红绿灯系统设计方案.docx
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红绿灯系统设计方案
1设计依据及参照规范
路口城市道路交通信号控制系统一期工程设计是依据下列文件及设计方案并参考相关文件和信息控制管理系统建设规范编制的。
《路口道路网络与交通设施规划蓝图》
《中华人民共和国交通法规》
《工业企业通信设计规范》GBJ42-81（试行）；
《钢筋混凝土设计规范》GBJIO-87；
《砌体结构设计规范》GBJ3-88；
《道路交通信号灯安装规范》GB14886-94；
《给排水工程结构设计规范》GBJ69-84；
《道路交通标志标线》GB5768-1999；
《地下通信电缆敷设》国家标准图集94X102；
《电器安装技术规范》GB；
《工业企业通信接地设计规范》；
《建筑物防雷设计规范》。
2系统设计思想
实用性——充分利用成熟的先进技术，避免盲目追求最新技术，同时又要防止系统处理能力不够。
应用软件符合管理需要，界面友好，易于维护，整个系统易用、实用。
可靠性——系统建设尽量采用标准化优质产品，并且在系统集成过程中对硬件设备安装、操作系统应用、网络连接、数据库设计将尽可能完善的做出故障检测、诊断及处理策略，以保证系统的稳定性和可靠性。
经济性——在充分满足系统运行技术与性能要求的前提下，尽量采用性能/价格比高的产品与技术，并在工程项目实施过程中本着励行节约的原则，精打细算，以保证项目建设的合理开销。
先进性——充分发挥项目建设各单位的优势，通过系统的引进、二次开发和整体集成，使建成后的系统在国内同行居于先进水平，并在系统实际运行过程中，建立紧密结合路口交通管理实际的科学化、现代化管理运行机制。
开放性——遵循有关国际标准、国家标准和行业标准，系统间具有良好的互联、互操作能力。
整体性——整体设计与外界的接口。
可扩展性——系统结构易于扩充，以适应今后可能出现的较大任务负载。
系统设备及软件向下兼容，以保护业主的原始投资。
易维护性——系统各部分均采用模块化结构，各自具有相应的软、硬件自检、故障诊断和安全保护措施，并有利于用户从事简单的现场一线维护。
可操作性——界面友好，充分考虑操作人员的特点，使数据处理工作简单、方便、快捷。
业务流程清晰，符合常规业务处理习惯。
系统数据维护方便，备份及数据恢复快速简单。
3系统结构
路口交通信号控制设备主要由交通信号控制器、交通信号灯、控制电缆等组成，根据实际交通管理需要，通过在路口的适当位置设置交通信号灯，由交通信号控制器根据预先设定的信号控制方案对信号灯进行控制，来实现对车流和人流的通行控制。
4系统功能
根据路口的实际交通状况和需要，一期工程只配置外场信号控制设备，在这种情况下，该系统的主要功能就是路口的交通信号控制与协调，可以运行以下几种交通信号控制方式：
1）本地无电缆协调控制：
在所有路口信号控制器中配置时间表和无电缆协调控制方案（即设定固定的周期、绿信比和相位差），相应路口将自动运行无电缆协调控制方案，协调路口间的交通信号控制。
2）本地人工控制：
在路口信号机配置有人工控制面板，路口值勤民警和现场技术人员，可根据交通控制的特殊需要，随时实施本地人工控制；
3）本地定周期控制：
交通状况根据交通流量、流向和其他因素不停变化，根据这种变化的交通状况，比如早高峰，晚高峰，公共节假日或夜间等，与之对应确定几套固定的配时方案（即设定固定的周期、绿信比），信号控制器会根据每天的时间表来调用这些控制方案。
4）备用控制：
根据各个路口的实际需要，特定时段以及晚间调用备用控制方式，实行黑灯或黄闪控制。
5技术规范
5.1交通信号相位组织及阶段安排
根据TR－0141规范，交通信号控制的相位和阶段定义如下：
相位－－向一股或多股交通流显示的某一种交通信号序列。
在本设计中一个相位可初步理解为交通信号控制器的一组红、黄、绿色或红、绿色交通信号驱动输出。
阶段－－在信号周期的某一段时间内，使一股或多股交通流获得通行权的交通信号状态。
即哪些相位在某一阶段中为其所控制的交通流给出通行权（绿灯或绿色图案）。
并行阶段流－－交通信号控制器可以并行地排列2－8组阶段序列，在最多不超过32个相位并使每个相位不跨越阶段流的限定下，根据每个控制现场的实际需要，将相应的相位配置在所需的各个阶段之中，以实现1台控制器控制多个控制现场的要求。
为了方便配置和实际应用与维护，路口的相位排列规则及步骤为：
以路口主要交通流方向的东侧或北侧直行机动车相位开始，按直、左、右顺序排列；
按逆时针方向逐个排列各个路口到达方向的机动车相位；
再从该路口机动车相位开始排列的方向开始按逆时针顺序排列非机动车相位；
最后该路口机动车相位开始排列的方向开始按逆时针顺序排列行人过街相位；
采用时空分离法控制非机动车的路口除特殊需要一般不单独设置非机动车相位，仅与行人过街相位共用。
5.2交通信号机
交通信号控制机应采用先进的计算机技术和成熟的电子产品制造工艺，全部软硬件设计应模块化，应具有可靠性高、操作方便、结构合理、维修简单等优点。
基本功能和主要技术指标如下：
．基本功能
◆通用标准的灯色控制
符合标准的交通信号灯定义,全部具有红黄绿三色灯组,既满足了机动车和非机动车分别控制的要求,又适合机动车方向指示箭头信号灯控制,在灯色顺序上按照绿、闪绿、黄灯、全红进行设置，也可根据用户的要求予以定做。
◆十二相位控制
最多可以定义十二个相位，机动车相位与非机动车相位可灵活配置，可进行32个相位组的组合，并有12个周期方案可供选择。
◆多时段控制
将一周划分为从星期一到星期日共七天，每一天最多可设定
24个时段，每个时段任意对应12个周期中的一个。
◆通信功能
信号控制器内置通信单元，提供两个串行通信口，可与计算机进行数据交换。
◆人工控制
信号机提供手动控制功能，在特殊情况下可通过该功能进行
人工操作。
◆特殊方案设定
可以定义黄灯闪烁的方案；也可设置定时关灯和开灯。
◆数据保护功能
高性能的EEPROM芯片保证在断电情况下，可以长期保持
控制方案。
◆人机界面
人机界面友好。
◆安全性能
电压自动过零时接通负载；通过特殊的稳压及滤波设计，保证信号机可以在恶劣的外场环境下持续工作。
◆安全保护功能
为信号机提供密码保护，防止非授权人员擅自修改交通控制
方案。
◆自动侦测硬件错误
信号机可自动检测某些硬件错误，并提出警告；在异常状态
能够自动复位。
Ⅱ．技术指标：
◆相位配置：
12相位
◆时钟精度
月误差小于60秒；
◆车辆检测器灵敏度
七级可调：
0.63%、0.32%、0.16%、0.08%;
0.04%、0.02%、0.01%
◆串口通信参数
RS-232：
RS-485、网口、VGA接口
9600bps，8数据位，1停止位，无校验，无流控制
◆气候环境适应性
温度-20℃～+70℃，相对湿度0～90%；
◆电源与功耗
交流220V（正常工作范围160V～260V），50±5HZ,
控制器最大功耗25W防护等级：
IP65
5.3设备箱
标准机箱：
1170*700*550
防护等级：
IP65
能够提供足够的位置安装交通信号机、光端机、检测器机架等设备。
安装机架在前面板预留有15㎜余量。
5.4信号灯
机动车信号灯为单体结构，每个单体结构的信号灯为红、黄、绿箭头三显示,都为三色同屏显示。
红灯为禁行信号，黄灯闪烁为过渡信号，绿箭头灯为开通箭头所指的方向；非机动车灯为二灯组合式带图形的红绿两显示灯。
技术指标如下：
显示部分尺寸：
车行信号灯为φ400mm，人行信号灯直径为φ300mm
输入电源：
220V－10％—＋10％
电源频率：
50Hzv－0.5Hz—＋0.5Hz
温度范围：
－5℃至+55℃
湿度范围：
≥95%
可视距离：
车行信号灯﹥200m
光强：
≥3000cd/㎡
光源：
高强度面发光二极管，使用一年后发光效率≥85%
光源寿命：
﹥10万小时
外观：
信号灯灯壳、前盖、遮沿、色片及密封圈表面平滑，无缺陷。
绝缘电阻：
﹥500MΩ
5.5外场管线设计及施工规范
在进行地下管线的设计、施工时，应遵循以下规范：
·在路口的三个方向埋设信号灯过街管线，主干道方向只能破路一次；
·在考虑管道的过街位置时，尽可能取路面的结合处；
·管道走直线，转角处设窨井；
·设窨井时，尽可能考虑预留信号灯的基础位置，并避免与电信、电力、煤气、污水等其它窨井冲突；
·机动车道上的窨井采用Q-20的井圈、井盖，其它为Q-15；窨井的井盖应高出路面3～5mm；
·管道的直线长度超过50米时，应考虑30米左右的间距设窨井；
·用挡板对施工区域进行封闭施工；
·开挖的机动车道、人行道彩砖和绿化带应尽最大可能恢复原貌，严禁出现路面塌陷现象。
·施工时应保持现场整洁，确保安全，尽可能减少对交通的影响。
本设计中敷线管道实行强、弱电分管，规格如下：
5.6交通信号控制方案设计
目前根据各个路口具体交通流情况，初步设计了一套配时方案，当系统投入运行后，我们可根据路口的实际车流状况改变调整控制方案。
1.大路口
十字大路口是一个异性十字路口，从节约资金和保证交通控制协调两个方面来考虑，建议由一台16相位信号机进行控制，信号控制方案如下：
配时方案：
方案
北南侧（stream0）
东西侧（stream1）
周期（s）
Stage1
Stage2
Stage3
Stage4
高峰（0）
07:
30~08:
30
17:
30~19:
00
65
55
65
55
120
平峰
（1）
08:
30~12:
00
14:
00~17:
30
50
40
50
40
90
平峰
（2）
07:
00~07:
30
12:
00~14:
00
19:
00~22:
00
40
30
40
30
70
晚间（3）
22:
00~07:
00
25
25
25
25
50
信号灯序列：
绿灯—黄灯—红灯。
1）小路口
该十字路口，由一台8相位信号机控制，信号控制方案如下：
配时方案：
方案
Stage1
Stage2
周期（S）
高峰（0）
07:
30~08:
30
17:
30~19:
00
60
60
120
平峰
（1）
08:
30~12:
00
14:
00~17:
30
45
45
90
平峰
（2）
07:
00~07:
30
12:
00~14:
00
19:
00~22:
00
35
35
70
晚间（3）
22:
00~07:
00
25
25
50
信号灯序列：
绿灯—黄灯—红灯。
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