................................................................................................................................................ 13 系统故障报警 ............................................................................................................................................................ 13

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电子地图操作 ............................................................................................................................................................ 13 用户管理 .................................................................................................................................................................... 14 时钟校准功能 ............................................................................................................................................................ 14 多时段控制配时 ........................................................................................................................................................ 14 参数设置 .................................................................................................................................................................... 14

方案特色 ..................................................................................................................................................................... 15 标准化通信协议设计 .................................................................................................................................................... 15 先进的算法模型为基础 ................................................................................................................................................ 15 全过程数据安全加密处理 ............................................................................................................................................ 15 安装、维护简单，工作量小 ........................................................................................................................................ 16 LINUX系统防病毒 ........................................................................................................................................................... 16 高性价比 ........................................................................................................................................................................ 16 模块化设计，稳定性和可扩展性强 ............................................................................................................................ 16 部署灵活，最大限度满足客户建设需求 .................................................................................................................... 16

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方案概述

随着城市化进程的逐步加快，城市交通问题已经成为中国迫在眉睫的难题，越来越多的现象表明，城市交通拥堵往往突出表现在城市道路交叉口处，很多平面交叉口的通行能力不足相关路段平均通行能力的50%。因此，道路资源充分利用与否的关键是交叉口资源的利用。

交通信号控制系统在现代智能交通领域，是极其重要的组成部分。利用先进的交通信号控制系统，可以有效管理交通流量，增进城市道路畅通水平。各种先进的道路交通管理方案，最终都要依靠交通信号控制系统来实现。目前在我国大、中城市交通管理中，已经普遍使用交通信号机对交叉路口进行管理。

在国内市场，各地应用的主流信号控制系统绝大多数都是国外品牌，比如英国的SCOOT，澳大利亚的SCATS，德国西门子的ACTRA等，但这些品牌信号机售价高、二次开发受限、对基础建设要求较高，不符合大多数项目需求；国内生产研发信号机的厂家也达到170余家，但从整体水平来看，普遍存在科研水平不高、标准符合度差、功能单一等问题。在此背景下，我们设计推出一套标准符合度高、低成本、高质量的交通信号控制系统解决方案（包括交叉路口道路信号机和信号控制管理系统软件），该方案应用国际领先技术，结合国内混合交通特点研发，满足城市智能交通项目建设需求，缓解日趋严重的交通拥堵问题。

道路交通信号控制系统由前端交通信号机、车辆检测器、网络传输单元和中心控制部分组成，前端交通信号控制机采用32位微处理器控制，硬件设计采用模块化设计思想，可实现全天候自动化控制；车辆检测器支持线圈、地磁、视频等多种检测方式，同时可与电子系统无缝对接，实现优化控制；中心控制软件采用Linux系统，软硬一体化设计，全中文化、图形化、菜单化操作界面，操作简单，系统控制功能强大，可实现自适应控制、干线绿波、区域协制、公交优先等多种控制模式，满足不同场景下的控制要求，提高道路通行效率。

应用背景和现状分析

目前城区绝大部分路口都已设置了信号机，个别距离较近的小路口未设置信号机，交通秩序混乱，引发交通局部拥堵，一些流量较大的路口在高峰时段使用临时信号机，对维护交通秩序起到一些作用，但是部分车辆驾驶员不遵守临时信号机放行顺序，闯红灯现象严重，存在较大的安全隐患，另外临时信号灯无法与上下游路口进行协制，在高峰期间极易造成下游路口排队溢出，造成交通拥堵。

已建信号机大多是单点定时控制信号机，无法进行中心联网控制，各路口信号配时不能根据实时交通量进行调节，致使高峰时段路口排队较长，需民警现场指挥交通，占用大量警力资源。

已建信号机部分可进行中心联网控制，但只能做到简单控制，无法进行区域协制，道路通行能力利用不够，交通拥堵时有发生，交通信号控制路口之间不协调，车辆行驶不畅通，信号控制不灵活，停车次数和延误较大，通行效率低下。

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方案总体设计

设计目标

1、城区外围相对孤立的交叉口，根据交通流变化实时调整信号配时方案，减少绿灯空放，提高路口运行效率。

自适应交通信号控制系统，根据交通流的动态变化，实时的自动调整信号配时参数方案，实时调整绿灯时间。配时方案并可自动适应高峰、平峰、低峰不同的交通状态。

2、平峰期城区内主要干道实现“绿波”控制，高峰期采用自适应控制，提升区域交通运行效率。 实现 “立足于交叉口的点优化控制、保障主干道的线协制、实现分区域的自适应控制”，即根据关键交叉口、主干道（包括瓶颈路段）、分区域的交通流特点，基于自动采集的实时数据，采取合理的控制策略，保障主干道的线协制、进而最大限度实现分区域的自适应控制，减少车辆在区域内的旅行时间、停车次数以及运行延误，提升区域交通的运行品质。

3、采用信号系统提供的本地遥控控制、中心手动控制、快速警卫任务等功能，提高工作效率，减少交警现场工作量，节省警力。

信号控制系统可提供中心手动控制、本地手动及遥控手动功能，交警可在中心进行远程或在路口进行远程指挥，不需要进行路面的现场指挥，减少交警的人身安全问题。

提供警卫预案控制，保证警务车队准时、安全到达目的地，同时尽量减少对社会车辆的影响。提供专用的、合理的行人相位及相序设置，消除人车之间的交通冲突、行人过街的安全隐患，保障行人交通的人本安全。

设计原则

针对智能交通建设的实际情况，充分考虑系统建设的发展需求，以实现提高道路通行效率、缓解城市交通压力、保证系统兼容性作为目标，以”先进、可靠、成熟、兼容、经济、实用”为总体设计原则。

1、先进性：在系统总体方案设计时采用业界先进的方案和技术，确保一定时间内不落后。选择实用性强产品，模块化结构设计，具备动态扩容能力的系统，既可满足当前的需要又可实现今后系统发展平滑扩展。

2、可靠性：交通信号控制系统的运行必须具有高稳定性和高可靠性，保证整套系统能够7×24、全天候稳定运行，另外系统具有故障自动检测、报警的功能，发生故障系统自动降级控制，且系统中任意服务器发生故障均不影响信号机运行。

3、成熟性：交通信号控制系统要基于成熟的、国际主流的技术，系统所采用的技术和设备经过实践检验是成功的。

4、兼容性：交通信号控制系统采用的关键技术必须具有兼容性，具有良好的扩展能力。系统完全符合NTCIP国际标准通讯协议，凡支持NTCIP协议的信号机都可无缝接入本系统，同时系统提供协议可实现与其他系统间的对接。

5、经济性：在建设节约型社会的道路上，经济性也是我们要考虑的重要原则，确保花最少的钱来建设需要的系统。整个系统的成本主要体现在建设成本和运维成本，建设成本主要体现在前端、传输、服务器等环节，运维成本主要体现在能耗、故障设备更换、用户培训等环节，其中前端设备中检测器可复用电子

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相机，系统服务器采用linux系统，维护成本亦大大降低。

6、实用性：交通信号控制系统及其兼容的交通信号控制机具有良好的实用性，所使用的技术、设备、控制软件要符合交通的特点，满足交通信号控制需求，建设、使用、维护方便。

设计依据

总体建设以国家、行业相关规范和标准为设计标准及依据，具体如下： 《城市道路设计规范》 CJJ 37-90 《城市规划基本属于标准》 GB/T 50280-98 《道路交通标志和标线》 GB5768-1999 《安全色》 GB23-82 《道路交通信号灯》 GB14887-2003 《道路交通信号控制机》 GA 47-2002 《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》 GB50168-92 GB/T 19000 3 94

《电子计算机机房施工及验收规范》 SJ/T 30003-93 、建设部《城市道路交通管理评价指标体系》2003年版 《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》 GB50168-92 《安全防范工程程序与要求》 GA/T 75-94 《电气安装工程施工及验收规范》 GBJ232-90／92 《电工电子产品基本环境试验规程总则》 GB 2421 《电工电子产品基本环境试验规程名词术语》 GB 2422 《电工电子产品基本环境规程低温试验方法》 GB 2423.1 《电工电子产品基本环境试验规程高温试验方法》GB 2421.2 《NTCIP》 1202:2005 V02.19 《国家标准道路交通信号控制机》 GB 25280-2010

《质量管理和质量保证标准 第三部分：在软件开发、供应和维护中的使用指南》

方案总体架构

1.1.1 组网拓扑

交通信号控制系统在现代智能交通领域，是极其重要的组成部分。利用先进的交通信号控制系统，可以有效管理交通流量，增进城市道路畅通水平。各种先进的道路交通管理方案，最终都要依靠交通信号控制系统来实现。

交通信号控制系统吸取国内外系统的先进控制经验，依托强大的研发实力，软硬件完全自主开发，各项性能都达到国内领先水平。系统包括前端信号控制单元、交通信息采集单元、网络传输单元和中心管理控制单元，系统主要构成如下图：

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组网图

方案组成

前端信号控制单元

道路交通信号控制机是按照循环交通信号规则控制交通信号灯显示状态指示车道实际状态。

信号机是由自主研发的产品，它结合中国的复杂交通情况和国内外新近道路交通控制器的经验研发而成，是一款具有国内领先水平的集中协调式的交通信号控制机。适用于各种十字、丁字等交叉路口，控制机动灯红、黄、绿及行人红、绿灯的通、禁行工作时间自动执行控制设置。可根据不同路口或同一路口不同时间段车流量的大小，自动调节相应的通、禁行时间。对维护交通秩序，改善路口通行率，避免路口交通事故起到举足轻重的作用。

控制系统采用32位微处理器控制，软硬件设计采用模块化设计思想，实现交通信号的控制和通信功能。可实现全天侯自动控制，或夜间自动关机、黄闪等工作方式。本系统设计先进，具有多时段多方案运行、感应调节、自适应协制，自动和手动控制转换、遥控控制、断电保护等功能，使路口间协制，不会因断电而丢失时间信息和控制参数。另外还采用了固态继电器驱动电路，改善了无触点磨损，延长其使用寿命。

本机具有外型美观，结构简单合理，操作简便灵活，实用性强，稳定性好，可靠性高功损耗小，使用寿命长等特点，是控制交通信号的高科技产品。

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交通信息采集单元

交通信息是交通信号控制的基础和依据，也是交通管理者进行交通管理和规划的数据支撑，科学、完备的交通数据采集系统是智能交通建设的重要组成部分。

交通信号控制系统能够按照用户设定的间隔上载信号机检测的交通信息。信号机可连接视频、线圈等多种检测器。

信号机能够准确地自动采集交通数据，并根据各种交通控制需求，按相应的数据格式进行预处理。所有检测器信息数据应支持系统传输要求，在系统传输正常的情况下，以设定的时间间隔上传数据，时间间隔依从系统需求。

中心管理控制单元

交通信号控制系统中心服务是由中心服务器、数据库服务器、区域（优化）服务器组成的服务器群，通过控制平台可实现信号机添加管理、参数配置、实时监控、特勤任务、统计查询、报警管理等功能，利用检测器对交通流量、时间占有率进行检测，采用先进的优化模型对交通信号配时进行实时优化，实现各种协制功能。

建议主城区、警卫线路区域、绿波协调区域信号机全部采用同一品牌交通信号控制机，交通信号控制系统中心服务器是由中心服务器、数据库服务器、区域服务器、优化服务器和地图服务器组成的服务器群。

中心服务器：负责管理和分配各个服务器的职责,提供离线GIS服务 区域服务器：负责管理前端设备

优化服务器：根据交通流实时优化路口配时方案 地图服务器：负责地图展示

数据库服务器：可采用内置嵌入式数据库或者外接oracle数据库

前端检测设备获得的流量信息通过网络上传保存在数据库服务器，区域 （优化）服务器对数据进行处理得出最优配时方案再下发到各个信号机，由此实现交通信号配时的实时优化，提高道路通行效率。

方案详细设计

系统组成

交通信号控制系统是智能交通管理系统的核心，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。

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。具体如下图所示：

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中心服务器网络信号模拟信号GIS服务器优化服务器客户端区域服务器区域服务器控制区域1控制区域2….….

1) 控制级

负责管理和分配各个服务器的职责，包括系统管理功能，包括设备添加、参数配置、实时监控、特勤任务、统计查询、报警管理等。还包括区域服务器、优化服务器等中心调度功能，分配区域服务器和优化服务器管理的设备，协调服务器之间的工作。

控制级由控制计算机及其配套软件组成，控制机采用企业级PC服务器。控制机不直接进行自适应控制，主要功能是：

负责协调区域控制级的运行；

连接各种服务，提供系统参数、路口特征参数的上传下载及同步； 连接用户终端监视系统运行、修改参数、进行人工干预； 连接数据终端进行交通信息的统计处理；

监视系统各组成部分的运行情况，并维护相关日志； 进行信息的发布，可与上层指挥系统提供相关交通数据。 2) 区域控制级

区域控制级是实时自适应控制的核心，监控受控区域的运行，具体功能如下： 对路口交通信号进行优化协制；

对路口交通信号机的工作状态和故障情况进行监视； 监视和控制区域级外部设备的运行，并维护相关日志。

区域控制级主要由区域控制计算机、通信设备和系统控制软件组成，区域控制计算机采用工业PC机，

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通讯设备由设在控制中心（或分中心）的内站通信装置（ITU）和装在路口信号控制机处的外站通信装置（OTU）组成，ITU与区域控制计算机通过以太网连接，ITU与各OTU之间采用有线光纤的以太网连接。

3) 路口控制级

路口控制级由路口信号控制机及检测器组成，它是信号控制系统的执行终端和交通流数据采集终端，主要功能有：

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； 具有单点信号优化功能。 4) 终端控制

为了方便灵活地控制系统，系统挂接终端控制计算机。用户可以通过终端控制计算机上基于GIS的软件界面方便地实施系统监视、人工干预、参数修改、信息查询。

控制模式

单点多时段控制

把一天按交通流大小分成若干时段，在高峰时段执行高峰配时方案，低、平峰时又分别执行低峰、平峰信号配时方案，这样有效地提高了交通信号的控制效率。

系统具有时间表控制功能：设置时间包括年、月、周、日、时、分，日时段划分为40个，可设置16个周期方案，7×16个日期类型，可分别设置工作日、周末、节日或特别指定日的时间表，系统根据日期自动改变执行时间表。

单点感应控制

利用交通检测设备对到达的交通流进行检测，优化交通信号配时，使信号配时适应实际到达的交通需求。单点感应控制分为全感应和半感应两种。

1）全感应信号控制：是在路口各进口道都设置交通检测器。在采用全感应信号控制的交叉路口，以车队形式到达的车流最有可能遇到绿灯，不要让车队出现大的空隙，否则检测器会以为没有车辆到达，而不延长绿灯信号。

2）半感应信号控制：用于主次干道相交的道路，检测器的设置有两种： 

检测器设在次要道路上：通常情况下主路上总是绿灯，对次路预置最短绿灯时间。当次路上检测器测到有车时，立即改变相位，次路为绿灯，后继无车时，相位即返回主路。这种感应控制实质上是次路优先，只要次路检测到有车到达就会打断主路车流。这种半感应控制一般在消防队、救护车、重要机关出入口等处采用。 

检测器设置在主路上：主路优先，这种半感应控制通常主路绿灯总是亮的，当检测器在一段时间内测不到主路有车辆时，才换相位，让次路通车；主路上测得车辆到达时，通车相位返回主路。这种控制方式可避免主路车流被次路车流打断。

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单点自适应控制

信号机单点运行时可采集实时流量、占有率等数据，数据经过处理后通过优化软件对信号周期时长和绿信时间进行优化，提高交叉口通行效率，达到单点的最优控制

干线绿波控制

在城市交通中，交通干线承担了大量的交通负荷，通过协制的方式保证干线交通的畅通，对改善城市交通状况具有很大的作用。

在干线协调中，路口信号控制有一个明显的规律：绿灯时车辆以车队形式通过路口，而当路口前的车辆放空后出现断流，路段上出现空闲时间，放行相交方向的交通流。根据上述规律，我们将针对整个信号控制系统中涉及的道路和路口进行干线控制线路，优先保证这些干线方向运行畅通，提高交通信号控制的整体效应。

进行干线协调有以下几种控制方式： 1. 干线静态绿波控制

绿波控制是干线协调的基本方法，绿波控制原理可以这样理解：对处于一条主干线上的一串信号灯同步动作，各路口的信号绿灯依一定规律先后出现，使往来于主干线上以车队形式出现的车流能够不遇红灯、不停车的顺利通过，从行驶方向来看就像一条绿波从一个交叉路口随着车流传播到下一个交叉路口，从而形成一条绿波带。由此可见，绿波控制的实质是相位差的调整。

在实际的干线绿波控制中，通过对几个信号机设定共用的周期长（系统周期长）和确定各信号时间上的相对关系（相位差）来实现绿波控制。

2. 干线动态绿波控制

干线动态绿波控制是对干线静态绿波控制的发展。它在应用绿波控制基本原理（干线子区内各路口信号机执行相同周期并协调协调相位差）的基础上，通过实时获取当前干线交通流状态，在每个信号控制周期后对整个子区共有周期做出调整。子区内各个路口信号机在执行共有周期基础上根据自己路口交通流状态调整绿信比（可换算成各个相位绿灯时间）和相位差。这样的控制方式可以根据交通状态对绿波带宽做出调整，达到在保证干线绿波、最大限度提高协调方向道路通行能力的基础上兼顾其他方向交通需求，有效减少绿灯浪费。

区域协制

将重点区域及相关联路口划为同一个子系统，有多个子系统组成一个区域，子系统内各个路口均配备交通流量检测器。系统能够根据各路口检测的交通流信息自动进行交通控制参数的优化并执行优化后的配时方案，实现区域协制，提高区域通行能力，解决城市交通中存在的结点区域

远程手动控制

系统按等级设置用户权限，当发现紧急情况下需要人工干预时，拥有权限的用户将对需要控制的路口进行人工干预，待路口秩序恢复正常情况后切换为自动控制

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路口排队溢出控制

路口出口处排队溢出，造成路口拥堵，影响其它方向车辆行驶，在这种情况下，系统进行饱和控制模式，避免排队上溯，避免大范围拥堵；减少上游路口绿灯，极限时不放行绿灯；增加下游路口绿灯。

系统工作模式：排队溢出检测器检测到有路口出口处有车辆排队，检测器检测信息反馈到信号控制机，信号机启动饱和控制模式，控制进入排队方向的信号灯亮红灯，直到检测器反馈的信息确认排队溢出现象解除，信号机回复正常控制模式。排队溢出检测器安装示意如下图（一般情况下检测器个数与车道数相同）：

排队溢出检测器

路口溢出拥堵控制

下游路口遇堵导致车辆排队，且溢出至上游路口，其它方向车辆驶入路口中间无法驶出，导致路口中间拥堵，从而使交通瘫痪。系统能通过视频检测路口中间拥堵状态，然后是上游路口全部亮红灯，待路口中间的车辆驶离出路口之后，再恢复正常周期运行。

紧急车辆优先控制

系统能够按预定时间和预定路线进行绿灯信号推进，以满足各种重大活动、重大事件及特殊警务的通行需求

系统能响应特殊情况下的警务、消防、救护、抢险等特种车辆的紧急请求，使车辆迅速通过沿线路口

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公交优先控制

系统具有多种科学合理、灵活实用的公交优先控制算法并能执行相应的优先控制，以满足一般公交优先、双向高频度公交优先或多方向公交优先的需求。通过在公交车辆安装特殊发射装置或在公交专用车道上设置车辆检测器采集公交车辆的交通需求，通过专门的公交优先算法，给公交车辆以适当的提前放行或绿灯时间延长

故障降级控制

故障降级机制，系统运行安全可靠，中心软件可监视系统内所有设备的运行状况，在设备发生故障时产生报警，系统在出现严重冲突如绿冲突、某信号组所有红灯均熄灭或信号灯组红灯、绿灯同时点亮时，信号机应能立即自动切断信号输出通道，转入黄闪或关灯状态。信号机设有黄闪器，即使在信号机主控制器故障的情况下仍然能进行黄闪控制，系统依次降为：系统控制→单点控制→黄闪。

流量检测方式

交通流量是交通控制的基础，根据不同场景选择合适的流量检测设备，既要保证信号系统的能够获取需要的数据，又需要考虑建设成本最低，基于以上考虑，以下几种场景推荐流量检测方式：

1、完全新建路口。新建路口前期没有信号灯控制，驾驶员经过此类路口时可能不遵守交通法规，出现闯红灯等违法行为相对较多，此类路口建议采用电子做流量检测，规范驾驶员的驾驶行为，同时为交通信号机提供流量；

2、改造路口（已建设电子）。前期电子，可通过产品升级实现流量检测，升级时注意电子程序版本信息、程序有无定制化功能。

3、改造路口（已建设其它厂家电子）。前期电子品牌是其它厂家，其提供对接协议的情况下使用实时流量转接器，交通流量经过转换后直接给信号控制机。

4、改造路口（已建设其它厂家电子）。前期电子品牌是其它厂家，但是其不支持流量检测，此时推荐使用视频流量检测器。

电子相机

利用自身在视频监控和智能交通行业的优势，业内首家推出电子相机结合信号控制系统的综合解决方案，最大限度的利用已建设备，减少建设投入，使建设方案更具经济性。

采用基于运动检测的车辆检测方法，其核心原理是通过学习建立道路背景模型，将当前帧图像与背景模型进行背景差分得到运动前景像素点，然后对这些运动前景像素进行处理得到车辆信息，车辆的抓拍触发综合运用了车牌检测算法和车辆检测算法，系统首先采用车牌检测算法，在车辆到达触发线的时刻，若系统检测到图像中存在车牌，则触发抓拍，并进行车牌识别；对于无后车牌或后车牌遮挡的车辆，系统无法检测到车牌，此时将启用车辆检测算法，若运动对象与系统内建的车辆模型相匹配，则触发抓拍，并记录为无牌车辆。

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电子相机通过车牌识别将获取到的交通流量信息直接传送给前端信号控制机，信号控制机经处理后转发给中心控制平台，以报表形式展示给交通管理者，作为交通指挥调度的数据依据。

环形线圈检测器

环形线圈检测器是传统的交通检测器，是目前世界上用量最大的一种检测设备。车辆通过埋设在路面下的环形线圈，引起线圈磁场的变化，检测器据此计算出车辆的流量、速度、时间占有率和长度等交通参数，并上传给控制系统，以满足交通控制系统的需要。此种方法技术成熟，易于掌握，并有成本较低的优点。

这种方法也有以下缺点：

1、 线圈在安装或维护时必须直接埋入车道，这样交通会暂时受到阻碍。

2、 埋置线圈的切缝软化了路面，容易使路面受损，尤其是在有信号控制的十字路口，车辆启动或者制动时损坏可能会更加严重。

3、 感应线圈易受冰冻、路基下沉、盐碱等自然环境的影响。

作为目前检测精度最高、建设成本低、技术最成熟、不受天气等因素影响的流量检测方式，地感线圈检测依然适用于小型车辆占多数、道路改造较少的城市道路，但是建设过程中需要占道施工、维护比较麻烦的缺点阻碍了线圈检测技术的大范围的推广。

视频流量检测器

视频检测器是将摄像机图像采集和视频检测技术模块采用集成一体化设计集成于一体化防护罩内，使得视频采集与检测功能均在一体化系统内完成。可在视频监控区域对每条车道设置一个检测区域（虚拟线圈），监控交通状况动态信息如车流量、拥堵状况、速度、车道空间占有率、车辆排队长度等参数，检测到的流量直接给前端信号机，信号机进行优化控制的同时将流量传回中心控制平台，以报表形式展示给交通管理者，作为交通指挥调度的数据依据。

中心控制平台介绍

交通信号控制平台是集信号机添加管理、参数配置、实时监控、特勤任务、统计查询、报警管理等为一体的综合管理软件，软件采用定制化需求实现，根据用户需求及交通现状进行定制化设计，以保证系统功能与操作步骤符合现场需求。

全中文图形化操作界面

系统基于嵌入式Linux操作系统开发，客户端软件为全汉化图形化操作，界面友好，具有良好的互操作性。

系统管理界面实现中文化、图形化、菜单化，操作方式灵活多样，并具有误操作过滤功能，对错误操作发出警告并禁止执行。

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系统利用电子路网背景地图，制作符合交通信号控制系统的图形化、分层设置的界面地图。具有路口编辑工具，能够对路口路段进行渠化设计。能够实时显示中心设备、传输设备、控制点设备工作状态及信号控制模式等信息。

运行状态显示

（1） 控制中心软件能够监视控制区域范围全部信号灯（机动车灯与行人灯）的状态显示。 （2） 中心软件能够监视信号控制机工作状态的显示，在交叉路口中，以路口的渠化箭头等图形标志显示其工作状态。

（3） 控制中心软件能够监视每个信号机的通信线路状态和数据的传输状态，可以将通信的状态记录

并保存。

（4） 控制中心软件能够监视各个交叉口群的工作模式、周期等状态。

手动控制

系统按等级设置用户权限，当发现紧急情况下需要人工干预时，拥有权限的用户将对需要控制的路口进行人工干预，待路口秩序恢复正常情况后切换为自动控制。

系统从实际用户角度出发，可视化操作界面，更加灵活的控制方式，支持控制单个车道、方向、相位，并且在发生紧急状况时可远程切换为黄闪、全红控制，系统在操作转换过程中平滑过渡，不会出现相位突变，确保路口安全。

警卫任务设置

警卫任务控制是根据警卫路线和车队制定的行驶速度，对信号控制路口提前制定警卫预案，保证警务车队准时、安全到达目的地，尽量减少对社会车辆的影响。

可以根据实时采集的警卫路线沿线的交通信息和接收到的警卫车队位置及速度等信息，启动预设的警卫方案，下发到车道灯执行。核心是根据当前勤务车队的位置、速度，计算邻近车道灯状态转换的时刻。

系统还可以实时监控警卫车队和警卫路线的交通流状况，对警卫预案进行实时调整，保障警卫车队到达之前，警卫路线达到警卫任务的要求。

中心控制软件的“特勤任务”可以编辑警卫路线，强制执行警卫路线，解除警卫路线。也可以按照设定好的时间通过“一键锁定”和“一键解锁”执行警卫任务。

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，系统具备优先路线选择功能。

日志记录和管理

（1）操作日志记录

 操作员记录：操作员登录/退出时间、所做的操作命令  系统运行记录：系统执行命令、系统控制方式及设备状态

 系统故障记录：中心设备、传输设备及控制点设备故障类别、位置、时间及详细的故障内容 （2）记录保存时间：系统能够保留一年的日志记录。

（3）记录查询：可根据日期范围、时间范围、时刻、控制区域、用户、设备等各种设定，方便快捷地查询及打印各类日志记录。

（4） 记录输出：记录文件采用开放的数据格式，在记录内容发生变化时随时输出。

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数据统计分析

中心计算机对采集的交通数据进行各种统计分析，形成设定时间、区域范围的交通统计分析报告，内容包括：

 路口到达方向分流向（左、直、右）的车流量

 路口流量图：路口月流量统计、路口周流量统计、路口指定时间间隔流量统计。  路口指定方向流量统计：任意指定统计方向，统计时间可选。  路口日周期统计：周期可以与流量一起统计，统计时间段可选。

系统以数据库为基础，按交通工程所需的数据生成各种报表，统计分析报告均以彩色图形或数据电子表格方式显示、输出，主要有：

 按十五分钟、一小时、全天给出车流量统计报表、图片  按十五分钟、一小时、全天给出周期统计报表、图片

系统状态监视

 系统能够监视中心设备、传输设备及路口设备工作状态

 系统能够监视各服务器的运行状态、CPU使用率、版本信息等数据

系统故障报警

 系统中心软/硬件故障  传输单元故障

 信号机、车辆检测器等路口设备故障

电子地图操作

交通信号控制系统是基于Gis开发的，具有一般Gis的所有功能，比如：地图的基本操作，基于地图的设置，地图编辑，基于地图的交通监控，设置路口对应关系，生成统计数据的专题地图，在地图上实现交通监控功能。

系统能够根据相应的GIS路网背景地图，制作交通信号控制系统需要的图形、分层设置的界面地图。地图可按管理区域、协制区域进行缩放，并能动态显示实际的地图比例。

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用户管理

（1）系统能够支持多个用户的使用和管理。

（2）系统管理员可设置用户级别，每个用户只允许授予一个访问级别，同时定义每个用户级别相应的命令权限，命令权限可以按区域管理权限设置。系统可以设置用户的名称、密码、级别；而且，可以设置用户的功能操作权限，访问操作权限。

时钟校准功能

 接受交通信号控制系统管理中心的时钟校准

 对路口信号机进行自动时钟校准，校时命令每天至少执行1次，校时时间可设置  随时接受信号机的对时请求，并进行时钟校准  可随时对选定路口或区域进行时钟校准

 时钟格式为：年、月、周、日、时、分、秒，校时误差小于1秒

多时段控制配时

 设置时间包括年、月、周、日、时、分、秒  日时段划分为40个

 16个定时方案，6个特殊方案，7×16个日期类型  设置内容包括事件、控制模式、控制方案等

系统可分别设置工作日、周末、节日或特别指定日的时间表，系统根据日期自动改变执行时间表

参数设置 1）控制区域编号

交通信号控制系统的控制区域命名。 2）控制子区编号

交通信号控制系统的控制子区命名。 3）路口编号

交通信号控制系统的路口的横向道路和纵向道路分别命名。 4）多时段控制方式参数设置

多时段控制方式需要设置的参数主要有：

 控制区域名称  控制子区名称  路口的名称  相位参数  相位相序参数

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 信号输出通道参数  绿信比参数  控制方案参数  时段参数  方案调度参数 5）感应控制方式参数设置

感应控制方式的参数除了包括上述多时段控制方式的参数外，还应设置最大绿灯时间、最小绿灯时间和单位延长绿灯时间。

6）协制方式参数设置

协制方式的参数除了包括多时段控制方式参数外，还应设置相位差参数。

方案特色

标准化通信协议设计

支持国际化标准NTCIP协议（国家运输ITS通信协议），体系完整，通用性和兼容性好，确保交通控制与ITS系统组成单元彼此之间的互操作性和互换性，为交通单位选择厂商的机会更加多样化，也可避免单一供货商的垄断。

先进的算法模型为基础

系统采用先进的交通流优化算法，通过对路网建模和实时流量分析，解决了交通信号控制领域存在的难题：通过建立滤波模型、历史和实时数据结合模型解决周末、节假日流量较工作日变化大问题；通过建立延误模型和通行能力模型解决交通流量波动大、关键路口交通瓶颈问题；通过建立协调滤波模型、相序择优模型、动态绿波模型解决主干道停车次数多和红灯等待时间长的问题。

全过程数据安全加密处理

采用所有数据加密策略，从前端到传输再到平台，所有环节数据进行加密处理。平台与前端进行网络通信前必须进行登录，在传输环节采用安全性非常高的加密传输方式，前端接受数据后，首先对数据进行验证，确认数据安全后，过滤无用的数据包，做进一步的处理。这样数据实现了全过程安全控制，保证了

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数据的安全性和完整性，放置网络攻击。

安装、维护简单，工作量小

控制中心平台由于采用一体化嵌入式设计，无其他控制设备和繁琐的软件设置，只需开启相应的功能模块，进行网络配置，减少了安装、维护的工作量，使用方的维护人员也更易上手。后期扩容也非常方便，只需增加区域服务器即可，不影响原有系统的正常运行，同时平台对系统各设备进行监督管理，对设备故障、操作信息、运行状态、维护信息形成日志，方便各子系统日常维护。

Linux系统防病毒

交通信号控制系统中心服务器采用软硬件一体化设计，使用稳定性非常好的专用嵌入式操作系统Linux，而不依赖于我们所常见的微机操作系统(Windows和DOS等)，系统稳定可靠，可有效防止病毒入侵。

高性价比

在方案选型、设备选型时，充分考虑改造成本、运维成本等，投资效益最大化，如前端信号机采用模块化设计，根据现场实际情况配置所需模块，同时出现故障后也只需更换故障模块，指挥中心同一套管理软件可实现之前多套软件才能实现的功能，节约建设、维护成本。

模块化设计，稳定性和可扩展性强

系统采用分布式集中管理结构，可进行多层架构配置，中心管理平台可对区域服务器进行集中控制、调用、配置管理等等操作，任何一台服务器出现故障均不影响信号机正常运行；硬件设备在选型过程中在秉承实用、安全、可靠的原则下，兼顾操作便捷度和扩展兼容性，以适应技术更新、功能拓展、系统扩容、资源共享及其他功能需求变化。中心平台软件可根据用户需求及交通现状进行定制化设计，保证系统功能与操作步骤符合现场需求。

部署灵活，最大限度满足客户建设需求

由于各地区在经济、城市规划、气候、环境等方面差异较大，造成各地在城市交通方面的建设层次参差不齐，因此要求解决方案必须能够灵活配置，才能满足不同地区和不同项目的实际需求。

交通信号控制系统方案，在最初设计上充分考虑到此现状，选用军工级元器件，硬件设计充分考虑宽温适应性，同时根据现场实际情况灵活选择适应不同建设规模的方案，并且可以从小规模方案平滑过渡到

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标准方案，大大提高了适应性，从而最大程度满足客户的需求。

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