2021交通信号控制系统解决方案(138页).docx
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2024-03-19
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1、交通信号控制系统解决方案(V2.2.0)杭州XX数字技术股份有限公司 目录1现状及需求分析11.1 概述11.2 业务现状21.3 应用现状31.4 需求分析52系统总体设计82.1 总体理念82.2 技术理念92.3 设计原则112.4 设计依据132.5 架构设计143系统详细设计243.1 系统概述243.2 业务场景设计243.3 系统功能设计403.4 核心产品1044系统亮点和价值1114.1 亮点和价值1114.2 系统拓展1125典型案例1135.1 案例总体情况介绍1135.2 省会城市案例1135.3 地市级案例1165.4 区县级案例1216配单说明1236.1 配单基本2、原则1236.2 信号机选型1236.3 信号灯选型1246.4 电子警察抓拍单元选型1266.5 雷达视频车检器选型1266.6 平台软件选型1266.7 服务器选型1277雷达视频车检器布设指导1277.1 适用范围1277.2 雷达视频车检器的架设方案1277.3 雷达视频车检器布设要求130现状及需求分析概述随着经济的快速发展,以及城市汽车保有量持续增长,城市道路交通拥堵问题日益严重。道路交通拥堵不但会降低城市运转效率,还会加重城市空气环境的污染,从而削弱城市的竞争活力。城市道路交通是否拥堵受路网中各交叉口的制约,据有关资料统计,车辆在城市中的行程时间约有1/3耗费在交叉口。因此,在有3、限的空间、经济和环境条件制约下,如何提高交叉口通行效率是解决城市道路交通拥堵的关键。交通信号控制系统作为城市智慧交通核心组成部分,其建设具体目标是提高交叉口通行效率、干线协调通行能力和路网交通均衡控制水平,减少交叉口冲突,提高行人过街安全性,提高道路安全性,并满足实现特殊条件下的控制需求(如特勤控制、公交优先控制、人工控制等),从而缓解城市交通拥堵、减少交通事故、保证道路安全畅通,同时提高交通管理的科技含量、科学化水平和工作效率。交通信号控制系统应用效果对交叉口的通行效率有较大的影响,也决定着人们对交叉口拥堵的感受,是影响城市交通出行顺畅的重要因素。根据赛文交通网统计,2020年交通信号控制系4、统与设备市场规模为112.2亿,同比增长2.4%,信号控制系统在逐步走向开放、多元化发展。互联网企业通过开放自家交通流有关数据指标,从数据源层面丰富交通应用数据,以DaaS理念开拓了一系列的数据指标应用,进而向传统信号控制领域进发,颠覆了传统信号控制的治理模式;集成商与供应商除了继续在传统信号控制领域领跑外,也开始向一体化模式发展,将交通检测、规律挖掘、智能控制、人机交互、仿真验证、一体运维等相结合,打造出完整的解决整体交通问题的全链条服务。XX智能交通与信号控制团队秉承企业低调务实的作风,深入业务一线,深入数据底层,深入工程方案,由传统优势的人工智能与云计算技术加持,技术团队刻苦研发,攻克了5、一个个技术难题。为了促进智能交通行业健康发展,提出“Open Traffic”理念,打造“可见、可知、智控、开放”的信号控制系统,并打造互补、开放、共赢的生态合作模式,共同为城市智能交通迈向新阶段助力。业务现状目前全国各地信号控制系统应用水平有高有低,对信号控制工作的认识也参差不齐,人力及费用等方面的投入差距巨大。根据近几年的市场调查结果来看,对信号控制系统应用运行的不满意度比例接近六成,全国很多城市关键干道和交叉口高峰期还是通过人工介入方式进行控制,我国信号控制管理的业务水平还存在很大的提升空间。人为发现拥堵并上报对于配时不合理的路口,交警往往只能通过巡查以及市民反馈等途径发现问题,发现问题6、时已经造成较为严重的拥堵。靠人工发现问题的手段较为被动、滞后,且对问题发生的原因、严重程度、发展趋势缺乏定量而准确的认识。人为优化信号配时方案目前大部分路口采用单点定周期控制模式,一般在发现交通问题后交警才会对方案进行人工优化。优化方案往往是交警根据经验设计,依据的数据只能通过人工调查的方式获得,费时费力。且一旦遇到较为复杂的区域协调问题,仅凭人工经验和人工调研则难以实现。人为主观评价信号优化效果在人工优化配时方案后,传统信号控制系统不能自动评价运行效果,一般需要交警长时间视频观测方案的实施效果,这一过程需要反复调整优化比选方案,容易造成交通不必要的紊乱。或通过人工调查的方式对效果进行估算,耗7、时耗力。目前得出的评价结果主观成分较大,不能客观反映方案的优劣,无法指导进一步的方案优化,不利于系统的可持续运行。人海战术应对特殊事件一旦面对警卫任务、大型活动、重大事故等突发且复杂的事件时,交警往往需要安排大量的警力在事件可能影响到的路口现场执勤,并通过对讲机人工调度和安排任务。一方面需要耗费大量的人力物力,且往往是饱和式调度警力,存在较大资源浪费;另一方面人工调度的方式效率较低,且面对复杂事件时人工指挥的方式并不能很好地把控全局,可能存在决策失误的风险。应用现状不同等级城市信号控制系统应用现状不同城市的信号控制系统应用现状见上图。目前国内四线及以上城市基本已经完成智能交通信号控制系统的普及8、,系统理论上都是基于复杂先进的模型算法,大部分控制模型思路是采用方案生成专家系统式自适应控制系统,能对应各类交通状况,但实际操作过程中由于各种原因经常不能达到预期效果,最主要的原因有五点:(1) 采集方式的限制现有的信号控制系统主要依赖的是线圈或地磁检测的纯流量数据,对交叉口的实际交通状况缺乏全面掌握,分析预测都是理想化建模,实际上很难适应国内大中城市高峰期复杂多变的交叉口道路交通状况,同时关注的信息主要是机动车,缺乏对行人、非机动车相关数据的获取和分析;建设思路的约束国内信号控制系统的建设一直以来都是重建设轻维护,信号控制系统实际上需要基于城市道路交通状态的整体不断演变,实时和定期的进行相应9、的维护优化工作来应对,实际的工作过程中该部分内容重视不足,导致系统应用效果越来越差;评估体系的缺失科学合理评估体系是对信号控制系统应用效果的直观体现,同时也是算法模型优化方向的路标,但由于不同场景下信号控制系统应用优化目标不同,评估体系中存在评价指标选取和数据获取难度大等问题,因此实际应用中,评价指标选取随意、数据分析结果经不起推敲没有公信力,科学合理评估体系缺失;相关环节的忽视解决交叉口的拥堵还需要认识其发生过程的原因,从交通系统论角度审视交通拥堵问题,可知:交通设计(交叉口渠化不合理,自身道路条件的局限性,交叉口信号配时不合理,交叉口设施不完善、公交车停靠站点不合理等)、交通管理(车辆运行10、秩序混乱等)等问题都会导致交叉口的交通拥堵,信号控制系统实施过程中对这些环节关注不足导致应用效果不佳。不同品牌的壁垒大部分城市存在两个及以上信号机品牌,由于协议不同,每个信号机品牌只能被同品牌的信号控制平台管控。交警在对全城信号机进行管控时,往往需要跨平台操作,管理的便利性和效率上较低。为此,很多交警因为跨平台操作的问题而不愿意采用新的信号机品牌,从而被某一家信号机厂家绑定。由于不同品牌信号机的功能参差不齐,导致很多先进的功能由于信号机的技术原因而无法实现,造成交警进退两难的境地。近些年来,公安部交管局不断出台各种政策,要求各地重视信号控制系统建设与维护,2016年6月1日发布了推进城市道路交11、通信号灯配时智能化工作方案,以主管部门的身份正式发文对全国交管部门应用的交通信号灯、信号机以及信号控制系统进行规范和要求,强调要求各地交管部门从排查和整改辖区内的不符合规范要求的交通信号灯和信号机着手,从基础上解决信号配时不合理和深度优化问题,通过信号灯的优化和控制改善通行秩序,提高道路通行能力和运营效率,提升区域和城市路网的承载能力,有效缓解交通拥堵。2020年10月公安部交管局发布了关于进一步加强城市道路交通信号控制应用工作的指导意见,首个专门指导文件,全面部署信号控制应用工作。提出了几项主要工作措施,包括1)制定信号控制策略,推进信号控制精细化,2)规范完善信号控制设施,提升系统智能化水12、平,3)推进信号联网联控,实现控制系统提质升级,4)加强技术团队建设,提升专业管理能力,5)建立完善工作制度机制,加强信号控制运维管理。2020年10月,公安部交管局印发公安交通管理科技发展规划(2021-2023年),其中有两项任务与交通信号控制系统关系密切,分别是加强交通信号联网联控和优化城市道路交通组织。各地方也随之推出了相关的政策,例如2022年山东省发布山东省2022年数字经济“重点突破”行动方案、2021年北京市发布2021年北京市交通综合治理行动计划、2019年甘肃省发布关于加强全城区道路交通信号信灯配时智能化工作的通知等,这些政策文件中都将信号控制系统作为重要的建设内容。可见从13、总体形势来说,公安部交管局的政策引导以及各地方的政策要求,将进一步的推动信号控制系统的建设、应用、优化等工作,同时加强各地交警对于信号控制的重视程度,各地交警部门对信号控制系统的界面设计、系统功能和应用效果的要求将大大提高,全国信号控制市场的新一轮更新换代正在火热展开。需求分析国内道路交通信号控制系统还存在很大的改善和提升空间,目前市场痛点需求和技术发展趋势,也给新一代交通信号控制系统的发展和应用,提供了机遇和挑战,形成了以下业务需求:缓解高峰期交通拥堵,提升整体畅通安全水平大部分城市高峰期存在拥堵问题,缓解交通拥堵,提升城市畅通水平是交通管理者的首要需求。因此,需从全局出发,遵循“区域控制为14、导向,干线协调为关键,单点实时优化为重点”的三级控制体系,灵活运用单点实时优化、动静态绿波控制、红波控制、区域协调控制等高级控制策略,因地因时制宜,缓解交通拥堵问题,提升城市整体畅通安全水平。建立完善的物联感知体系,实现路口全息感知城市道路交通状况复杂、交通参与者多样,对于交通管理者最为关注、最易实践和展现效果的信号控制而言,需要建立完善的物联感知体系,从而将这些数据充分利用,实现对路网、路段及路口道路交通状态更精细化分析和预测,从而为信号控制优化提供数据支撑。为了满足各业务场景及数据精细程度的要求,要求物联感知的类型和范围越来越广,感知数据越来越精细,从路段到交叉口、从机动车到非机动车、行人15、,从断面数据到轨迹级信息,实现全路口感知,支撑更精细化的信号控制。建立“边缘域-中心端”的分层多级信号控制系统为了从“点-线-面”三个层面对城市路网提供智能化的信号控制服务,保证信号控制的时效性,需要从信号机端和平台端来建立“边缘域-中心端”的分层多级信号控制系统。一方面提升信号机端的边缘计算能力,应对单路口的交通流变化,另一方面提高平台端对干线和区域层面的协调控制能力,从全局考虑来实现更高层面的信号控制优化。应对各业务场景下的信号控制需求城市中信号控制的业务场景多样、复杂,信号控制布设的位置、控制形式、控制目标都各不相同,交通管理者往往缺少完整的信号控制方案来缓解痛点或优化现状,例如路段行人16、过街中人与车的冲突、环岛无信号控制时的通行混乱等场景。因此需要针对各个业务场景实现符合实际情况、解决实际问题的信号控制方案,帮助交通管理者更有效地发挥信号控制作用。辖区信号灯统一管控,提升智能化管理水平建立信号控制统一管控平台据赛文交通网统计,有72%的城市使用1-2种品牌的信号机,几乎没有城市能够将辖区内所有信号机都实现统一管理。品牌杂多、存在信号机不联网、多个信号控制平台平行存在,都使得交通管理者在管控辖区内的信号灯时不够方便快捷,统一管控是交通管理者的另一个难点。因此,很多城市的交通管理者都存在建立信号控制统一管控平台的需求,实现对辖区内所有信号机的可调可控。实现上层平台智能决策能力赋能17、一个城市信号机品牌众多、信号机层次不一、无法统一管控还会导致信号控制系统智能化水平不足,需定期由人工进行方案优化,耗时耗力。因此,也需要通过建设智能信号控制平台,在对信号机统一管理的同时,也能将上层平台智能决策的能力赋能给所有信号机,实现高级控制策略,并提高区域内协调信号控制能力,提升交警秩序管理的智能化水平和应急响应能力。建立运营服务模式,实现稳定可持续发展明确信号控制运营服务模式治理交通拥堵问题是交通管理中最复杂的业务之一,体现在数据需求多源、交通场景多变、治理措施多面、平台算法复杂、交通流随机难预测等方面。作为交通拥堵治理中最核心的手段,信号控制的持续优化是所有交通管理者都关注的问题。目18、前信号控制运维主要依靠信号机厂商或集成商,且主要在于设备、系统的运维,对于信号控制方案则没有建立起持续运维机制,专门设立信号控制优化班组的地方比例还是很低。因此,在建设信号控制系统的同时,也需要建立完善的运营服务模式,明确运营内容和职责分工,根据用户需求提供持续驻点服务,才能实现畅通水平的可持续提升发展。拓展交通信号控制运维服务业务,提高运维服务质量在交通畅通水平持续优化过程中,除信号控制系统不断优化提升外,重大安保警卫、大型活动交通管理、交通组织优化、专业技术培训、舆情管理宣传等也是交通管理者重点关注的内容。因此,从信号控制系统运维服务业务展开,尤其是对于专业性强、要求高的用户,需要有专业的19、人员为其提供长期的综合性运维服务,帮助用户提升信号控制、勤务等能力。探索成立城市交通信号控制管理专业团队不断变化的城市交通环境与相对固定单一信号控制方案的矛盾日益明显,信号控制方案需要不断适应城市交通的发展。而交通信号配时专业性强、实践性强,因此信号控制优化工作将牵涉大量警力。通过引入第三方专业信控优化团队,一方面能够减轻信号控制优化工作方面的警力投入,另一方面有助于形成适用于本地交通情况的信号控制优化方法,从而提升优化效率。建立标准评估体系,实现效果评价客观量化建议一套标准的信号控制效果评估体系目前大部分城市的信号控制依靠人工经验优化,在人工维护过程中存在难以评估优化效果、难以确定优化方向的20、问题,关键问题在于缺少一套科学合理的信号控制效果评价标准。在信号控制方案实施后,交通管理者也需要通过一些评价指标的前后对比来检验信号控制效果。因此,需要建立一套适用于当地交通管理目标的、数据驱动的标准化评估体系,反映交通运行特征,为客观量化评价信号控制效果提供依据。建立信号控制效果评价系统目前大部分信号控制优化时,需要交警长时间在现场或通过视频观测方案的实施效果,主要是通过主观判断来调整优化、比选方案,耗时耗力。且通过这种人工的方法得出的评价结果主观成分较大,不能客观反映方案的优劣,无法指导进一步的方案优化,不利于系统的可持续运行。因此需要建立一套信号控制效果评价系统,能够自动地从空间维度、时21、间维度和控制策略维度对交通效率、安全等方面进行定量评价,实现对交通现状、问题及趋势、信号控制效果的客观量化评价,为交通管理与控制提供更全面完善的决策支持依据,以便更好地分配资源,让管理更有重点和抓手。系统总体设计总体理念交通信号控制系统针对现有交通信号控制市场的痛点问题和提升需求,以“可见(可视化管控)、可知(大数据采集与分析)、智控(智能诊断与控制)、开放(协议互通与算法赋能)”为技术理念,实现精细化智能控制和科学化辅助决策的目标。项目建设理念上持续倡导从交通调研、方案设计、方案实施到方案评估循环往复的全生命周期建设。总体设计理念可见在业务场景中深度融合视频能力,将路段、路口及高点视频监控接22、入交通信号控制系统,实现“二维地图+视频监控”的可视化业务操作模式,进而引入AR(增强现实)技术,革新交通信号控制系统操作模式,使用“二维地图+三维实景地图+视频监控”全新可视化形式,实现在大视野实景监控中直接进行交通信号控制操作,打造“所见即所得”的操作体验。除了对每个路口的信号机运行状态可远程监控外,每个路口关联的视频监控设备可在单点控制、公交优先控制、可变车道控制、特勤路线控制等多种场景下均能便捷查看,实现可视化交通管控模式。(1)可变导向车道监控(2)特勤视频接力可见:视频与业务场景的深度融合可知海康新一代AI视频感知设备已经全面应用深度学习算法,交通信息数据采集覆盖路口全域,从机动车23、数据精准采集到非机动车、行人数据等更多数据的精准采集,覆盖进口道来向和去向、出口道以及行人等待区,数据接入信号控制系统进行数据治理和分析,支撑全方位的信号控制应用。可知:跨场景、跨时空感知交通信息智控系统通过对前端采集的交通流数据的特征分析和算法应用,实现智慧信号控制,可替代人工分析和决策的部分工作,提高信号控制的效能。系统按照“监测-诊断-评估-优化-仿真-评价”的流程,通过前端采集的数据监测诊断交通状态的同时,同步判断系统运行状态和数据质量,综合多维因素优化控制策略和运行方案,通过仿真预演进行方案评价,不断迭代直至最优。为充分利用边缘计算的能力,将单点智能控制下放到信号机端实现,涉及干线、24、区域控制等需联动多台信号机的复杂场景,由边缘设备对数据进行简单处理后,汇聚至中心平台统一调度计算,这种“数据按需汇聚、算法分级应用”的方式减轻了中心资源的负荷,也提高了信号控制系统的运行效率。智控:数据按需汇聚、算法分级应用开放XX信号控制系统设计遵循“Open Traffic”理念,开放硬件、数据资源、算法能力、平台协议以及服务等多个维度。通过与互联网企业合作,实现自有固定源数据与互联网浮动车数据的充分融合;与高等院校、设计院、交通服务机构合作,实现在规划、设计、服务全方位业务的打通;与多个平台厂家对接,支持协议接入与被接入,助力用户统一管控;通过引擎赋能企业,以此打破行业端深深的技术壁垒。25、XX开放理念设计原则在总体原则上,我们按照“技术上的先进性,使用上的稳定性,产品的集成化,升级上的可拓展性,操作上的友好性”进行系统设计。(1) 先进性系统的设计应该具有技术先进性,所采用的理念、技术应当是业内领先的,并能代表未来的发展方向。在系统设计过程中,充分借鉴、利用国内外的先进技术和成功经验,在系统结构上和设备选型上精益求精,将这些代表行业发展趋势的先进技术有机结合在一起,设计出一套性能优异的交通信号控制系统。整个设计具有一定的超前意识而不局限于目前的使用条件和规模。稳定性交通信号控制系统是一个系统牵涉面广、运行环境恶劣、不间断使用的复杂系统。系统设计时要统筹考虑所用设备和控制系统,符26、合当前技术和交通管理部门管理工作的发展方向,同时系统选用成熟的技术,减少系统的技术风险。集成化前端信号机应高度集成信号输入模块、数据处理与存储模块、主控优化模块、信号输出模块。其中信号输入模块支持多种不同格式的信号输入,无需配备其他转接、辅助设备;信号输出模块支持多种驱动信号输出,支持有线、无线数据传输方式。高度集成化的信号机可实现交叉口不同交通设备的集成控制和信息共享,包括交通信号控制设备、交通诱导屏、电子警察、视频监控,使交通信号控制机具有较强的实时控制、协调能力,以适应智能交通系统发展的要求。可拓展性不同客户的诉求是不同的,这就要求我们的核心架构具有足够的灵活性,具有良好的分层、模块化设27、计。针对不同的应用场景可以实现灵活、快速的定制,及时响应客户需求。系统应采用灵活、开放的模块化设计,赋予结构上极大的灵活性,为系统扩展、升级及可预见的管理模式的改变留有余地。采用开放性和通用性好的系统软、硬件技术,提供与其它交通管理系统联接的接口,以适应交通管理业务不断发展的需要,最大限度地保护系统的长期投资。易用性与易维护性系统主要使用人员为交警和有关领导,从满足交警实战需要出发,系统采用简洁、友好的人机界面,具有多媒体化操作设计,在出现系统故障时,能够简便快捷的进行处理。前端设备支持远程升级和远程故障排除功能,维护便捷,降低系统运维管理成本。同时可自动检测系统中设备的运行状态,并给出详细参28、数,以辅佐管理人员及时准确地判断和解决问题。使用稳定易用的硬件和软件,完全不需借助任何专用维护工具,既降低了对管理人员进行专业知识的培训费用,也节省了日常频繁地维护费用。开放性依托公司AI Cloud技术架构,基于开放标准化的通信协议,从A模式(平台级合作),拓展延伸至B模式(数据级合作)和C模式(算法级合作),打造XX交通信号控制系统解决方案生态体系。设计依据(1) 城市道路交通文明畅通提升行动计划(20172020)关于进一步加强城市道路交通信号控制应用工作的指导意见中华人民共和国道路交通安全法中华人民共和国道路交通安全法实施条例城市道路交叉口规划规范GB 50647-2011城市道路交叉29、口设计规程CJJ152-2010城市道路交通标志和标线设置规范GB 51038-2015城市道路交通设施设计规范GB 50688-2011城市道路工程设计规范CJJ37-2012(2016年版)道路交通信号控制系统通用技术要求GBT 39900-2021道路交通信号控制方式 第1部分:通用技术条件GAT527.1-2015道路交通信号控制方式 第2部分:通行状态与控制 效益评估指标及方法 GA/T 527.2-2016道路交通信号控制方式 第3部分:单点信号控制方式实施要求GAT 527.3-2018道路交通信号控制方式 第4部分 干线协调信号控制方式实施要求GAT 527.4-2018道路交30、通信号控制方式 第5部分:可变导向车道通行控制规则GAT527.5-2016道路交通信号控制方式 第6部分:公交车交叉口优先通行控制规则GAT 527.6-2018城市道路交通组织设计规范GBT 36670-2018人行横道信号灯控制设置规范GA/T 851-2009城市交通运行状况评价规范 GB/T33171-2016道路交通信号控制机GB 25280-2016交通信号控制机与上位机间的数据通信协议GB/T 20999-2017公安交通集成指挥平台通信协议 第 2 部分:交通信号控制系统 GA/T 1049.22013道路交通信号灯设置与安装规范GB 14886-2016公安交通管理设备外场31、设备施工要求(GA/T 652-2017)其它有关国家、行业标准等架构设计业务架构围绕交通管理建设、管理、应用、维护的核心业务思路,将信号控制业务分为基础设施建设维护、交通秩序优化管理、特殊事件安保警卫三大业务板块,如下图所示。业务架构(1) 基础设施建设、维护信号控制业务相关的基础设施分为信息化基础设施和道路基础设施,两者缺一不可,共同为信号控制业务服务。信息化基础设施包括前端设备、网络和后端设备,其中前端设备包括信号灯、信号机以及交通数据采集设备,后端设备包括服务器和信号控制平台。对于新建项目,一般会建设信号灯、信号机、交通数据采集设备、网络、服务器和信号控制平台等信息化基础设施;对于改建32、项目,一般不会建设信号灯,但是若旧信号灯损坏会增补信号灯,后端平台和服务器需要视情况决定:若新采购的信号机与原信号机品牌一致,则一般只会增补服务器,不会新建平台,反之,则会同时建设服务器和平台。近年来,交通数据采集与统一管控平台的需求逐渐兴起,使得前端检测设备几乎成为信号控制项目的标配,同时用户对信号控制平台的要求也更高,很多改建项目要求新平台能够接入原信号机平台或被原平台接入。信息化基础设施一般由科技科负责建设、管理、维护,有的城市由指挥中心负责建设、管理和维护。一般来说前端设施是由科技科建设、管理和维护,网络与后端平台可能由指挥中心或科技科建设、管理和维护,视具体城市而定。信息化基础设施的33、建设、维护要求一般会参考实际用户秩序科的意见。交通秩序优化管理交通秩序优化管理是秩序科的核心业务,指挥中心更加关注交通秩序中的交通拥堵。秩序科会通过视频分析、交通运行指标统计、舆情分析等方式综合研判城市交通运行情况,识别城市交通难点、堵点,总结信号控制相关问题,进行信号系统常态优化,并对优化后的效果进行评价。指挥中心不会在路面巡检,而是通过交通态势监测系统结合视频巡检的方式,通过大数据分析手段,实现业务导向的数据模型建设、应用,诊断交通失衡、拥堵、溢流等问题,并分析问题产生原因。结合视频巡查可以对交通事件、交通问题进行人工复核,保证问题的真实性。针对不同的问题致因,分别对应不同的解决策略。若是34、交通事件引起的问题,需要采取临时交通管制策略避免事件影响范围扩大;若是信号配时方案问题,会采用单点、干线、区域、特殊场景控制等生成优化方案,对于复杂的方案,一般会经过仿真平台验证。特殊事件安保警卫特殊事件一般分为大型活动、突发事故以及特勤警卫任务。大型活动一般由秩序科和指挥中心制定交通管制、安保策略,包括交通组织策略、信号控制策略、应急预案等。指挥中心组织实施策略,并在实施中根据现场实际情况进行指挥调度,包括遇到突发情况的策略转换,警员的调度和指挥等。突发事故一般由辖区内的中队处理。当遇到重大事故时,指挥中心会对事故影响范围内的交通进行临时管制,调整区域信号控制策略,并发布事故信息。特勤大队会35、前往现场处置事故,同时秩序科也会前往现场维护现场交通秩序。特勤警卫任务一般分为三级,一级为最高级别,三级为最低级别,由特勤大队拟定特勤路线方案并组织特勤方案实施。三级特勤一般不会在路面部署警力,统一由指挥中心从平台端控制信号灯实现特勤绿波;二级特勤会在路面重要交叉口部署少量警力,以平台控制信号灯为主,地面人工保障为辅的方式施行;一级特勤一般指挥中心只做监测和指挥调度,路面的所有交叉口、出入口均会部署警力,特勤的执行全部以路面人工操作施行,对于非信控交叉口或出入口,往往会采用封路的形式确保特勤任务顺利进行。系统架构XX交通信号控制系统基于前端物联感知设备的丰富数据信息和可视化的优势,深度融合大数36、据、深度学习、算法仓库及边缘计算等先进技术,提供满足不同业务场景信号控制需求的系统应用。以下从全域感知、数据服务、业务应用、系统运维、设备接入五个层面说明信号控制系统架构,如下图所示。信号控制系统架构(1) 全域感知数据驱动的智慧信号控制系统具有多样的检测手段和丰富的数据来源。基于城市交通数据源的分布情况和信号控制系统的数据需求,以视频、雷达、地磁、热成像等局部域物联感知数据为基础,除了视频设备采集的机动车、非机动车、行人的交通数据外,还实现了其他检测方式提供的排队长度、速度和行驶轨迹等数据接入和共享。相比于传统的断面检测数据,XX信号控制系统拓展了交通数据源的覆盖区域、类型和数量,中微观数据37、可以覆盖交叉口的局部区域。再结合交通态势、高精地图等互联网宏观数据的使用,可以实现城市交通人、车、路的全面感知。以下为用于人、车、非机动车全域感知的雷视和热成像检测设备的画面效果,雷视检测设备结合视频与雷达感知车辆、非机动车的轨迹,热成像主要用于感知行人、非机动车的轨迹。雷达、视频、热成像技术的引入大大增加了交通数据采集的空间范围和数据类型。雷视采集机、非轨迹热成像采集人、非轨迹数据及算法XX交通信号控制系统具有大数据处理能力以应对海量实时数据。数据汇聚采用按需汇聚的理念。实时过车、流量、排队长度等数据会直接传输到信号机端用于完成单点控制应用。所有数据汇聚到中心端,一方面对原始数据进行存储,另38、一方面利用中心端的大数据计算能力对数据进行更复杂的运算、解构、特征化操作。中心端的数据汇聚采用分布式处理技术,大部分全域感知数据为连续流,随着实时数据的不断涌入,分布式处理技术将数据的接收与数据的处理统一起来,在接收数据时直接计算数据:对数据进行清洗和融合,将数据特征化,并分门别类存入配时方案、人工操作、特征数据、车辆信息、交通事件等专题数据库,提高上层应用的数据使用效率。分布式技术同时考虑各节点的负载情况,将新进入的数据合理的分配到不同的作业节点上进行处理,均衡集群中的负载,提升系统整体的数据吞吐量。数据服务不仅仅是对数据进行汇聚和存储。XX信号控制系统将算法仓库与数据库部署在一起,可以缩短39、数据传输链路提高计算效率,并且充分利用大数据计算能力,将数据汇聚与数据计算结合在一起,这种方式可以更加快速高效的进行实时问题诊断、实时方案生成。算法仓库结合传统的交通工程算法、先进的大数据挖掘算法,并在未来采用人工智能算法。在提取实时交通特征后,传统交通工程的单点、干线、区域算法提供基础的优化方案,未来人工智能算法可以根据不同的现场交通情况反复训练,对方案进行本地化调整。另外,对于复杂的信号控制业务场景(例如区域协调控制、交通智能决策),需要利用准确的地图数据和交通认知能力解决复杂场景问题。系统通过物联要素综合治理平台完成交通单元治理和设备治理,实现以路网为载体的区域、道路、设施等基础要素的标40、定和信息管理,确保各类要素之间的关联映射关系。再通过交通认知引擎AI Traffic(简称AIT,下同)提取交通特征、诊断交通问题、生成控制方案和进行交通评价,从而形成面对复杂场景的完整业务闭环。AIT的交通态势服务通过对前端交通检测设备采集的交通流数据,分别对路网中不同对象(路口、路段、区域等)的交通运行状态及信号控制效果进行评价,同时通过对交通流运行特征的分析,诊断路网节点及干线的实时运行问题。AIT的交通决策服务用于区域信号控制的策略制定,根据交通流的时空规律,划分控制子区、控制时段,并在此基础上完成场景控制目标的制定。AIT的交通控制服务基于前端交通检测设备采集的交通流数据,提供单点、41、干线、交叉干线的信号方案优化能力。AIT的交通仿真服务采用自研仿真引擎作为内核,基于SpringCloud微服务框架构建,提供单点、干线和区域级别的交通仿真能力。业务应用交通信号控制系统提供“问题发现致因诊断生成策略实施策略评估效果”的智能优化能力,服务于用户的交通秩序优化管理业务和特殊事件的交通缓堵保畅业务。同时,系统提供勤务路线应用(又称车辆畅行保障应用),服务于用户的特勤路线保障和快速出警的业务需求。应用分为基础应用、智慧信号控制应用、智能决策应用、交通评价应用和查询统计应用。基础应用:基础用户管理、权限管理、信号灯状态监控、信号机远程人工控制、视频监控、信号控制管理构成了信控系统的基础42、应用。用户可以通过信号灯状态监控远程查看红绿灯状态和倒计时,并结合视频监控查看路口交通运行情况。在对信号机进行监控的同时可以对运行的配时方案进行人工修改或切换,也可以选择对应相位进行绿灯锁定等远程人工操作。系统能够对信号机进行配置和统一管理,包括信号机配置、渠化配置、信控厂商配置等功能,也可以对信号机进行批量升级。智慧信号控制:智慧信号控制应用是交通信号控制系统的核心应用。单点信号控制可以根据路口交通流量变化特征采用合适的控制策略。绿波协调控制能够有效减少车辆通过干线上交叉口时的停车次数,从而提升车辆通行效率。特勤路线控制可以应对各种重大活动的警卫任务,保障特定路线上的车辆能够一路绿灯通行。此43、外,系统也可以为行人过街、公交优先、匝道、瓶颈等特殊场景提供特殊的信号控制能力。智能决策应用:根据历史数据挖掘交通规律,系统自动划分高峰、平峰、夜间小平峰等多时段,自动为指定区域划分出单点、干线等控制场景,并在每个时段内对单点、干线、区域控制方案进行优化,使得交通控制方案与交通需求变化规律相匹配。区域控制是以一个片区内整体通行效率最高为目标,根据区域内各路口交通流量特征生成整体信号控制方案。交通评价应用:利用电警、雷达视频一体机等过车数据,从时间维度、空间维度计算不同的交通指标,评价方案运行的效果,并对路口、干线的运行良好情况进行排名,便于用户关注重点路口、干线。查询统计应用:系统可以查询交通44、评价指标、方案运行情况、系统运行日志。可查询并导出的周期评价指标包括流量、排队长度、平均延误、服务水平等指标。系统可查询信号机的历史运行方案,包括控制模式、周期开始时间、周期长度、相位差、各相位绿灯时长等参数。运行日志查询便于问题排查回溯。系统运维智慧信号控制系统具备数据运维、设备运维、网络/安全运维及服务运维能力。通过数据运维,能够对系统各环节产生的数据及其变化间接分析系统异常;通过设备运维,能够实时发现系统异常、超负荷、离线等状态;通过网络运维,能够实时发现系统接入、汇聚、核心交换网络存在的能力瓶颈,进行更有效的预警预测,保障信息传输平稳高效;通过安全运维,可以保护系统及数据,特别是系统与45、外网之间数据交互时,可以避免数据泄露或系统被入侵;通过服务运维,能够及时发现系统服务组件问题,保障系统的稳定性。(5)设备接入智慧信号控制系统具备对各类设备的统一接入、管理和应用能力。对于不同的设备,系统需采用地图、设备一体化配置的方式将不同设备关联到同一张地图上,实现地图上的路段、交叉口、车道编号与设备中的路段、交叉口与车道编号一一对应。对于第三方设备,特别是不同品牌的信号机通讯协议不一致,因此系统提供对接API接口,通过协议转换的方式接入第三方信号机等设备,并通过平台的智能应用赋能第三方信号机,实现能力开放。数据架构智慧信号控制系统数据架构下图所示,按照按需汇聚划分为边缘端与中心端。数据架46、构对于边缘端,前端物联感知设备按照路口组成局域网,采集设备将实时过车、排队长度等数据通过局域网直接传输到智能信号机,用于单点控制、无缆协调控制、优先控制等实时性要求高的功能。简单直连的拓扑结构可以保证单点控制、无缆协调控制可以稳定、离线运行。对于中心端,更大量的数据如轨迹数据、牌识数据、定位数据等通过智能接入组件汇聚至平台。一部分需要进行复杂运算、特征提取的原始数据由交通认知引擎AIT进行处理分析,然后将计算结果输出至平台的业务组件,主要包括交通智能决策应用;另一部分只需经过简单统计的数据则直接传输至平台的行业业务组件进行应用。AIT具备对数据进行质量诊断、数据清洗、特征分析的能力,并具有干线47、区域协调控制、交通评价等复杂算法能力,为复杂场景下的信号控制业务提供支撑。交通效果评价应用情况比较特殊,既可以通过AIT实现也可以通过平台独立实现。信息发布服务将信息发布节目单发送给前端的诱导屏。中心平台对于海康信号机的管控通过信号机接入服务进行管控,对于第三方信号机则通过信号适配网关以及第三方平台API实现间接管控,信号机将信号灯状态、当前控制参数/方案、故障告警信息传输到信控平台,平台则向信号机下发控制参数/方案。技术架构信号控制系统的技术架构由基础设施服务层(IaaS)、数据服务层(DaaS)、平台服务层(PaaS)及应用服务层(SaaS)组成。如下图所示。信号控制系统技术架构(1) 48、IaaS基础设施服务即提供面向市、县、乡镇信号控制业务的计算、存储、网络、信号机管控、感知能力和资源,并可通过管理调度服务实现对资源的本级统一调度、跨级级联管理。此外,由于信号控制各类算法离不开丰富、精准的场景化数据感知,系统通过前置AI解析能力,准确提取场景中的人、车、非机动车、事件、环境特征。DaaS数据服务基于数据基础服务组件,通过多方式汇聚各类物联网物联数据及业务信息数据,提供数据治理及关联分析工具,实现多源数据融合。部署ES、postgresql、Redis等各类组件,提供数据分布式计算、存储及检索能力;通过ETL、信号机SDK、视频采集、非视频采集等多方式汇聚物联数据、业务数据、零49、散数据及级联数据;提供各种数据治理工具,包括数据质量监测工具、交通参数提取工具、交通评价指标计算工具、多时段划分工具等,以及关联分析工具,包括人、车、非机动车的时空匹配工具、路口关联及聚类工具等。PaaS平台服务负责提供共性业务服务、基础组件服务、智能信号管控服务、智能信号算法服务、核心服务及运维组件服务,并通过API网关为第三方提供开放能力。共性业务组件提供业务资源检索、权限管理、GIS服务、视频接入服务、系统校时服务等通用服务能力;基础服务组件提供缓存服务、消息队列处理等基础能力;智能信号管控服务组件提供信控中心管理服务、业务数据管理服务、信号机管理服务以及信控算法调度管理服务等专业能力;50、核心服务提供信控系统必须的运行能力,如登录服务、软件许可管理服务、日志服务、通知服务、告警服务、多语言服务、多线路服务等;交通认知引擎提供交通运行诊断与信号方案生成能力,如态势服务、决策服务、仿真服务和控制服务;运维服务组件提供系统稳定运行的保障,如设备、网络、数据、服务运维等;通过API网关为第三方提供信号机管控能力及应用服务。SaaS应用服务为各级交通管理部门提供信号控制管理应用,包括交通问题诊断、信号灯管控、智慧控制决策、用户管理、查询统计、勤务路线控制等,基于数据和系统存储、计算、解析资源,驱动“问题发现致因诊断生成策略实施策略评估效果”的业务应用。系统详细设计系统概述XX智慧交通信号51、控制系统(Infovision SC-TPC)是国内应用最为广泛的城市交通信号控制系统之一。信号机近三年出货量全国排名前三,覆盖超过30000多个路口,覆盖300多个地市,1400多个区县,信号机三百台以上城市已超20个。海康智慧交通信号控制系统依托海康AI Cloud架构,充分发挥信号机及前端物联感知设备的边缘节点、边缘域的数据感知、汇聚、处理、控制的优势,结合云上数据认知能力、数据治理能力、精细化场景算法应用能力,建立边缘节点、边缘域、云中心分级统一的智能应用系统,实现交通问题发现、多场景信号控制优化、交通效果评价、系统运维保障,以及对接第三方的能力,支撑不同城市级别和管控需求的用户开展交52、通出行管理服务,让管理更高效、让交通更有序、出行更美好。业务场景设计信号控制的业务场景包括常规的路口场景、干线场景、区域场景,特勤路线场景以及一些特殊场景。路口场景城市路网结构以路口为基本单元,满足路口的信号控制需求也是最基本、最重要的信号控制应用场景。信号控制路口最为关键的是要保证安全与效率。从安全的角度来说,路口信号控制要能满足常规的信号灯作用,对道路的各向车流的通行权进行时间上的分配,避免车流冲突造成事故。且在路口出现突发事件或严重拥堵的状况下,允许人工采取一些非常规手段,如人工干预控制来遏制事态发展。从效率的角度来说,路口的通行效率提升有助于干线、区域的通行效率提升。保证路口的通行效率53、是交通信号控制的需求。根据不同的路口交通流特征,对路口可以采取不同的路口信号控制策略。(1) 交通流稳定、变化规律的路口对于各进口道交通流向及其流量相对稳定,变化规律的路口,若交叉口在路网中与周边交叉口空间相隔距离较远,或在路网交通中承担相对次要功能,采用单点定时控制或多时段定时控制即可。饱和度低、交通流变化不规律的路口对于各进口道车辆到达随机性较强,各交通流向的交通流量变化相对较大、不规律,难以用定时控制处置的交叉口,可采用单点感应控制。一般情况下,相交道路的交通流量差异较大,且较低等级道路的机动车、非机动车和行人流量均较小时,宜采用半感应控制接近饱和、交通流量中长时间内波动较大的路口对于各54、进口道交通流在周期级流量变化较小,小时级流量变化较大,且接近饱和的路口,多时段定时控制和单点感应控制均无法起到很好的作用时,宜采用单点自适应控制。此种情况一般对应于主-主或主-次相交的信号控制路口,且处于城市路网中相对比较关键的节点。交通流波动无明显规律的路口对于各进口道交通流波动无明显规律,时而车多、时而车少的路口,需要结合交通流检测器实时响应交通流的变化。此种情况可采用单点实时优化控制,结合感应控制与自适应控制的优点,在路口饱和度低时减少绿灯空放,在路口接近饱和时满足通行需求。对于以上第二至第四种情况,需要路口布设交通流检测设备,并根据实时交通流信息来进行路口信号控制,响应路口交通流变化需55、求,系统物理部署示例如下图,前端检测数据直接在信号机端接入处理进行实时控制优化,平台端进行数据汇聚、存储与研判分析。路口信号控制场景下的交通流检测设备布局示例干线场景城市路网主要是由路口与干线组成的,干线即城市主要干道。干线在城市交通中起着类似于“动脉”的作用,承担着城市中或区域中主要交通流,对于干线的控制也是交通信号控制中重点关注的应用场景。干线上各路口之间的关系紧密,一个路口的交通流状态会对上下游路口的交通流状态产生影响,因此,无论是为了提高干线的通行效率,还是为了缓解道路的交通压力,对于干线的控制思路都是协调控制。一般而言,满足以下关键条件的干线可采取干线协调控制策略。(1) 道路条件交56、叉口数量不超过8个,最大不超过10个为宜,数量太多则协调困难且效果受限。相邻交叉口间距宜在800m以内,因为间距过长会导致车队离散现象越严重,协调效果不佳。干线的横向干扰(出入口交通、行人过街等)和纵向干扰(路侧停车、出入口交通、机非隔离等)较少。交通流条件各路口的交通流水平相近,绿波协调控制的干线各路口应未达到饱和状态,协调方向的车流运行稳定。信号控制条件干线上参与协调的交叉口或路段行人过街均采用信号灯控制。系统自动校时、相位差设置、方案过渡、联网能力。干线路口信号周期相差不大或近似成整数比例关系。根据不同的道路交通流特征和控制目的,需要采取不同的干线协调控制策略,常用的控制策略包括单向绿波57、控制、双向绿波控制、动态绿波控制。各协调控制策略适用的场景如下。干线协调控制策略及适用场景绿波方案适用场景方案目的静态单向绿波1) 满足上文的道路条件/交通流条件/信号控制条件2) 单方向交通流量较对向流量大(例如道路具有潮汐交通特性),或希望快速疏导单方向交通流3) 协调范围内道路及各交叉口的交通流向、流量在指定时间段内相对稳定单向车流疏导动态单向绿波1) 满足上文的道路条件/交通流条件/信号控制条件2) 协调范围内道路及各交叉口的的交通流向、流量在短时间内变化较大,小时交通流量波动超过20%相比静态控制,系统可根据实时交通流状态调节绿波方案静态双向绿波1) 满足上文的道路条件/交通流条件/58、信号控制条件2) 无明显的潮汐交通流,在控制时段内交叉口双向的交通流量比较均衡3) 协调范围内道路及各交叉口的交通流向、流量在指定时间段内相对稳定双向车流疏导动态双向绿波1) 满足上文的道路条件/交通流条件/信号控制条件2) 协调范围内道路及各交叉口的交通流向、流量在短时间内变化较大,小时交通流量波动超过20%相比静态控制,系统可根据实时交通流状态调节绿波方案交叉干线绿波1) 两条干线都有绿波协调需求;2) 两条干线存在交叉;3) 两条干线无明显潮汐交通流能够很好解决两条绿波相交叉情况下的绿波效果区域场景城市路网,是由众多个路口组成了众多条道路,分为主干路、次干路和支路,不同等级的道路又组成了59、区域的路网结构。因此,每一个路口都不是孤立存在的,路口与路口之间、道路与道路之间的交通流都是会相互影响的。如果要通过信号控制的手段对区域交通进行优化,那么对某一个交叉口的信号进行控制,其相邻路口的交通流也会随之变化,进而影响整个区域的交通流状况。当需要取得较干线协调控制更大范围内的协调控制效果以提高路网内的整体通行效率时,可采用区域协调控制方式。此时,需要将区域内多个交叉口及它们之间的道路作为一个整体来考虑,根据交通流运行的规律,以某一控制目标来对该系统内各个交叉口的信号配时进行协调控制。区域场景下的信号控制是信号控制中最为复杂的场景,根据区域内交通状况总体流量的稳定性、变化规律随机性,又可分60、为静态区域协调控制和区域自适应协调控制。对于一个区域内的信号控制进行协调控制,要将交通特征类似的交叉口划入同一个子区域内进行统一协调管理,同一子区内的交叉口应同时满足以下条件:(1) 道路条件路口间距不宜大于800米,且所有路口连通,未被天然或物理屏障(如山、河、大型建筑设施)阻隔;交通条件部分道路交通负荷较大,需要对包含干线的更大范围内的交叉口进行协调来提高区域整体通行效率,控制子区内非所有交叉口处于过饱和状态,子区内存在截流疏导的空间。信号控制条件各平面交叉口和重要的交通流合流、分流节点宜具备交通流检测设备,并覆盖所有机动车道,包括流量、占有率、车速等,采集的交通流数据可为区域信号控制方案61、提供数据支撑。特勤路线场景目前,各大城市举办大型会议、重大活动、应对紧急突发事件的机会越来越多,在各种重大活动、重大事件、特殊警卫勤务,以及消防、救护、抢险等特种车辆的紧急通行情况下,需要为重点车辆/车队进行精准信号控制,确保其优先通过交叉口。因此,需要特勤路线信号控制来实现特定时间点、特定路线上的绿波通行,使车辆迅速通过沿线路口。特勤线路信号控制中,信号机应可立即或按时间表方式执行特勤控制功能,也可完全由中心端或手持终端进行控制。特勤路线信号控制对时间的把控度要求极高,因此需要具备高可靠性、高灵活性和高拓展性,不仅能够灵活应对多种特勤路线应用场景,还要能根据突发情况进行应急处理。特殊场景行人62、过街控制行人过街信号控制应用场景发生于设置了行人过街横道的路段或平交路口。根据过街形式可分为行人一次过街与行人二次过街。根据规范城市道路交通规划设计规范(C00021 GB 50220-95),当路段宽度超过4条机动车道时,行人过街横道应在路段中央分隔带设置行人安全岛,行人可以在安全岛上驻足等待,分两次完成过街。 (a)行人一次过街 (b)行人二次过街路段行人过街信号控制系统的应用场景行人过街控制根据控制方式可分为定时控制、感应控制、自适应控制。传统行人过街信号控制配时往往更多考虑机动车的通行时间,而忽略了行人的通行权。城市道路交叉口大多没有考虑行人的必要通行时间和机动车的清空时间,造成行人与63、机动车冲突;路段行人过街也优先保证机动车通行,行人等待时间较长,过街时间较短,造成行人闯红灯现象频发,容易引发交通事故。因此,需要在考虑机动车到达特征的基础上结合行人真实的过街需求、过街速度等行为特征调整信控配时。通过对交通要素的通行权合理分配,达到机动车及行人的最大通行效率。同时,为了进一步加强行人安全过街保障,行人过街控制也引入了行人过街地灯,作为信号灯的一种有效补充更加清晰地指示机动车和行人通行状态,加强驾驶员和过街行人的守法通行意识。公交优先控制公共汽车交通是公共交通系统的重要组成部分,相对于轨道交通等大运量公共交通方式而言,公共汽车交通具有灵活、便利和节省投资等特点,是分担出行压力、64、缓解交通拥堵的重要手段之一。在实际运营中,公交车辆(本方案特指常规公共汽车交通)时常出现运行状态不稳定、准点率低、速度慢、候车时间长等现象和问题,制约着公交系统服务水平发展。为了提升公共交通的竞争力,通常从空间和时间两个角度采取公交优先措施。“空间优先”主要是通过公共汽车专用车道、交叉口公交专用进口车道和公交停靠站的优化设计加以实现;“时间优先”则体现在公交优先信号控制方面,按控制区域来分,可分为单点、干线、区域三个层面处理公交优先请求。由于区域级公交优先信号控制场景及控制逻辑复杂,公交优先信号控制目前处于单点及干线层面的研究和实际应用。满足以下道路条件、交通条件、管控条件的路口适合进行公交优65、先控制。(1) 道路条件交叉口进口道设置公交专用进口道,道路双向六车道及以上;交通条件交叉口进口道公交车需求较大,交叉口社会车流量宜处于未饱和状态,使得在兼顾社会车辆通行效益前提下,公交车辆可以获得更多优化空间;管控条件同时满足以下条件:1) 若进行主动优先或实时优先,应支持多种公交车通行状态信息采集方式,获取断面或连续轨迹信息,包括位置、车速、车辆信息、到达驶离时刻等。检测技术推荐RFID检测、OBU/RSU检测、GPS定位检测。不设置信号灯倒计时,或将倒计时显示控制在10秒以内,以延长公交优先响应时间窗。有轨电车优先控制有轨电车是采用电力驱动并在轨道上行驶的轻型轨道交通车辆,属于公共交通的66、一种。20世纪70年代以来,以汽车为主导的交通模式所带来的交通拥堵、环境污染等问题日益显著,交通管理者重新将大容量的轨道交通作为发展城市公共交通的重点。现代有轨电车具有车辆性能高,载客量大,安全舒适,快速便捷,节能降噪,编组灵活等特点,是介于常规公交和轻轨之间的中低运量的轨道交通系统。近年来,现在有轨电车在我国获得较高的关注度,根据我国城市轨道交通网络规划,到2020年,有轨电车的总投资将达到三千亿,建设总长度将超过两千五百公里。目前已在北京,上海,武汉,成都,大连,威海等地成功实施运行。 有轨电车场景与常规公共交通一样,有轨电车会一定程度占用社会车辆的通行权,对一些原本就交通负荷较大的道路影67、响较大,如何平衡有轨电车与普通社会车辆在平面交叉口的通行效益,实现有轨电车信号控制优先是值得关注的问题。目前有轨电车优先主要有三种,绝对信号优先、相对信号优先、部分信号优先。绝对信号优先指的是有轨电车中途不能停车,这种优先级别最高,但是大多数应用的都是相对信号优先,包括部分信号优先。相比于常规公交信号优先,有轨电车信号优先更为复杂。需要结合有轨电车交通运行特性,考虑更为详细的交通要素(路权形式、车道布设方式、路权隔离方式以及车站形式)设计对优先控制方案的影响。匝道控制城市快速路是城市空间大规模扩张的建设产物,匝道作为连接城市快速路与地面道路的通道,成为了城市新的交通拥堵发生点。入口匝道拥堵主要68、是由于快速路上游和匝道汇入车流量之和大于快速路下游车辆疏散能力,导致车辆在入匝道交织区排队影响快速路主线交通的顺畅行驶。而出口匝道由于有驶离快速路的车辆变道造成交织,也是快速路上常见的瓶颈点。如果出口匝道排队较长,影响到主路车流通行时,也会导致主路拥堵,因此需要适当控制辅路来车,从而对出口匝道的车辆进行快速疏导,避免拥堵在快速路主路上蔓延。因此,在必要时需要对城市快速路的出、入口匝道进行信号控制,来保证快速路主路的畅通。匝道控制应用场景对于满足以下道路条件、交通条件、设施条件、管控条件的路口可实施匝道控制。(1) 道路条件新建或改建快速路的入口匝道;交通条件交通条件对应的匝道控制类型参考BG/69、T 34599 2017的第6部分;设施条件新建快速路的入口匝道设施布局参考BG/T 34599 2017的第5.2部分;改建快速路的入口匝道根据交通条件对应匝道控制类型,参考BG/T 34599 2017的第7.1.2和第8部分布局设施。瓶颈控制根据特定区域或交叉口的排队溢出严重程度和通行条件,采用截流、疏导的信号控制方式,缓解特定区域或交叉口的排队溢出现象的信号控制方式。瓶颈控制分为干线瓶颈控制和区域瓶颈控制。干线瓶颈控制是针对干线上某一交叉口发生过饱和时,对交叉口及其上下游交叉口采取截流、疏导的控制方式,缓解特定交叉口的排队溢出风险,均衡各交叉口排队,如图17所示。满足以下条件时,宜选用70、干线瓶颈控制:符合GA/T 527.4-2018中9.3的a)至b)的要求;在交通流量较大情况下,由于相邻交叉口间距较小、连接道路车道数变少、车流汇入等原因造成干线上某一交叉口的某一协调方向存在排队溢出风险时;采用截流控制的交叉口上游和疏导控制的交叉口下游具备一定的蓄车空间。干线瓶颈控制示意区域瓶颈控制是针对控制子区内的特定区域发生过饱和时,采用截流、疏导的控制方式,缓解特定区域的拥堵情况,均衡整个控制子区的交通供给与交通需求,如图18所示。满足以下条件时,宜选用区域瓶颈控制:在交通流量较大情况下,由于相邻交叉口间距较小、连接道路车道数变少、车流汇入等原因造成一个交叉口的多个方向或多个交叉口存71、在排队溢出风险时;通过干线瓶颈控制无法缓解特定区域的拥堵情况时;信号控制系统具备区域瓶颈控制功能,能够根据实时采集的交通流数据给出缓解区域瓶颈问题的信号控制方案。区域瓶颈示意图环岛控制环岛路口是在几条相交道路的平面交叉口中央设置一个半径较大的中心岛,使所有经过交叉口的直行和左转车辆都绕着中心岛作逆时针方向行驶(靠左行驶的国家或地区则为顺时针方向),在其行驶过程中存在多股车流交织。根据环形路口中心岛直径,可将环形路口分为3类:(1) 常规环形路口:直径25m小型环形路口:4m直径25m微型环形路口:直径4m,此时中心岛可以不做成圆形凸起,通过标线施画圆圈代替,此类环形交叉口可按常规平面路口处理环72、形路口图示井字路口图示一种环形交叉口的变体井字形交叉口,如上图所示,也可以把井字中间的部分看做环岛,按照环形交叉口的交通组织策略来处理。由于环形/井字路口的通行能力受其交织段通行能力限制,随着车流量的增加,环形路口的交通流自组织运行状态将趋于不稳定,任何微小的扰动都足以引起交通紊乱,出现环岛交通拥堵。此时需要对环岛/井字路口进行信号控制,从时间层面对入环及环内车辆分配通行权,减少车流交织增加环岛通行能力。对于采取信号控制的环岛,控制原则为减少进出环岛车辆的冲突,使入环车辆让环内及出环车辆先行。环岛路口信号控制方案的重点在于相位方案设计。根据对左转车辆的控制方式,可将机动车信号控制场景分为两种:73、单重信号控制和双重信号控制。(1) 环岛单重信号控制场景对左转车辆只做入环控制,左转车辆与同进口的直行车辆在同一相位入环。需要在各进口车辆入环处设置停车线。以两路相交的四岔环形路口为例,常规相位方案为:两相位(对称进口同时放行),不适应左转流量较大的情况;四相位(单口放行,一般为顺时针放行),相位图如下所示。环岛单重信号控制相位设计环岛双重信号控制场景对左转车辆做两次控制(入环控制和出环控制)。左转车辆与同进口直行车辆在同一相位入环,左转车辆出环则在后续相位完成。对于每个进口的左转车流需要设置两处停车线,第一停车线设置在各进口处,在进口导向岛的角顶,做入环车流的停止线;第二停车线设置在各进口道74、上游方向的环道上,近右侧导向岛的前端角顶,做环内车流的停止线,左转车流出环时需要在第二停车线等候,在专用相位中完成出环。以两路相交的四岔环形路口为例,常规相位方案设计如下:环岛双重信号控制相位设计采用双重信号控制方式需要保证左转车辆在环岛路口内部排队空间充足,环道车道数必须大于1。一般而言,当中心岛直径大于25m时,车辆有足够空间在环道上绕行和排队,建议采用双重信号控制方式。同时,可以采取定时控制或自适应控制适配不同的交通流需求特征。详细内容可见环岛信号控制系统解决方案。可变导向车道控制城市道路可能产生阶段性、定时性、规律性的单向交通拥堵,且如路口同进口道不同转向车流拥堵程度不同,且不同时段拥75、堵转向变化。由于不同转向车流的流量差异明显,流量较大车流拥堵排队严重,其他时段拥堵转向不同。例如早高峰期间直行车辆排队较短,左转车辆排队较长,晚高峰期间直行车辆骤然增多,左转车辆大幅减小。对于这种情况可在交叉口进口道设置可变导向车道来解决。可变导向车道指在不同时刻,该车道可供该进口不同转向的车流使用,例如左转与直行车流交替使用、直行与右转车流交替使用。某进口可变导向车道可以为一根也可以为多根,有可变车道灯指示车道转向。可变导向车道应用场景可变导向车道控制集信号控制与车道渠化调整为一体,属于非常规信号控制。是否采用可变导向车道控制需要严格论证,包括道路条件、交通流条件、信号控制条件、交通标志标线76、设置。可变导向车道场景中的车道灯通常采用定时控制,由人工经验生成或系统分析交通流不均衡系数后生成。详细内容可见可变车道信号控制系统解决方案。潮汐车道控制城市道路交通由于城市用地布局规划、特殊活动开展等可能产生阶段性、定时性、规律性的单向交通拥堵(路段一个方向流量较大,一个方向流量较小),且在不同时段道路拥堵方向不同,我们将这种不均衡的交通现象称之为潮汐交通。潮汐交通主要发生在工作日早晚高峰期,假日高峰期以及重大活动节庆日等时段。解决潮汐交通问题,主要措施是设置潮汐车道。潮汐车道指在不同时刻,该车道可以供对向车辆使用的车道,因此需要配合进行潮汐车道信号控制,同时辅以交通组织等管控措施共同优化。在77、实际场景中,潮汐车道通常和可变导向车道组合使用。 潮汐交通现象(左)与潮汐车道示例(右)进行潮汐车道信号控制不仅需要达到路段双向车流分布不均衡的要求,还应满足一定的道路设施、车道设置、交通组织等条件。潮汐车道的车道灯控制基本采用固定的定时切换方案,以适应驾驶员习惯。具体场景介绍详见可变车道信号控制系统解决方案。逆向可变车道控制逆向可变车道又称借道左转,通过动态调整出口道部分车道功能给进口左转车辆使用,使得同进口左转车辆可借用出口车道完成左转。逆向可变车道为交叉口非常规信号控制,管控目标首先保障安全有序,进而实现畅通。应通过合理设计信控方案、进口渠化、标志标线等方式,有效组织车流通行,从时间层面78、规避交叉口交通流冲突。首先保证安全有序,进而达到提高通行效率和通行能力的“畅通”目标。逆向可变车道场景逆向可变车道控制的适用条件比较苛刻,主要满足:(1) 交通流量条件满足左转交通通行需求,需要新增左转车道增加道路供给能力。道路条件主干道与主干道交叉口或主干道与次干道交叉口;双向六车道以上(含六车道);出口道三车道以上(含三车道);横向道路的出口车道数应大于等于纵向道路原有左转车道数与借道左转车道数之和。信号控制条件相位相序允许先左转再直行;原有左转绿灯时间较长,能够充分发挥借道左转的优势(通常建议25秒以上)交通管理条件交通管理基础较好,行人非机动车对机动车的干扰小;白天(至少是早晚高峰)需79、要警力路口执勤引导处理突发事件;夜间不建议实行借道左转交通组织设计:右转导流、出口车道设计、中心护栏及变道流线设计、标志标牌等信号控制设计:前置信号灯联动控制、清空时间,提前启动时间、相序相位约束,影响其他控制模式实施交通管理策略:进口道流量检测、机动车违法抓拍、舆论引导宣传等逆向可变车道设计重点不停车关联路段控制在城市道路交通网络中,经常需要对某些特殊路段进行不停车控制要求的规定,例如桥面、隧道等路段,出于行车安全因素考虑需要尽可能避免车辆停车排队现象。当路段车流运行受上下游路口信号控制影响较大时,需要对关联路口进行协调联动控制,以达到路段车辆停车次数最小化的目标。因此,对有不停车管理需求的80、路段的上下游路口需进行不停车关联路段信号控制。不停车路段关联路口信号控制应用场景系统功能设计总体功能设计总体功能XX信号控制系统的功能主要包括基础功能、控制功能、智能决策功能、交通评价功能、查询统计功能、运维功能、保障功能和对接第三方信号控制系统的能力。如上图所示,基础功能、控制功能和保障功能是由信号控制平台和信号机共同承担的,一部分不需要路口之间相互协调的控制功能及信号机自身的基础功能均是在信号机端实现。但是特殊场景下的如公交优先、有轨电车优先、瓶颈控制、可变车道控制、潮汐车道控制和不停车关联路段控制则是由信号机和平台端共同实现,控制逻辑在信号机端,配置和监控、展示界面在平台端。智能决策优化81、交通评价、查询统计、运维及对接第三方等功能涉及到数据分析处理和信号控制系统的统一管理,则都是在平台端实现。基础功能设计信号机基础功能信号机是交通信号控制的核心单元,是城市交通系统中非常重要的组成部分。信号机应具备基础功能,包括但不限于具备联网、车检数据接入、交通参数采集和统计、校时、升级等功能,以满足常规的信号控制需求。我司信号机的基础功能主要包括以下几点。联网功能我司信号机均可具备联网功能,通过网络接口与后台中心端实现远程控制和管理。车检数据接入功能信号机通过自带网络接口接受前端车辆检测器、行人检测器的相关数据。交通参数采集和统计功能信号机配备车检板,支持地埋线圈、电警、视频车检器、雷达视82、频车检器等检测设备接入,可实现控制区域内车流量、时间占有率、空间占有率、平均车速、排队长度等交通参数的采集、存储、处理和统计。信号机运行时采集的大量现场交通数据,可实时上传到控制中心,控制中心通过对交通数据的存储和处理,可以直接用于交通控制,还可以为交通指挥调度和城市交通规划提供准确科学的量化依据。车路协同信息交互功能信号机在v3.4及以上版本程序下,支持与路侧车联网通信设备或车联网路侧单元等进行信息交互,信号机发送的消息类型包括信号机运行状态、信号控制方式、信号灯灯色状态、车道功能状态、车道/匝道控制状态、当前信号方案灯色信息、下一个周期信号方案灯色信息、交通流信息、交通运行状态信息、车辆运83、行状态信息、交通事件信息等。校时功能信号机支持接收来自控制中心的校时和主动获取GPS信息来对系统进行校时。无缝升级功能信号机升级时能够保证信号机程序升级之后状态无缝衔接,即信号机升级之后的第一个周期不再是启动黄闪和全红,而是无缝衔接升级之前的状态,包括控制类型、控制模式以及控制方案,若是定周期控制还能保证倒计时的无缝衔接。信号控制平台基础功能信号控制管理信号控制平台能够对信号机进行配置和统一管理,包括信号机配置、渠化配置、信控厂商配置等功能,还可以对信号机进行批量升级。信号控制管理信号控制状态监控(1) 信号机地图监控信号控制平台能够对各路口的信号机状态进行监控,信号机的位置在地图上展示,可按84、照路口名称搜索信号机,或组织树进行选择,如下图所示:智慧监控主界面信号机运行状态通过对信号机状态监控,可以查看信号机当前运行状态,进行手动控制等功能。对于每个信号机能够显示在线和离线状态,能够监控在线信号机当前放行状态渠化图,并可以对不同方向进行手动步进控制。如下图所示:信号机运行状态查看路口实时交通流统计可查看路口实时交通流统计,包括5分钟的交通流量、排队长度和服务水平,可按照进口道分别统计。路口实时交通流统计控制模式监控以控制模式查看路网内各路口的控制模式,包括单点定时控制、感应控制、单点自适应控制、静态绿波、动态绿波、特勤路线等控制模式。图层查看对于实行绿波控制的干线,可以显示该干线实时85、的绿波时距图,如下图所示。绿波时距图展示路口监控路口监控功能充分体现了本系统将前端视频检测能力与信号控制业务深度融合,用户不仅可以查看路口当前运行信号方案的基本信息,而且能够同时查看路口四个方向的实时视频,“所见即所得”,能够直观看到方案运行的效果。路口监控界面多路口监控可同时针对多个信控路口的运行状态进行监控,可以支持1,4,9,16分割画面预览,如下图所示:多路口监控展示界面视频画面接入在信号机状态监控的同时,信号控制平台能够关联路口的视频监控设备,将实时的监控视频画面接入。此功能能够满足用户查看实时信号灯放行状态(包括信号灯状态、可变车道状态等)和路口运行情况的需求。视频画面接入信号机远86、程控制(1) 单路口远程控制在对信号机进行监控的同时也可以选择对应相位步进按钮进行步进,选择对应相位的按钮进行步进锁定,可以选择一直锁定或者多久锁定,也可以对正在步进的相位进行解除。此功能在智慧信控界面、路口监控界面、多路口监控中均能操作。信号机步进分组控制分组控制是将若干个路口组成一个整体,形成对若干路口信号配时方案远程监测与控制的集合。用户能够一键查看分组路口的实时方案运行情况,能够查看关联的视频,并且可以控制任意一个路口的信号灯放行方式。分组控制界面当出现需要快速设置一条干线上的所有路口的某个方向同时放行绿灯时,可以通过分组控制的批量锁定放行方向功能快速实现。例如需要一条南北方向的干线实87、现由北向南一路绿灯,则可以通过分组控制功能,批量锁定由北向南的通道为绿灯,如下图所示。分组控制批量锁定通道控制功能设计对应于不同的业务场景,我司信号控制系统具备相应的控制功能满足各场景下的信号控制应用。单点信号控制单点信号控制对应于路口场景的信号控制,包括基础信号控制功能、单点定时控制、单点感应控制、单点自适应控制和单点实时优化控制等多种控制模式。此功能在信号机端即可实现,信号机支持在无中心控制的条件下进行信号机单点定周期控制、感应、自适应控制和优化控制。各种控制方式与对应交通流检测设备的要求和特点见下表。单点信号控制方式与交通流检测设备对应表单点控制方式交通流检测设备雷视电警基础信号控制不需88、要不需要单点定时控制不需要不需要单点感应控制需要不需要,电警检测到车辆时已到达停止线,不能及时进行感应单点自适应控制需要,采用流量+排队算法,数据相互补充,控制精度更好需要,采用基于流量的算法,可获取转向流量,但无法获取排队长度单点实时优化控制需要,采用流量+排队算法,数据相互补充,控制精度更好不需要注:以上雷视/电警同时为需要时,多选一即可。基础信号控制基础信号控制功能包括关灯、黄闪、全红、锁定、步进等控制方式,满足在特殊道路交通环境或特定交通控制需求下,通过远程或现场人员,直接干预交通信号控制系统或信号。通过手动面板、信号机配置客户端或无线遥控器等方式可进行手动控制,执行相位转换、应急的黄89、闪、全红和步进等控制指令。其中,步进控制是按照相位进行控制的一种控制方式,可精确控制到每种信号灯的显示状态。步进时,信号灯按照相序执行下一个绿灯相位,按下步进后,信号灯会进入切换状态,当前绿灯相位进入绿闪,再跳转红灯。即原先设定的相位过渡机制保留不变的前提下,提前执行下一个相序动作。“步进控制”包括单独步进、跳转步进两种,也可选择步进持续时间,当持续时间达到后,将继续进行本地时段控制。基础信号控制界面展示单点定时控制单点定时控制的控制原理是根据单个交叉口通行条件及交通运行特征,预先设定好交叉口信号控制相位相序、信号配时等,形成固定的信号控制方案,由系统在特定时段调用并运行。单点定时控制可分为两90、种形式:(1) 单点固定定时控制针对单个交叉路口采用的是单一的固定配时方式,一天只运行一个信号配时方案。单点多时段定时控制根据交通流大小将一天分成若干时段,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。多时段定时控制界面单点定时控制主要基于英国Webster算法优化确定,基于交叉口各进口道各流向的交通流量确定信号相位方案基于交叉口的几何线性等确定相序方案,再根据一个周期内各相位的流量比与绿灯间隔时间确定最佳周期时长与周期内各相位的绿灯时长。定时控制配时方案设计流程与计算方法如下所示:定时控制原理单点感应控制单点感应控制的控制原理是根91、据检测器测得的交通流数据来改变信号显示时间,关注的是当前运行相位的交通流,可随时改变绿灯时长,控制逻辑简单。单点感应控制包括三种控制类型,分别是主路感应控制、支路感应控制和全感应控制。1) 主路感应控制:在主路上设置车检器,相位在感应时间窗口内接收到来自检测器的请求,则增加一个延长绿的绿灯相位时间,以保证车辆能顺利通过该交叉口。感应控制下默认运行最小绿灯时间,根据车辆检测信号递进增加绿灯时间,直到没有通行请求或增大到最大绿灯时间。主路检测半感应控制原理支路感应控制:在每个交叉口的支路上安装检测器,支路检测有车时,仅允许支路不影响主路连续通行的前提下,可得到基本配时方案内的部分绿灯时间,并根据交92、通检测的结果,支路的绿灯一有可能就尽快结束,初始原则按照最小绿灯时间给予放行;支路上没有车辆时,绿灯将一直分配给主干线,保证主干线的通畅运行。同样的设置下,也可支持相反逻辑的设置,即当支路上一检测到车辆信号就立即进入转换程序,给支路跳转绿灯,确保支路上车辆的通行。这样的应用在一些特殊部门的出入口较适宜,如消防队的出口道路。这样的控制方式适用于不同方向车流差异非常大的交叉口。支路检测半感应控制原理全感应控制:在所有进口道设置车检器,感应信号相位在感应时间窗口内接收到来自检测器的请求,则增加一个延长绿的绿灯相位时间以保证车辆能顺利通过该交叉口。其控制原理如图:全感应控制原理单点感应控制在信号机端即93、可实现,通过信号机配置客户端进行参数配置,配置界面如下图所示。感应控制配置界面本系统感应控制最大的特点是与雷视检测能力深度融合,不仅可以通过雷视检测的过车数据进行控制,而且利用了车道排队长度、车道拥堵状态等数据进一步优化感应控制算法,感应控制效果得到大幅提升。单点自适应控制单点自适应控制是根据交通流的状况,基于复杂算法模型在线实时地自动调整信号控制参数以适应交通流变化的控制方式。海康单点自适应控制根据当前周期的交通流量和排队长度,优化下一个周期的配时方案,保持相位相序不变,优化周期和相位时长。算法核心是“权重均衡”理念:首先,根据交叉口道路等级和车道功能划分,确定相位的静态权重;根据实时流量数94、据和排队状态,计算相位的动态权重。综合二者,形成相位的综合权重,以此作为绿信比的计算标准。其次,根据各相位对应的车道流量情况来计算当前最佳的周期时长。根据周期时长和综合权重,计算每一个相位的绿灯时长,并生成下一个周期的配时方案。逻辑框图如下图所示。“权重均衡”自适应控制算法原理单点自适应控制在信号机端即可实现,通过信号机Web端进行参数配置,配置界面如下图所示。单点自适应控制配置界面单点自适应监控界面单点实时优化控制单点实时优化控制是单点自适应控制和感应控制相结合的一种控制方式。根据上一周期统计的各方向的流量和排队情况,通过单点自适应算法计算得到一个配时方案,将此方案中的各相位时长作为最大绿约95、束在下个周期中结合感应控制中的早断逻辑运行。当检测到车流间断,则提前结束相位绿灯,继续运行下一相位,若无车流间断,则按照自适应算法优化得到的配时方案运行。单点实时优化控制相比于单点自适应控制,能够在前后两个周期流量波动较大的情况下,及时根据当前运行相位的车辆到达情况截断绿灯相位,跳转至下一个相位,避免绿灯空放,更具实时性和灵活性;相比于单点感应控制,各相位的最大绿约束是根据上一个周期的流量情况根据自适应算法进行动态优化的,综合考虑了各向的排队长度,对于流量的适应情况更具灵活性。在流量较大且稳定的情况下,每个周期各相位都将运行至最大绿,单点实时优化控制的效果将趋同于单点自适应控制。干线信号控制干96、线信号控制主要是协调绿波控制,包括静态绿波控制和动态绿波控制。两种干线协调控制方式对交通流检测器的要求和特点见下表。表1干线信号控制方式与交通流检测设备对应表干线控制方式交通流检测设备雷视电警静态绿波控制不必需,但可采集流量和排队作为方案设计参考不必需,但可采集流量作为方案设计参考动态绿波控制需要,采用基于流量+排队的绿波优化算法,可考虑排队清空对绿波的影响,相位差计算更精准需要,采用基于流量的绿波优化算法,但无法采集排队长度,不能考虑排队清空的影响注:以上雷视/电警同时为需要时,多选一即可。静态绿波控制系统具有静态绿波控制功能,能够实现干线静态绿波的方案配置、状态监控和控制。一种方式是分别对97、绿波道路涉及的路口进行方案配置,并对信号机进行校时,保证各路口的配时方案能够形成绿波协调。另一种方式是通过信号控制平台来定义干线绿波并配置参数。平台端的配置信息包括路口信息、协调方向、路口间距、运行速度等。静态绿波带配置界面绿波带配置界面对于配置完成的绿波带,在信号控制平台中可查看绿波带的时距图状态。对于静态绿波来说,可以直接在时距图中进行左右拖动来修改绿波带,满足人工干预的需求。静态绿波时距图需要注意的是,干线绿波控制策略在过饱和状态下实施效果较差,因为路口排队车辆清空会占用一部分绿灯时间,削减绿波带宽度。此情况下应先对绿波控制子区边缘节点进行截流控制,降低道路饱和度水平,进而结合绿波控制疏98、导干线交通流,实现干线车辆平均延误和停车次数降低的目标。动态绿波控制系统具有动态绿波控制功能,即系统根据绿波路段上各路口的交通流量和排队长度自动优化绿波配时方案。动态绿波控制实现方式分为以下两种。(1) 通过平台算法库实现(不依赖AIT引擎)在指定时间段内采用动态绿波控制,平台接入交通流数据调用算法库生成动态绿波方案,包括各路口的周期、相位差、各相位时长等。(2)通过AIT引擎实现当部署了AIT引擎时,动态绿波由引擎的控制决策能力提供方案结果,根据过车数据生成时段划分结果和各时段的绿波方案。以上两种实现方式下,动态绿波均需在平台端进行绿波路口选择和配置相关参数,包括放行模式、静态权重、静态因子99、是否协调左转、时间计划和时段等。配置界面如下所示。动态绿波路口选择动态绿波参数配置绿波速度发布绿波速度发布场景为所有城市、乡镇已实施信控干线绿波控制,但没有相应的信息发布手段的路段。发布方式为在满足上述条件路段的沿线交叉口布设绿波速度发布屏,绿波方向最后一个交叉口无须布设。通过后端平台(含发布组件)控制可变信息标志发布绿波速度,实现绿波速度引导,具体方案请参考交通诱导与信息发布系统解决方案。应用场景示意图如下图所示。绿波速度发布场景示意图特勤路线信号控制特勤路线信号控制方式包括信号控制平台特勤路线远程控制、基于手持终端的特勤路线自动控制、基于枪球一体机的视频接力特勤路线自动控制等三种方式。信100、号控制平台特勤路线远程控制在信号控制平台中添加新的特勤任务,选择特勤路线上的路口并配置特勤路线名称、执行时间、车队长度和路口相关信息参数。另外,为了方便配置特勤线路,系统可根据起终点位置自动规划特勤线路。特勤线路自动规划特勤路线方案既可按计划自动执行,也可人工根据视频手动启动或解锁,特勤通过通道锁定实现。对于添加好的特勤任务,可以通过平台对特勤任务进行监控。平台中可调出特勤监控界面,且可以对路口的监控画面进行预览和回放,平台中可控制特勤任务的启动。特勤路线配置界面在信号控制平台中通过手动特勤的方式实现特勤控制,即在配置好特勤路线后采取人工远程控制进行锁定。基于手持终端的特勤路线自动控制手持终端101、方式安卓手机、Ipad和单兵,在手持终端上安装我司信号控制APP来实现特勤路线的配置和监控。信号机利用公安专网、终端APP通过专用VPN连接到后端信号控制联网平台。系统逻辑是先由终端配置特勤线路、各路口特勤方向、各路口触发距离,形成特勤方案,上报中心平台审批。平台审批后,该特勤方案即生效,但还未启动。警卫人员随车出发后,当车队接近第一个路口时,特勤方案自动启动,当检测到车队达到预设的距离阈值时,自动触发特勤路线方向的灯色变为绿灯,检测到车队驶离路口后,解除该路口的特勤路线,路口恢复正常运行。在特勤执行期间,交警可随时手动控制特勤方向的灯色变化,作为应对突发情况的预备方案。特勤路线控制逻辑架构系102、统能够应对六大应用场景,提供特勤路线保障。(1) GPS稳定,车辆按照计划行驶;GPS稳定,车辆未按照计划行驶;GPS失效,车辆按照计划行驶;GPS失效,车辆未按照计划行驶;GPS稳定,特勤路线存在交叉;GPS失效,特勤路线存在交叉。基于枪球一体机的视频接力特勤路线自动控制此种方式详细请参考公安交通特勤路线安全保障系统解决方案。(1) 视频接力在特勤路线上每隔200-250m布设一个DT相机,线路上所有DT感知球机转动到已设预置位对需要追踪的车辆进行布控,当有DT感知球机捕捉到特勤保障的车辆后,会根据车辆号牌号码及捕捉到的车辆外观对车辆自动进行追踪,当车辆脱离了该设备的监控,该设备视频画面左移103、,下一个捕捉到布控车辆的DT感知球机视频画面随即跳转到当前位置,完成车辆视频接力追踪。DT相机视频接力联动特勤路线控制DT相机基于空间位置解析能力,将跟踪车辆的视频位置解析转为化GPS坐标,将实时更新的车辆定位信息上传信号控制系统中,当检测到车队距离前方路口的距离达到预设的阈值时,自动触发特勤路线方向的信号灯灯色变为绿灯,检测到车队驶离路口后,路口恢复正常运行。特殊场景信号控制行人过街信号控制行人过街信号控制系统的详细解决方案请参考行人过街信号控制系统解决方案。路段行人过街路段行人过街信号控制方式可以选择定时控制、感应控制与自适应控制三种,分别适用于不同的场景和用户需求。在平峰期,如普通工作日104、白天的非上下班高峰期或夜晚,路段行人过街的需求一般较小或过街行人频次及人数波动较大,为了避免出现定周期中绿灯空放的现象,减少频繁切换行人相位对路段机动车流的干扰,宜采用行人过街感应控制或自适应控制方案,即根据实时行人过街需求切换行人相位,否则将一直放行主路车流。采用行人过街自适应控制方案,即在同时考虑行人忍耐时间及机动车最小绿灯时间的基础上,根据实时行人过街人数调整行人等待时间,实现行人蓄水式放行等待行人越多,人均等待时间越短,否则将一直放行主路车流。行人感应过街控制与自适应过街控制的区别在于:感应过街控制只要有行人过街需求即切换为行人绿灯,不考虑等待行人数量;而自适应过街控制会根据等待行人人105、数自动调整机动车绿灯时间,追求机动车与行人延误的最小化,实现等待行人越多,行人等待时间越短的行人蓄水式放行。不管从智能化水平还是从系统整体效益上来看,行人自适应过街控制均优于传统的行人感应过街控制。自适应控制的执行逻辑如下:行人自适应过街控制(1) 未检测到行人过街需求时,机动车灯绿灯,行人过街红灯;当检测到行人过街需求后,可能机动车绿灯刚刚放行不久,为了保证机动车的必要通行时间,需要判断机动车是否到达最小通行时间,机动车最小通行时间会根据不同的行人等待人数自动调整。同时,如果机动车最小通行时间设置过长,可能导致行人的等待时间过长,研究表明当行人等待时间超过最大等待时间后,行人闯红灯的概率会大106、幅增加,因此系统还需要判断行人的等待时间是否到达最大等待时间。综合考虑机动车通行效率和行人过街安全两个因素,达到“机动车的通行时间大于等于最小通行时间”或“行人等待时间大于等于最大等待时间中”的任一条件即触发行人过街相位;执行“行人放行延迟时间”,目的在于为机动车相位由绿变红提供安全间隔时间,机动车信号灯会按照绿灯、绿闪、黄灯的顺序改变状态,行人信号灯保持红灯状态;执行完行人放行延迟时间后,交通信号控制机执行行人绿灯相位,此时机动车信号灯按照黄灯红灯的顺序改变状态,行人信号灯按照红灯绿灯改变状态;当执行完行人绿灯时间后,行人绿灯切换为行人绿闪,目的是保证已经进入人行横道的行人安全到达另一侧道路107、。绿闪时间根据行人过街速度、距离等参数计算后在配置客户端设定;行人过街绿闪相位放行结束后,即恢复主路通行,机动车信号灯由红灯绿灯,行人信号灯由绿闪红灯,行人过街信号周期结束。如此循环往复,不断检测行人过街需求,满足行人过街需求。实时行人过街需求根据前端检测设备采集得到,本方案主推一体化智能信号灯采集等待行人流量,可以实现行人自适应控制和感应控制;也可以根据交警需求采用行人过街按钮采集行人过街请求,如果采用行人过街按钮采集行人过街请求,则只能实现行人感应过街控制。使用相机的设备布设方案如下图所示:一次过街架设俯视图二次过街架设俯视图在高峰期,路段行人过街需求和机动车流量都较大且稳定,行人过街信号108、控制需要考虑与上下游交叉口信号控制进行协调,此时的主要问题在于避免由于机动车在路段停车导致下游交叉口绿灯空放或车辆排队溢出,应采用定周期协调控制方案。根据前期调研确定行人放行和清空时长,同时根据上下游交叉口信号配时方案得到路段信号控制周期及机动车绿灯时长,尽可能优先保证高峰期交通不拥堵,再保证行人的过街需求。路口行人过街(拓展方向)路口行人过街信号控制方式可以选择为定周期控制、行人半感应控制和全感应控制三种,分别适用于不同的场景和用户需求。在平峰期,如普通日白天非上下班高峰期或夜晚,很多路口的过街行人一会有一会没有,大部分时间可能没有行人过街,机动车流量也较小。为了避免出现定周期中机动车或行人109、绿灯空放的现象,提高机动车通行效率的同时保证随机出现的行人过街需求,宜采用行人半感应控制或全感应控制方案。行人半感应控制方案只感应行人,不感应机动车,适合平峰期行人过街人数较少且波动较大、机动车流量较小且较稳定的大型平交交叉口:基于前端设备检测行人过街需求,若未检测到行人过街需求,则该相位绿灯时间只考虑机动车,可以设置较短的绿灯时间,避免绿灯时间空放;若检测到行人过街需求,则根据行人人数延长本相位绿灯时间至“行人绿灯时间+行人清空时间”,行人清空时间可根据前期调研确定。全感应控制同时感应行人和机动车,适合平峰期行人、机动车流量较小且波动较大的大型平交交叉口:若未检测到行人过街需求,则该相位只考110、虑机动车,检测到无机动车通行时即过渡到下一相位;若检测到行人过街需求,则该相位会优先执行该行人人数对应的行人过街最小绿灯时间,保证行人通行权后再执行机动车感应。本方案在路口感应控制中考虑了过街行人的影响,相比传统的只考虑机动车的感应控制,同时考虑行人与机动车的感应控制更加合理和高效。在高峰期,机动车流量往往较大且稳定,行人可以跟随机动车获得足够的绿灯时间,行人与机动车的矛盾并不突出。主要目标是减少高峰期交通拥堵,因此交叉口之间需进行协调,避免下游交叉口绿灯空放或车辆排队溢出,提高路网通行效率,应采用定周期协调控制方案。(1) 路口行人过街半感应控制路口行人半感应控制执行逻辑图路口行人过街半感应111、控制方案只感应行人,不感应机动车,适合平峰期行人过街人数较少且波动较大、机动车流量较小且较稳定的大型平交交叉口,控制逻辑如上图,具体描述如下:1) 在上一相位黄灯时开始检测下一相位的行人过街人数,直到感应窗口时间结束,感应窗口时间为可调节的参数,建议该时间设置为上一相位黄灯时间+全红时间+下一相位行人绿灯时间(初始行人绿灯时间可设置的较短,建议10s以内);如未检测到行人过街需求,相位时长只考虑机动车通行需求,无最小绿灯时间限制;如检测到行人过街需求,因为不同数量的行人过街需求,对应的行人过街时间不同,因此需根据检测到的行人人数调整相位最小绿灯时间判断初始绿灯时间是否大于相位最小绿灯时间,若小112、于,则延长当前相位绿灯时间至“相位最小绿灯时间+行人清空时间”;若大于,则不改变绿灯时间;正常过渡到下一相位,一体智能信号灯按照绿灯绿闪的次序变化,机动车由绿灯绿闪的次序变换;路口进入黄灯全红时间,启动下一相位的行人过街检测单元。路口行人全感应控制路口全感应控制执行逻辑图全感应控制同时感应行人和机动车,适合平峰期行人、机动车流量较小且波动较大的大型平交交叉口,控制逻辑如上图,具体描述如下:1) 在上一相位黄灯时开始检测下一相位的行人过街人数,直到感应窗口时间结束,感应窗口时间为可调节的参数,建议该时间设置为上一相位黄灯时间+全红时间+下一相位行人绿灯时间;如未检测到行人过街需求,则该相位只考虑113、机动车,采用较小的最小绿灯时间;如检测到行人过街需求,因为不同数量的行人过街需求,对应的行人过街时间不同,因此需根据检测到的行人人数调整最小绿灯时间,延长至“行人绿灯时间+行人清空时间”,保证行人通行权;执行相位最小绿灯时间;执行完最小绿灯时间后,若检测到无机动车通行时则正常过渡到下一相位,若检测到机动车通行且相位未达到最大绿,则依据感应控制逻辑延长相位;不满足增加延长绿的条件,则执行相位过渡,机动车由绿灯绿闪黄灯的次序变换;执行路口全红时间,此时启动下一相位行人检测单元,开始下一相位的控制判断。智慧斑马线智慧斑马线通过在路口或路段的斑马线、停车线设置发光地砖,以此来警示来往车辆和行人,提高斑114、马线的安全性和智慧性。(1) 灯控路口斑马线在停车线、斑马线两侧设置红绿黄三色发光地砖,当行人灯绿灯时,斑马线闪绿灯,停车线闪红灯;当行人灯红灯时,斑马线闪红灯,停车线闪绿灯;当信号灯不启用时,斑马线闪黄灯,停车线不亮。此形式适合夜间启用。灯控路口智慧斑马线非灯控路口斑马线在斑马线设置黄色发光地砖,停车线上设置红色发光地砖。机动车道设置发光行人过街和礼让行人标志;斑马线入口处设置行人等候区,并设置热成像或视频检测摄相机。当检测到行人过街时,行人过街、礼让标志、斑马线闪烁黄灯,停车线闪烁红灯;未检测到行人则熄灭。(a)检测到行人时(b)检测到行人时非灯控路口智慧斑马线公交优先信号控制公交优先信号115、控制详细方案参考公交优先信号控制系统解决方案。目前我司采用RFID阅读器检测公交车的到达,实现针对单交叉口多线路优先请求的公交优先信号控制,此控制功能在信号机端即可实现。在运行社会车辆定周期控制基础上,对于一个周期内先后到达路口的不同方向的多辆公交车,信号机内置的算法会以公交车整体的平均延误最小为目标,使得尽可能多的公交车享受到公交优先。主要逻辑是根据检测到的公交车的到达停止线时刻以及当前信号灯运行状态,确定不同公交车的优先控制策略(绿灯延长、红灯早断、插入公交相位),响应公交车的优先需求,实时更新路口配时方案。方案架构如下图所示:公交优先信号控制系统架构图我司的公交优先信号控制可以应对单交叉116、口的以下四种场景下的公交优先信号控制需求: 场景1:1个公交优先相位+1个周期内1个公交优先请求; 场景2:1个公交优先相位+1个周期内N个公交优先请求; 场景3:N个公交优先相位+1个周期内每个相位各1个公交优先请求; 场景4:N个公交优先相位+1个周期内有相位存在N个公交优先请求。(1) 系统组成公交优先信号控制系统包括前端子系统、网络传输子系统、后端平台子系统三部分。公交优先系统布局示意图前端子系统包括数据采集模块、数据处理模块、公交优先决策模块。数据采集主要指通过RFID检测设备获取公交车辆靠近路口信息,通过视频车检器获取机动车流量、排队长度等参数。数据处理指对接收的RFID数据延时性117、进行判断(比较检测设备发送字段的时间戳和信号机接收时间戳),延时小于2s内有效,否则不响应公交优先。公交优先决策指信号机根据有效的公交车辆到达情况,通过逻辑处理算法生成优先方案,真正体现信号机作为“边缘节点”的处理能力。网络传输子系统:包括有线通信模块和无线通信模块,通过两种方式实现不同子系统间的数据交互。除了RFID电子标签和阅读器间采用无线通信,其他的数据传输,例如RFID阅读器与信号机、视频车检器与信号机、信号机与后端平台等业务流数据建议通过有线网络传输完成。后端平台子系统:平台功能模块,由信号机配置工具和信号控制平台实现,是用户直接参与交互的使用模块。本方案主要解决单交叉口公交优先问题118、,信控平台进行配置和展示、数据存储、状态监控。随着对公交优先方案及效果数据的积累,后续平台对公交优先效果查询与统计分析会更加完善。公交优先配置界面公交优先监控展示界面控制逻辑对于多相位公交优先的处理逻辑流程图如下所示。公交优先控制逻辑流程图阶段1:更新公交优先队列对于所有到达路口被检测到的公交车辆,如果需要优先则均会被加入到公交优先队列中去(不需要优先的情况为公交车未安装检测器或路口社会车辆饱和度过高)。在执行下一辆公交车的优先方案之前,也需要检查是否有新的公交车到达并加入优先队列,根据“就近原则”对优先队列中的所有公交车进行优先级别排序,更新所有车辆的优先级。当根据最高优先级别的公交车的优先119、方案更新配时方案之后,就将其从公交优先队列中删除,认为已经响应过该辆公交车的优先请求了。阶段2:确定最高优先级别公交车的优先方案当公交优先车辆被检测靠近交叉口时,计算公交车辆到达停车线时刻=公交车辆被检测时刻+公交车运行至停车线理想时间。(“公交车运行至停车线理想时间”由用户配置或计算得到)。根据公交车到达停车线时刻与当前信号灯状态和各相位配时的关系,从而确定合适的公交优先控制策略,确定是绿灯延长、红灯早断、插入相位中的哪一种。阶段3:根据最高优先级别公交车的优先方案更新配时方案在确定了公交车的优先方案之后,信号机下发控制命令,为最高优先级别的公交车提供优先。对于每辆提供公交优先的车辆,根据它120、适用的优先策略,更新配时方案,或绿灯延长、或红灯早断、或插入相位,根据相应的规则对当前运行的配时方案进行更新。配时方案每秒更新一次,更新后信号机继续运行更新后的配时方案。执行公交优先策略时的相位运行原则如下:1)绿灯延长:延长到公交车到达停车线时刻,但不超过相位最大绿;2)红灯早断:非公交相位运行最小绿;3)插入相位:非公交相位运行最小绿和当前已运行时长的较大值,插入的公交相位时长为最小绿。因为红灯早断和插入相位有一定的重合使用区间,在配置公交车优先方式时由用户选定用两者中的哪一种。以上三个阶段循环进行,根据公交优先级别,依次处理每辆公交车的优先方式,直至队列中没有公交车为止。此时,进入阶段4121、。此外,若根据视频车检器检测到的社会车辆流量情况显示路口已处于高饱和状态(饱和度0.85),则此时不宜再对公交车辆进行优先,因为会对社会车辆的运行造成较大影响,此时在检测到公交车辆之时,直接进入阶段4。阶段4:运行优化后的配时方案当公交优先队列中没有公交车时,即所有到达或即将到达路口的公交车辆都已被响应过优先请求,则信号机将按照最后一次更新的配时方案运行。若在前面的阶段中并没有对配时方案进行改变,则优化后的配时方案即原来的定周期配时方案。且后续周期若没有公交车辆到达的话,则会按照原来的定周期配时方案运行。有轨电车优先控制有轨电车信号优先控制系统功能主要有四种,分别是离线绿波、优先控制、故障降级122、和数据交互。离线绿波就是提前根据列车的时刻表以及运行方案,配置有轨电车的方案,依托于有轨电车复杂精细的调度系统提供相关信息。优先控制包括多种优先控制方式。采用动态配时策略,添加有轨电车专用相位,保证有轨电车优先通行,最大限度提升社会车辆的通行效率。通过对有轨电车到达交叉口停车线时间段的预测,以交叉口总体人均效益最大化为目标,可以兼顾有轨电车晚点情况、其它社会车辆交通效益等因素,为有轨电车提供有条件的交通信号实时优先控制。故障降级主要是当检测器以及信号数据的车辆检测出现问题无法正常发送至控制中心时,优先控制的降级处理。数据交互主要是指有轨电车的信号控制系统和调度信息的信息交互,包括有轨电车的时刻123、表信息、位置信息,信号系统状态和优先方案等关键数据跨系统融合,有利于对有轨电车进行精细化控制。有轨电车专用信号灯设置方式:由于有轨电车行驶速度较快,制动距离长,安全等级较高,从有轨电车运行安全、效率、控制灵活性角度考虑需要设置有轨电车专用信号。由于有轨驾驶员需要注意道岔信号、调车场信号,为了减轻其负担,专用信号的型式最好与轨道其他信号型式相近。目前有轨电车信号灯无国家统一标准,上海有轨电车工程设计规范中借鉴国外经验并结合国情设计了有轨电车专用信号灯形式,可供参考。有轨电车专用信号灯匝道信号控制匝道控制分为主要针对与入口匝道控制,基本原则是“保证快速路上游及匝道汇入车流需求之和不大于快速路下游通124、行能力”,通过控制汇入主线的匝道车流量保障主线通畅,减少交汇点的冲突和事故。匝道控制场景适用条件:要实现入口匝道控制目标,入口匝道控制需要满足一定条件:1) 在进口匝道上应有足够的停车空间;快速路主路的交通流量必须合适入口匝道与地面交叉口协调控制。控制思路:在快速路主路上游/下游断面、匝道入口处设置视频检测器检测实时交通流量、占有率、排队长度等交通流参数,通过匝道信号机进行数据处理分析,对匝道车辆进行控制。当快速路主路拥堵时,控制进入匝道的车辆数,缓解快速路主线交通压力,采取交替放行等多种灵活控制,保证主线下游不会出现交通拥堵现象。匝道信号控制方案的系统架构图如下图所示,由前端子系统、网络传输125、子系统以及后端管理子系统三大部分组成。前端子系统主要由信号机、信号灯、视频车检器等组成。入口匝道的排队长度、上下游主路的交通流量、速度等信息由交通检测设备采集后经网线传输至信号机,经过信号机内部的逻辑算法处理输出匝道控制方案并下发。后端管理子系统包括信控平台和信号机配置客户端,主要承担信号机运行状态监控、相关数据汇聚、存储、统计分析等功能。网络传输子系统负责不同子系统间的数据传输。匝道信号控制系统总体设计图入口匝道控制逻辑瓶颈控制(1) 系统设备布设瓶颈信号控制系统包括联网信号机、雷达视频车检器和智慧交通信号控制平台。雷视车检器检测瓶颈路段的交通流参数,在信号控制平台完成瓶颈控制相关配置和方案126、的计算,计算结果下发后由信号机执行。瓶颈控制设备布设瓶颈控制实现流程雷达视频车检器采集瓶颈路段的进口道饱和度,当检测到的饱和度超过设定的阈值,认为达到交通瓶颈。瓶颈控制通过截流、疏导的方式缓解瓶颈溢出风险,实现流程如下图所示。瓶颈控制实现流程瓶颈控制功能1) 瓶颈溢出控制管理:在信号控制平台对瓶颈溢出路段进行创建、修改与删除等操作。瓶颈控制参数配置:配置瓶颈控制的相关参数,包括疏导、截流路口及对应车道设置、瓶颈判断阈值、瓶颈控制时段及策略配置等。瓶颈溢出监测:瓶颈溢出监测界面对每个建立的瓶颈控制方案进行查看,在地图上显示路段的饱和度,并能对执行方案的交叉口进行查看与控制。环岛信号控制环岛信号控127、制详细方案参考环岛信号控制系统解决方案。(1) 系统设备架构环岛信号控制分为环岛多时段定周期控制和环岛自适应控制。其中环岛自适应控制需要在各进口道布设交通流检测设备(电警或雷视车检器),采集各方向的交通流量、排队长度等数据用于自适应控制。定周期控制时也建议布设交通流检测设备,用于方案评估与方案设计。环岛信号控制设备架设后端管理子系统由计算机和信号控制联网平台组成。信号控制联网平台主要承担三个功能:一是过程数据接入、统计、分析功能;二是提供渠化底图及配置界面用以配置环岛信号控制方案,三是将方案相关参数下发至信号机并实时监控信号机运行状态。环岛信号控制配置系统支持在前端通过人机交互界面对信号控制路128、口的渠化进行现场配置和在中心进行远程配置,能够配置路段环岛信号控制相关参数,包括环岛的特征配置、相位相序方案、自适应参数等。远程可对路口的信号控制基础参数进行修改和管理。环岛配置界面环岛信号控制方式基础的环岛定周期控制通过信号机的多时段定时控制功能实现,适用于三种适用:当环岛车流量稳定时,环岛可设置为定周期控制方案;凌晨等车辆较少时段,环岛信号控制可设置为黄闪方案;当前端检测设备出现故障时,系统可自动降级到定周期控制,以保证系统的稳定可靠运行。环岛自适应控制是通过检测器实时获取交叉口的动态多元交通数据,进行数据清洗、数据融合后,输入到交通信号控制系统中或交通信号控制机内置的单点自适应优化控制算129、法中,实时自动生成信号控制方案。动态优化交叉口的通行能力和饱和度,均衡各方向排队长度,提高绿灯利用率,增加交叉口的通行效率。可变导向信号控制可变导向车道信号控制详细方案参考可变车道信号控制系统解决方案。联网可变导向车道控制联网可变导向车道控制系统中,前端子系统包括信号控制机、LED可变车道指示牌、交通流检测设备(优选雷视)等,后端为信号控制平台。可变车道指示牌由信号机控制。可变导向车道信号控制系统设备架设示意图系统具备可变导向车道智能定时方案、自定义定时方案、可变导向车道状态监控、可变导向车道效果评估及其他基础功能。(1) 智能定时方案通过前端交通流检测器采集的周期级、车道级交通流量、排队长度130、等数据,采用离线分析的方法,对过去一段时间内的交通流数据进行交通流规律挖掘,研判可变导向车道所在进口道各转向交通流的周期性变化规律,分析流量不均衡性、排队不均衡性等特征,进而智能生成不同星期日(周一至周日)的分时段定时控制方案。自定义定时方案可人工为可变导向车道每个星期日自定义多套定时控制方案,对可变车道分时段转向进行配置,满足个性化管理需求。系统可保存多套配置方案,在需要时随时选择切换。可变导向车道状态监控在地图界面可查看所有可变导向车道的信息及直行状态;在详情监控界面可展示精细化的状态和数据信息,包括以下前端视频实景、实时灯态、车道控制方案、交通流数据及指标等内容。可变导向车道效果评估采用131、各种交通流指标对可变导向车道的运行状态进行评估。一是常规交通流运行指标,反映基础的进口道各车道的运行情况,包括交通流量和排队长度。二是可变导向车道特征指标,反映进口道不同转向之间的交通流均衡性,包括流量不均衡系数、排队不均衡系数和平均转向流量比。系统支持对历史评价指标的查询。其他基础功能包括可变导向车道人工干预控制、常规指标运行方案查询、系统消息提示、数据异常告警等。基于雷视车检器的单机版可变导向车道控制此方案由两台雷达视频车检器、一块可变车道指示牌、一台车道控制器、一台交换机组成。雷视车检器借用已有电警或指示牌立杆或单独立杆,共需安装2个雷视车检器。正装雷视(主雷视)正对路口,检测渠化后的车132、道流量;反装雷视(副雷视)正对渠化前车道,检测车道排队长度、时间占有率等参数。通过雷视车检器,有效采集到各个车道的转向流量、排队长度、时间占有率等,并且通过计算获得每周期的转向饱和度、转向排队长度/时间占有率,判断是否满足可变导向车道转向切换条件,从而实现根据实时交通运行情况的可变导向车道自适应控制。 雷视单机版可变导向车道系统架设逆向可变车道控制逆向可变导向车道,又称“借道左转”,一般在交叉口进口道左转流量较大、排队严重影响驾驶人变换车道和路段通行且不能及时缓解的情形时采用。逆向可变导向车道场景下的标志标线和物理部署方案如下图所示,设备主要包括逆向可变车道的主信号灯、预信号灯、逆向可变导向车133、道指示标志。其中,逆向可变导向车道指示标志和预信号灯的形式可根据实际道路条件进行选择,本方案中以立柱式圆盘信号灯组形式作为预信号灯。路口其余信号灯如正常路口布设即可。逆向可变车道物理部署方案示意图目前支持的系统功能如下:(1) 自定义定时控制方案目前可支持自定义定时控制方案,通过配置不同时段的主、预信号灯控制方案来实现分时段的逆向可变导向车道和路口信号灯的协同控制。控制方案检测路口的电警、卡口、雷视等前端感知设备的监控画面可通过信号控制平台进行远程监控。潮汐车道信号控制潮汐车道信号控制详细方案参考可变车道信号控制系统解决方案。潮汐车道信号控制系统中,前端子系统主要由信号机、潮汐车道灯、交通流检134、测设备(优选雷视)、交通诱导屏(可选)等组成,后端为信号控制平台。潮汐车道灯由信号机控制。系统具备潮汐车道自定义定时方案和人工干预控制功能。(1) 自定义定时方案在信号机web客户端人工自定义多时段定时控制方案。用户可自行划分一天内的控制时段,指定每个时段内的潮汐车道灯状态(红叉禁止通行或白色转向箭头指示通行方向)。人工干预控制对于潮汐车道的方案临时调整可通过信号机客户端来更改不同时段的车道状态来调整潮汐车道运行状态。21潮汐车道信号控制系统设备架设不停车关联路段控制不停车关联路段控制重点在于信号控制方案的制定,包括相位相序、相位差、绿灯时间、周期时长等参数确定,为了尽可能实现车辆不停车通过路135、段,需要对路段上下游路口进行协调联动控制。通常情况下,多个路口进行协调控制时需要为每个路口各配置一台信号机便于进行相位差等参数设置。但在路口间距较小的情况下,也会出现用同一台信号机控制上下游路口的情况。因此,不停车关联路段控制的方案可根据信号机设备是否共用分为两种情况,均可通过在信号机端配置方案实现此种控制:(1) 上下游路口各用一台信号机控制思路为对上下游路口进行绿波协调控制,根据绿波方案是否随着交通量实时调整可分为静态绿波与动态绿波两种。静态绿波:绿波方案根据历史流量生成,方案参数(周期、相位差、绿信比)不随实时交通量的变化而变化。动态绿波:绿波方案根据实时交通流量生成并不断调整,适用于交136、通流波动较大的情况。上下游路口共用一台信号机当上下游路口间距较小共用一台信号机时,无法通过设置相位差进行绿波协调控制,此情况可以通过设计关联路口的相位相序尽可能实现路段不停车、排队长度最小的控制效果。由于路口间距较小,可将二者看做一个路口同步放行,同时需要根据情况增加清空相位使桥面停车及时清空。智能决策功能设计路口诊断优化路口诊断优化功能分为诊断优化、优化历史查询和诊断历史查询三个模块。(1) 诊断优化路口诊断优化是基于雷视或电警数据计算生成溢流、失衡和空放三大诊断指标,从而展现路口级别周期级别的实时运行问题。路口溢流是指路口进口道排队较长接近上游路口的现象,采用指标“路口溢流指数-所有车道排137、队占路段间距比值的最大值”来衡量。路口失衡是指路口某些相位或车道存在溢出,某些相位或车道存在空放等系列差异现象,主要反映路口控制方案与车流分布特性的匹配程度。采用指标“路口失衡指数”来衡量。绿灯空放是指绿灯期间车辆没有以饱和车头时距通过而出现绿灯浪费的现象。诊断优化实时监控界面优化历史查询对于路口运行问题诊断之后,系统每天结束阶段会根据当天诊断的问题自动生成优化方案。在优化历史查询界面可以查看优化方案列表,如下图所示。优化历史查询系统支持查看优化方案详情,并且可以对比原方案和优化方案的交通运行评价指标是否有提升,其中优化方案的评价指标是通过交通仿真获取的。优化详情查询诊断历史查询系统支持对于历138、史路口诊断的问题进行统计查询,如下图所示。诊断历史查询干线诊断优化干线诊断优化功能分为干线诊断、优化历史查询和诊断历史查询三个模块。(1) 干线诊断对于干线诊断,系统中会展示所有绿波干线的诊断结果,分别给出上、下行方向的干线失调指数,并区分不同的失调严重程度等级,同时配合干线的绿波时距图直观地展示干线的实时运行效果。失调指数反映了实际绿波带宽和理论绿波带宽的差距,失调指数越小代表实际绿波带宽越接近理论绿波带宽,绿波效果越好,而失调指数越大代表实际绿波带宽越小,绿波效果越差。当失调指数超过设定的阈值时,则会触发干线方案优化,利用当前流量数据生成优化方案。平台界面如下图所示。干线诊断查询优化历史对139、于历史的干线优化方案,系统提供了查询统计功能,同时能够查询优化方案的详情,对于优化方案和原始方案的交通运行指标是否有提升。优化历史查询优化方案查询诊断历史系统支持对于历史干线诊断的问题进行统计查询,如下图所示。诊断历史查询区域协调信号控制人机结合区域自适应控制区域控制依托引擎的控制决策能力,根据前端电警/卡口采集的过车数据,结合一些路网静态基础信息,分析区域内路口的交通状态和关联度,通过空间划分、时间划分、策略选择、控制优化等步骤,结合人工经验和决策,实现对区域内路口信号控制方案的优化。(1) 空间划分系统基于底层的路网拓扑结构,接入过车数据,分析各交叉口的交通流规律和交叉口之间的连接关系,根140、据路口之间的关联度实现区域的空间划分。关联度的影响因素包括静态因素和动态因素,静态因素包括路网结构、道路渠化等,动态因素包括路口流量水平、信号周期、排队长度、行程时间等交通流规律。将关联度强、相似度高的交叉口划分在一个子区内,一个区域通常可以划分为若干个子区,每个子区包含若干个交叉口。不同子区内交叉口的关联度应尽量小,并且避免出现不连通区域或孤立交叉口。区域空间划分示意图(2)时间划分系统基于过车数据分析子区内路口流量的变化规律,进行控制时段的划分,将一天分为多个控制时段。一般情况下,城市日常交通流存在着一定的规律性,比如工作日由于通勤的早晚高峰、周末由于娱乐生活的晚高峰、节假日期间的出城高峰141、等等。精细化的时段划分也是各时段匹配不同控制策略的基础。(3)控制策略选择系统在每个控制时段对各个子区内的路口进行信号控制策略选择,根据各个路口的交通流特征和路口间关联度,选择适合各路口的控制策略。例如选择间距合适、流量适中、路口性质相似的路口进行干线协调控制,保证车流连续运行。根据控制策略适用的场景条件将子区内划分为干线和单点的控制模式组合,从而实现区域整体组合控制效果的最优。(4)控制方案优化控制方案优化是在每个交叉口的控制模式确定之后采用对应的控制优化算法生成优化配时方案。对于单点实时优化控制,形成相应的多时段定时、单点自适应、单点感应控制的方案;对于干线协调控制,通过我司多场景下的干线142、绿波控制、交叉干线绿波控制、干线红波控制算法,形成干线的配时方案。静态区域控制通过前端设备采集或调研获取的交通数据进行分析加上人工经验辅助,按照上述的流程也可以制定区域静态协调控制方案。考虑子区内部协调疏导、外围需求控制,根据交通流规律确定路口是单点、干线或其他控制策略,形成区域控制方案。静态区域控制下控制策略选择思路交通评价功能设计系统通过过车数据进行特征分析,对路口和干线的信号控制效果进行评价。此功能基于引擎的能力,在信号控制平台端实现,展示对路口和干线的评价指标。建立评价指标体系XX信号控制平台的评价指标体系针对单点、干线不同的维度分别设置了不同的评价指标。评价指标通过前端电警或雷视采集143、的数据进行计算,需要依赖交通认知引擎AIT的能力。(1) 单点评价指标单点评价指标指标时间维度空间维度指标设备依赖单点评价指标周期/5分钟/小时/天/月/年交叉口维度平均延误排队长度绿灯利用率交通流量服务水平电警、雷视转向维度平均延误排队长度交通流量饱和度进口道维度1) 平均延误:多辆车通过路口范围内因信号控制产生的延误,反映路口对交通流的阻碍程度。排队长度:某车道在绿灯起亮前的排队长度,反映路口控制方案与车辆到达性的匹配程度。绿灯利用率(饱和度):某车道在一个周期绿灯时间内,有车辆通过的时间占该相位总绿灯时间的比例,反映路口绿灯时间分配的合理性。交通流量:在一定时间内某道路断面通过车辆数之和144、,反映交通流运行效率。服务水平:以路口车均延误做为服务水平的衡量指标,反映交通流的通行顺畅程度。干线评价指标干线评价指标指标时间维度空间维度指标设备依赖干线评价指标周期/小时/天/月/年协调方向不停车通过比例交通流量平均行程车速平均行程时间带宽利用率电警、雷视非协调方向平均延误平均排队1) 不停车通过比例:某时段内通过路段未停车车辆占总通过量的比例,反映路段信号控制的协调效果。交通流量:某时段内通过路段(协调方向)的车辆数。平均行程车速:某时段内所有通过车辆通过协调路段的行程车速的平均值,反映路段通行效率高低。平均行程时间:某时段内所有车辆通过协调路段的行程时间的平均值,反映路段通行效率的高低145、。带宽利用率:有效绿波带宽占设计绿波带宽的比重。路口交通评价(1) 路口交通评价对信号控制路口进行查询,并根据服务水平、平均延误、交通流量、绿灯利用率、排队长度指标对路口进行排序,并查看异常路口。路口交通评价界面对于异常路口,可展示该路口平均延误、交通流量、绿灯利用率和排队长度数据信息,展示界面如下图所示。路口交通评价详情路口对比评价系统对路口在不同日期、不同时间段、不同进口道的路口运行状态可进行对比和展示,包括平均延误时长、交通流量、绿灯利用率、排队长度、服务水平等级等指标,可按周期、5分钟、15分钟或一小时级指标来对比。路口对比评价干线交通评价(1) 干线交通评价根据干线评价指标对各绿波干146、线的信号控制效果进行评价,展示干线的综合评价结果和排名,以及指标变化趋势。系统可展示干线协调方向和非协调方向上不同评价指标的具体变化情况,按照小时、日、月、年的维度进行展示。可根据干线名称对干线绿波进行搜索,也可以在干线排行中进行选择,查看干线的交通详情。干线交通评价干线对比评价系统对干线在不同日期、不同时间段、不同协调方向的干线运行状态可进行对比和展示,包括不停车比例、平均行程时间、平均行程车速、交通流量、带宽利用率等指标,可按周期或小时级指标来对比。干线对比评价查询统计功能交通指标查询系统具有交通指标查询功能,在信号控制平台可根据路口、维度(路口、进口道、转向、车道)、开始时间和结束时间、147、时间维度(周期、5分钟、15分钟、日、月、年)查询交通指标,包括流量、排队长度、平均延误、服务水平、绿灯利用率、饱和度等指标,并支持导出目前的查询结果。周期指标查询图形展示周期指标查询列表展示运行方案查询系统具有运行方案查询功能,在信号控制平台中可根据路口、开始时间和结束时间即可查询历史运行方案,包括控制模式、周期开始时间、周期长度、相位差、各相位绿灯时长等参数,并支持导出。运行方案查询运维功能设计信号控制系统是智能交通子系统中最复杂的系统之一,体现在接入数据多源、交通场景多变、平台算法复杂、交通流随机难预测等方面,信控系统任何时刻出现系统或方案异常都可能造成道路交通安全、拥堵等问题,代价极高148、。信号控制系统建设完成只是第一步,若想实现其稳定高效运行,必须通过完善、专业、持续的运维管理服务实现。XX信控控制系统的运维功能包括信号灯运维、检测设备运维和信控方案运维。信号灯运维针对信号灯故障后发现不及时引发的交通安全和拥堵问题,系统可以通过两种方式实现,第一种是通过运维服务器分析监控视频中信号灯的状态进行检测,第二种是通过电警检测信号灯的状态与实时下发的信号方案进行对比。通过运维服务器方式不依赖信号配时方案数据,只要现场能够接入视频监控数据就能进行检测,适用场景广。通过电警检测的方式需要依赖信号配时数据,同时电警需支持集成信号灯异常检测算法,因此适用场景受限,无需增加额外硬件,更经济。(149、1) 通过运维服务器检测前端监控设备将视频画面接入运维服务器,服务器通过对监控画面的分析以及结构化数据的整合,得出需要进行运维的信号灯、显示屏等具体信息,将明确后的具体路口以及方位上传至一体化运维平台,平台通过报警等提示,通知相关人员前往现场进行运营维护。通过运维服务器检测的方案拓扑图通过电警检测通过路口的电警检测到信号灯灯色和平台配置的信控方案不同时,系统会进行报警。电警检测信号灯系统设备运维系统设备运维主要包括对硬件设备定期巡查及维护、系统迭代升级、处理系统突发故障等。(1)系统设备运行监测路口信号机和检测器异常:对路口信号机在离线情况、通道故障、检测器故障数、灯控板故障、数据诊断故障等进150、行统计和详细情况说明。路口运行监测界面(2)信号机远程升级当需要对设备进行升级时,可直接在平台上选择升级包进行远程升级,升级完成后将设备重启。路口信号机升级界面(3)设备故障告警对于故障设备,系统具备告警功能,并对历史告警信息进行存储以供查询,可查看故障设备详情,包括设备的故障类型、故障详情和告警时间,也可通过输入路口、故障类型和时间范围来查询对应信息。(4)历史记录查询对于历史的针对故障进行的操作也均被系统记录并支持查询,如操作日志查询功能支持通过操作类型、控制类型、路口和时间范围来查询对应信息;步进记录查询功能支持通过路口和时间范围来查询对应信息;历史状态查询功能和历史状态统计功能类似。信151、控方案运维信控方案运维主要对信控方案的实施情况进行监测,并对实施失败的情况进行故障树诊断,定位方案实施失败的原因。同时系统会在高级控制模式失效的情况下进行自动降级,以保证整个系统的正常运行。目前信号控制平台V4.3已实现对于静态绿波和动态绿波方案的运维,通过信号控制平台中的绿波运行监测模块实现。绿波运行监测即为针对绿波方案的运维功能,包括绿波故障检测和故障历史查询。在此功能中可以查看绿波运行的情况,针对故障的绿波可以查看绿波的故障详情和具体原因。系统内已建立完备的故障树机制,对于绿波故障的原因进行细致的分类,便于在出现故障时进行问题的定位。常见的绿波失效的原因包括网络故障、校时故障、设备故障、152、数据质量不达标、绿波算法失效等原因。另外在故障历史查询中,可根据绿波名称、关联路口名、时间范围来查询对应的故障历史。绿波故障监测界面保障功能设计信号控制系统通过系统管理、降级机制等方面保障信号控制平台和信号机的稳定运行,以保证信号控制系统的安全运行。信号控制平台保障功能信号控制系统平台以windows服务方式运行,并可设置为服务异常后自动重启,用以保证各个服务节点异常后的自动恢复。信号控制平台的保障功能分类功能项目描述系统管理用户身份认证平台对管理平台的用户进行合法性认证.只有通过身份认证的用户才能访问管理平台报警展示平台能够对信号机及服务的异常状况进行主动推送展示,能够快速跳转查看详细信息。153、修改密码平台支持对已登录的用户密码进行修改的功能,并对密码安全等级进行提示。系统锁定平台支持对系统进行手动锁定。当长时间不操作时会自动锁定,防止他人进行随意操作。降级机制降级机制当前端检测器出现故障、检测数据异常、网络通讯异常等,平台无法下发策略至信号机执行,此时前端信号机支持降级控制,由平台下发策略降级为信号机离线控制,离线控制策略支持用户自定义信号机保障功能(1) 设备故障自检和处理功能信号机配备独立的故障检测模块,可以对内、外设备进行故障监测、自诊断和记录功能,当发现故障后进行故障降级来确保交通安全,并发出故障警示信号。信号机故障类型分为严重故障和一般故障,其中严重故障包括:绿冲突故障、154、同一灯组红绿冲突故障、连接在某一输出的所有信号灯组的红灯同时发生故障以及电压超出正常使用范围等故障。一般故障包括:通信故障、检测器故障等。1) 当出现绿冲突、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,信号机能立即自动切断信号输出通道,转入黄闪状态。当出现黄灯、绿灯故障、通信故障或检测器故障时,信号机能够在功能降级的情况下继续运行。信号机能对所有运行期间发生的故障信息以代码或文本形式进行存储记录。所存储的信息能在信号机或者信号机相连的外部设备上显示、查阅。当信号机无法正常工作时,能通过独立的黄闪控制装置将信号输出切换为黄闪状态。主控单元失效处置功能:信号机执行定周期工作方式,当主控单155、元发生故障时,当前路口放行状态不受影响,能继续执行定周期工作方式,无灭灯现象;当主控单元故障解除时,能自动回复主动控制。降级功能信号机发生异常时会自动进行降级运行。包括以下情况:1) 与中心计算机联网发生脱机,自动转换为多时段定时运行;车辆检测器异常产生时,停止感应控制,自动转换为中心控制或多时段定时运行;信号机运行中若检测出配时异常,自动转换为固定配时方案运行;信号机运行中若产生绿-绿冲突或某一信号灯组红灯熄灭,立即自动转换为执行黄闪或熄灯运行;信号机运行中检测出AC220V电源电压超出高、低压限范围时,立即自动转换为执行黄闪或熄灯运行;信号机运行中若检测出微处理器异常时,立即执行固定配时运156、行;信号机运行中若检测出某一个灯组的红灯与绿灯同时点亮时,立即执行黄闪运行;信号机运行中若检测出输出管理模块与微处理器模块通信异常时,执行开机时的信号配时;信号机运行中若检测出输出管理模块异常时,立即执行黄闪运行。“广播风暴”防护功能信号机具备广播/网络风暴防护功能,在广播风暴发生期间,信号机能正常工作,不应发生任何异常现象。对接第三方设计信号控制系统对外能力开放,支持与第三方信号控制系统进行对接。一般来说,推荐采用平台间对接的方式,不推荐信号控制平台与第三方信号机直接对接。详情请参考统一管控信号控制系统解决方案。平台与平台之间的对接(1)对接第三方形式1)我司作为上层统一管控平台,与第三方信157、控平台对接,实现对第三方平台的监控、管理、优化。2)我司被第三方平台集成,与第三方平台对接,接受第三方上层平台的监控、管理、优化。(2)对接第三方技术路线对接第三方信控平台,主要使用两类对接组件(海康API网关、海康信号控制适配网关itscacg),分为三种对接协议(海康API协议、第三方私有协议、1049协议),如下图所示。两种情况对接第三方系统方式示意注:(1)1049协议为公安交通集成指挥平台通信协议 第2部分:交通信号控制系统(GAT1049.2-2013)(2)API网关接口协议海康智慧信控平台API网关接口(4.3.0)_集成端TICP、海康智慧信控平台API网关接口(4.3.0)158、_信控端UTCS。根据对接协议不同分为3种对接方式,如下表所示。表2与第三方平台对接方式比较技术路线方式1:第三方信控平台依据我司API协议开发对接方式2:第三方信控平台提供私有协议,我司将其转换为API协议对接方式3:第三方使用1049协议,我司将其转换为API协议对接描述第三方信控平台依据我司API协议开发后对接我司平台。1)第三方信控平台不愿根据我司API开发,双方用第三方私有协议对接,我司业务中心需要定制将私有协议转换为API协议。2)我司平台需要根据待实现的功能,将我司协议与第三方私有协议之间进行转换,以满足向上提供能力或向下接入第三方系统。第三方不愿使用我司平台API,双方用104159、9协议对接,我司平台基线支持1049协议对接。实现功能我司对上能力完全开放,最终实现功能由第三方开发符合程度决定。取决于私有协议内容(如第三方提供的私有协议不支持方案下发,我司平台则无法实现此功能)。我司统一管控平台功能受1049协议内容局限性,可实现状态监控、简单控制(全红、黄闪、步进、关灯)、方向锁定解锁,不支持方案下发。优势标准协议便于我司统一管理平台对接;协议拓展性强,支持后续功能深化。第三方无需开发,外部风险可控。第三方开发工作量较小,项目对接容易,风险可控;我司已实现以1049协议对接方式的基线支持。风险第三方需开发,工作量及周期难把控。1)我司业务中心需要定制转换API协议,我司160、项目部要定制开发相应功能;2)受第三方私有协议影响,功能实现程度需评估。受1049协议约束,不支持平台下发多时段定时方案,需要进行协议扩展满足,扩展协议可以参考GAT1049-2-2013-公安交通集成指挥平台通信协议第2部分(HIKVISON扩展版)20220328.pdf平台与第三方信号机直接对接不推荐直接对接第三方信号机考虑到不同厂家的信号机与平台对接导致系统稳定性变差,问题排查责任界定不清晰、平台开发量大、风险较大等因素,一般不推荐我司信号控制平台与第三方信号机直接对接。相比平台与平台对接方式来说,此方式各类风险描述如下:(1) 存在更大的系统不稳定风险国内信号机通信协议千差万别(行业161、现状),控制参数不同数据转换风险较大。控制技术不同导致系统与信号机安全保障机制不同,“平台直接控制信号机”会暴露这些问题,方案下发漏洞、系统安全漏洞均会导致系统不稳定。存在更大的系统对接责任风险当平台下发方案错误、失败或者相位冲突,信号机执行或降级等发生时,可能造成交通事故,事后无法追责。信号机运行问题、平台下发问题、平台控制问题等因素复杂,无法认责。存在平台方开发量大、维护量大、拓展性低的风险由于协议不同导致平台方需要完全按照信号机方协议重新开发平台服务,开发量大、维护量大。且当信号机方协议有变化时,平台方需重新开发。直接对接第三方信号机的方式由于1049协议是平台之间的协议,不适用信号机与162、上层平台之间的通信。目前已实现的方式是通过信号控制适配网关(ACG)或者海康API进行对接。具体对接步骤如下:(1) 定制开发接入服务,对接第三方信号机。接入服务与信号机之间进行udp通信;(2) 定制开发信号控制适配网关(ACG),依据第三方协议和海康智慧信控平台API网关接口(4.1.0)_集成端TICP,将接入服务传输的数据转换为平台标准数据,接入服务与ACG网关之间进行http通信;(3) 在平台端添加第三方信号机,并进行正确的渠化和基础方案等配置;(4) 在第三方信号机上将接入服务的平台服务器设为上位机。核心产品道路交通信号控制机海康已自研4个系列信号机,从高端到低端分为HK4/5/163、3/2系列,信号机功能介绍如下。 XHJ-CW-GA-HK4/5/3系列外观图HK4/5/3系列信号机定位高/中高/中低端市场使用。信号机基于ARM 32位芯片控制,具有较强的控制和通信功能,其硬件电路和软件设计都采用了模块化设计的思想。采用嵌入式Linux操作系统以及独立的硬黄闪控制,配备网络接口,支持现场维护及程序在线升级。信号机机体主要由控制主机、配电单元和机柜组成。控制主机主要包括主控板、灯控板、黄闪板、电源板组成,由总线连接在一起。整机达到户外设备全天候工作要求,具有防雷击、过载保护、绿冲突检测等的安全措施。支持相位接管, 主控模块故障时备用系统无缝接管。软件功能层面具备多源数据接入164、(网络协议或IO接入主流检测源数据、支持与车路协同通信模块数据交换)、数据治理(数据清洗、多维统计)、多场景控制(手动控制、无线遥控、多时段控制、绿波控制、感应控制、自适应、公交优先、可变车道等)、多方式中心通信(有线或无线)、多形式校时(信号机GPS授时、平台统一校时)能力。信号机支持系统协调下执行控制中心下发的系统控制方案和关灯、闪光、全红、手动步进、特殊功能(根据用户定制需求开放相应接口)、优先等控制指令。信号机采用开放性、标准化通信协议,支持NTCIP协议、20999-2017协议,方便功能扩展。其中,HK4系列信号机配备侧面手控面板、正面触摸屏和新代遥控器(无遮挡最远距离近400米)165、。前后双开门且采用内嵌门设计,操作区和维护区分离便于安装维护。手控按键增加各方向放行和自定义按键,可实现精细化控制。处理器性能强大,能够较好地支持自适应等高级边缘控制算法。HK5/3系列满足常用控制需求,但HK5系列扩展支持108路灯控输出。机柜设计合理,预留足够空间放置交通常用设备;串口/线圈车检板接口多于HK3系列信号机,可连接更多流量检测设备。HK2系列信号机定位低端市场使用。此信号机是基于ARM9系列32位芯片控制,具有较强的控制和通信功能,其硬件电路和软件设计都采用了模块化设计的思想。操作系统采用自裁减的嵌入式Linux系统,并配备了网络接口,可支持远程维护及程序在线升级。信号机机体166、主要由控制主机、配电单元和机柜组成。控制主机主要包括主控板、灯控板、黄闪板、控制和显示面板,由总线连接在一起。采用一体化设计、带机柜。HK2系列信号机为单机版信号机,具备手动控制、多时段控制等多种控制方式,价位较低、配置简单,支持通过更换板卡实现联网控制功能。XHJ-AW-GA-HK2系列外观图道路交通信号灯(1) 满屏信号灯(JD400-3-301SL)满屏信号灯示意图D400-3-301SL信号灯是本公司采用超亮LED发光二极管研制开发的全新概念交通信灯,该灯由超亮度led取代白炽灯,用于交通信号灯、警示灯、标志灯已遍及世界,与白炽灯相比,led交通灯的优点是耗电少、使用寿命长,并能大幅度167、提高亮度,成为未来的交通信号灯的理想光源。整个灯体为三联,红绿黄三色圆盘灯装入铝合金框架构成一个整体,结构简单,易于安装。本灯适用于机动车道交通道口,默默地照亮着我们安全前行的路。左转箭头灯(FX400-3-3021SL)左转箭头灯示意图FX400-3-3021SL信号灯是本公司采用超亮LED发光二极管研制开发的全新概念交通信号灯,该灯由超亮度led取代白炽灯,用于交通信号灯、警示灯、标志灯已遍及世界,与白炽灯相比,led交通灯的优点是耗电少、使用寿命长,并能大幅度提高亮度,成为未来的交通信号灯的理想光源。人行灯(RX300-3-3910SL)人行灯示意图RX300-3-3910SL信号灯属于168、人行横道信号灯,该灯由超亮度led取代白炽灯,用于交通信号灯、警示灯、标志灯已遍及世界,与白炽灯相比,led交通灯的优点是耗电少、使用寿命长,并能大幅度提高亮度,成为未来的交通信号灯的理想光源。整个灯体结构为三联,上中联是红绿双色人行图案,下联是红绿双色双8倒计时,与上中联人行图案配合使用。电子警察抓拍单元iDS-TCE900-B/16外观图电子警察抓拍单元可精准采集实时过车数据,包含车牌唯一标识、车辆通过停车线时刻,便于提取车辆行程车速。每条过车数据包含车辆转向信息,用于进口精准的转向流量计算,可用于单点自适应控制。除了交通流参数提取,电警也可进行交通事件分析,如车辆异常停车、交通事故、施工169、路障分析等,输入系统进行事件驱动的信号控制优化。因此,电警抓拍单元是信号控制系统重要的数据来源。电子警察检测的数据可以支持实现单点自适应控制、动态绿波控制、联网可变导向车道控制、智能决策、交通评价和交通指标查询功能。雷达视频车检器雷达视频车检器外观及监测界面雷达视频车检器(简称雷视),内置深度学习算法,且基于数据融合校验技术,充分发挥雷达对于排队长度、车速、轨迹检测的准确性以及抗环境干扰性优势,并结合视频对于车型、低速物体检测优势,输出车道级的车流量、车型、速度、状态、队列、时距、间距、区域停车数、空间占有率以及时间占有率等多项实时、瞬时、统计类交通数据。目前主推的雷视型号为iDS-TCD4170、02-BR/12和iDS-TCD402-BR/350M/12,适用于信号控制系统,最大支持8车道多目标检测,支持全天候环境下工作,不受雨、雾、大风、灰尘、光照等影响。两款型号的主要区别在于iDS-TCD402-BR/12检测纵深达200米而iDS-TCD402-BR/350M/12检测纵深达350米。雷视数据支持的亮点功能如下所示:(1) 单点感应控制雷视可实时检测进口车辆到达需求,实时调整当前周期各相位绿灯放行时间,适用于交通流量波动较大、饱和度较低的路口。单点感应控制能够较好应对实际交通需求变化,减少绿灯空放,提升交叉口通行效率。基于流量的动态干线协调、单点自适应根据雷视检测的周期级流量进171、行“权重均衡”单点自适应控制,在此基础上考虑路段协调完成动态干线协调控制。单点自适应考虑路口多方向全局优化,更好应对高饱和状态,动态干线协调根据流量和速度寻找最优相位相序配时方案,提升信号控制智能化治理水平。基于流量和排队长度的动态干线协调、单点自适应雷视可稳定输出350米范围内的车道排队长度,拟合更加准确的到达需求,弥补基于驶离流量的控制算法缺陷,更好地适应路口过饱和控制需求。基于拥堵识别的瓶颈控制雷视可输出车道排队长度、行程车速、时空占有率等参数综合反映道路拥堵状态,是瓶颈控制的重要输入参数。通过对进口道、路段以及出口道交通状态动态感知,采取截流疏导策略快速实现瓶颈路段交通流疏散,缓解城市172、交通拥堵。此功能尚未基线化,可定制实现。基于交通流量和排队长度的可变车道控制雷视可输出进口车道/转向的流量和排队长度数据,系统结合信号控制方案计算车流不均衡系数、总结历史规律,给出可变车道功能切换建议,实现城市道路时空资源统一调配,最大化道路时空资源利用率。总体来说,雷视检测数据可以支持实现单点感应控制、单点自适应控制、单点实时优化控制、动态绿波控制、联网可变导向车道控制、瓶颈控制、智能决策、交通评价和交通指标查询。平台软件Infovision SC-TPC智慧交通信号控制平台是对XX或第三方信号机进行集中管理控制的系统,目前最新版本为Infovision SC-TPC v4.3.0。系统基于173、海康Ifar构架,符合松耦合的SOA架构设计理念,多个行业服务组件支持多种管控功能,基础模块包括系统基础包、本级监控通道、本级车道数、平台开放接口和软件定制,业务模块包括智慧信控、信号机接入数量、单点自适应路口个数、信号控制适配网关、交通评价应用、智能决策应用、公交优先应用、可变车道应用、交通绿波带应用、信息发布应用、车辆畅行保障应用、交通认知引擎态势服务、交通认知引擎控制服务、交通认知引擎仿真服务、交通认知引擎决策服务。中心服务器大数据基础平台服务器DS-VBD2BA-256H:内存256G的国产纯硬件服务器,处理器为2颗24核 X86架构CPU,用于部署标准版HBP软件和交通认知引擎。普通174、服务器:1U单路标准机架式服务器、2U单路标准机架式服务器,用于安装信控系统的基础Ifar构架、共性业务组件、通用服务组件、行业业务组件等,提供设备资源的管理、权限、字典、配置、任务、组件注册等基础能力,提供信号机管理、控制等基础服务,以及面向应用的组织目录、物联资源、收藏分享、预案等服务。系统亮点和价值亮点和价值(1) 视频感知能力深度挖掘,业务场景融合可视管控,优化交通管控模式系统深度挖掘前端视频设备的感知能力,利用视频设备实现了在不同的场景下采集机动车、行人、非机动车等信息并结构化,感知拥堵、停车、溢出等事件并上报,对车辆的空间位置解析和车辆轨迹追踪等能力。将这些能力融合于各类信号控制业175、务场景中,实现了便捷的视频监控画面接入,在发生异常情况需要人工干预远程控制、特勤路线保障时,可快速结合现场视频进行观察和核验,有助于交警用户决策和执行管控方案,优化了交通管控模式。全息感知数据按需汇聚,交通认知算法分级应用,提升信号控制效能系统将前端通过视频、射频、雷达、热成像等多源方式采集的感知数据根据应用需求汇聚到边缘端信号机或中心平台,通过各类场景匹配的认知算法实现智能信号控制。单点智能算法直接由信号机汇聚并处理感知数据,保证数据时效性和可靠性,快速响应单点信号控制优化需求;多路口协调、大量历史数据研判的复杂算法经数据治理后汇聚至中心平台,基于大数据底盘和引擎的认知算法能力集,通过特征分176、析、规律挖掘、协调优化等运算,由中心平台综合权衡后统一优化。在全息感知的精细化数据的支撑下,边缘端和中心端的分级智能应用可大大提升信号控制的效能,对于改善城市交通运行状态也能发挥更大的作用。多场景精细化控制评价,全生命周期建设及运维,提高系统智能水平系统针对不同的信号控制场景,以各目标场景下的关注点为导向,建立了对应的优化算法和评价指标体系,通过评价反馈控制优化,实现每个场景下的目标最优控制。在信号控制系统建设和运维的整个生命周期中,对系统中的软件、硬件、数据进行监测和管理,通过设备故障、方案失效的自检和报警能力,保证系统的稳定性和可靠性,也分担了部分人工运维的压力,提升了系统的智能化水平。硬177、件软件数据算法开放,因地制宜实现对外赋能,促进生态良性发展系统具备开放的软件架构,软件与硬件解耦,算法与平台解耦,可实现多元数据融合、核心算法能力开放、统一信号控制管控等能力,将系统中各层次的能力对外赋能,进而合力提供因地制宜的信号控制策略和方案。系统发展理念持开放、合作、共享,有助于推进“一城一系统,百家争鸣,各取所长”的技术合作生态,促进生态良性发展。系统拓展(1) 可拓展指挥系统融合服务XX信号控制系统打通了情报感知、分析处理、指挥调度、勤务联动、效果评价的业务融合,与指挥系统“情、指、勤、督”的业务模式一致,可拓展指挥系统,实现情报、决策、指挥、勤务的互联互通,达到情报指导勤务、指挥扁178、平高效、勤务协同作战的目的。可拓展态势系统融合服务XX信号控制系统可与态势系统融合,交通态势作为信控方案效果评估的工具,对方案实施前后的交通宏中微观的交通运行情况进行评价。态势分析对交通运行情况不好的地方进行研判,通过信号控制改善交通拥堵,再由态势反馈综合交通运行表现,相辅相成。可拓展交通运行问诊系统融合服务XX信号控制系统可与交通运行问诊系统融合,交通运行问诊系统上承交通态势系统下接信号控制系统,对交通态势中反馈的拥堵区域进行精细化的交通运行诊断,根据诊断出的问题优化对应路口的信号配时方案,信控系统执行优化后的方案,并反馈运行效果。可拓展诱导系统融合服务XX信号控制系统和诱导系统结合后,可以179、同时对交通供给和交通需求进行管控。利用交通评价数据反馈信号控制系统和诱导系统,对拥堵路段进行疏导,同时减少汇入拥堵点的车辆,并对信号控制效果进行实时评估。打通了从“拥堵发现,信号控制系统应对,路况信息发布,效果评价”的链路,实现了“信号控制+诱导一体化系统。可拓展车路协同交通管理服务智能交通信号机作为典型的一种路侧单元,未来在车路协同领域将发挥重要的作用。海康信号机在3.4版本及以上程序将符合道路交通信号控制机信息发布接口规范(GAT 1743-2020)的要求,可与RSU、中心平台之间交互人/车/路/环境/事件等信息。信号机结合前端物联感知设备的信息采集,可提供物联感知数据传输与信息发布,包180、括信号灯态与倒计时、绿波建议车速、闯红灯预警、弱势交通参与者预警等信息。可拓展TOCC系统融合服务XX信号控制系统与TOCC系统数据融合后,可以打通公交优先模块的数据链路和业务通路。信号控制中的公交优先策略可以与公交车辆的GPS、调度、排班情况深度匹配,并根据公交车辆的运行情况、载客情况自动调整优先策略,使得公交优先既可以考虑社会车辆,也可以响应公交车辆的优先需求,实现系统最优。典型案例案例总体情况介绍(1) 信号控制系统分布情况交通信号机市场中,海康打破过去十多年市场格局,2021年首次位居年度出货量排名第一,累计覆盖超过30000多个路口,覆盖300多个地市,1400多个区县,信号机三百台181、以上城市已超20个。各省份信号控制系统的分布情况如下图所示。其中XX信号控制系统使用较多的省份包括河南、四川、湖北、江西等地。不同级别城市的典型案例有:不同级别城市典型案例城市级别案例城市省会城市西安、昆明、兰州、长春地级市德阳、宜春、吉安、秦皇岛、泉州、洛阳、鄂州区县级嘉善、海盐、鄱阳、钟祥市场用户认可度据赛文交通网发布的2021年中国道路交通信号机市场研究报告显示,海康入围用户最认可的部分主流交通信号机品牌,排名前三,并且连续三年国内用户服务满意度前三。省会城市案例昆明项目概述2018年,依托“七彩云南”“智慧呈贡”建设,云南省昆明市呈贡区交警支队以“智慧信控”为先导,旨在通过“可见、可知182、智控、开放”的信号控制-态势-诱导一体化建设,提升数据感知、分析研判、智能决策以及科学评估能力,打造以数据为驱动的信号控制业务闭环,治理城市交通问题。呈贡核心区80多个路口进行智能信号机改造,实现了基于前端感知数据的单点自适应控制,静态双向绿波控制和区域协调控制等功能。项目建设过程2018.5:完成方案沟通和需求收集,增强客用户对海康的信心;2018.6:完成交通调研与方案初步设计,与秩序科完成方案、算法理念汇报,获得初步认可,同意实施;2018.6:完成方案详细设计,包括平台与信号机安装调试,关键方案仿真验证,实现绿波、单点自适应、区域协调功能,完成项目验收汇报,效果得到用户认可,并对项目183、成效进行宣传报道。项目亮点(1) 信号控制与态势、诱导一体化指挥调度系统利用百度浮动车数据与电子警察牌识数据融合计算呈贡区交通态势,可以弥补各自数据的不足和问题。利用态势数据反馈信号控制系统和诱导系统,对拥堵路段进行疏导,同时减少汇入拥堵点的车辆,并对信号控制效果进行实时评估。打通了从“拥堵发现,信号控制系统应对,路况信息发布,效果评价”的链路,实现了 “互联网+”信号控制、态势、诱导一体化指挥调度系统。 “互联网+”信号控制、态势、诱导一体化指挥调度系统基于牌识数据的区域协调控制针对昆明市市政府周边最为繁忙的主要干道,设计多条潮汐绿波方案并联网协调形成区域控制方案,解决上下班高峰期明显的潮汐184、交通需求,提高政府工作人员上下班的通行效率。区域内交叉口服务水平在平峰期可达A级,其余时段均维持在B级以上,。路口饱和度均小于0.5,未出现过饱和,且失衡指数有了显著下降(80米;进口实线车道起点到电警杆距离16 米雷视电警电警杆位置标准正对路口进口道注意事项说明:(1) 对于实现单点智能控制功能而言,主推雷视信号灯杆方案;表格中代表该架设方案下能很好保障对应功能的实现,代表该架设方案下的对应功能效果一般,代表该架设方案下的对应功能效果较差;当无法复用电警时,无论哪种架设方案都不能保障所有功能很好实现,需以侧重实现的功能决定架设方案。表格中对应的架设方案场景图如下:雷视信号灯杆架设方案雷视卡口185、架设方案可复用电警情况当路口可复用电警数据时,不同路口场景下的雷视架设方案如下表所示:可复用电警路口的雷视架设方案架设方案可复用电警十字路口的场景特征单点感应单点自适应单点实时优化动态绿波交通评价智能决策雷视信号灯杆信号灯杆距离对向停止线80米;信号灯杆正对着对向进口道雷视卡口信号灯杆斜对着对向进口道;进口实线车道起点到电警杆距离16 米信号灯杆距离对向停止线80米;进口实线车道起点到电警杆距离16 米雷视电警电警杆位置标准正对路口进口道注意事项说明:(1) 对于实现单点智能控制功能而言,主推雷视信号灯杆方案;表格中代表该架设方案下能很好保障对应功能的实现,代表该架设方案下的对应功能效果一般,代表该架设方案下的对应功能效果很差。137