道路交通管与控制.docx
《道路交通管与控制.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《道路交通管与控制.docx（31页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
道路交通管与控制
道路交通管理与控制
主要内容
Ø概述
Ø交通信号与管理的基本概念
Ø交通信号控制
Ø交通系统控制
Ø交通管理与控制的发展
Ø信号控制设备选用
ØEBV3标清电子警察系统
ØEBV5高清电子警察系统
Ø易博公司其他主要产品
一、概述
Ø城市交通的主要问题
1.交通拥挤
2.交通事故频繁
3.交通工具对空气的污染严重
Ø道路交通控制的主要任务
图1道路交通控制系统涉及因素
Ø道路交通控制的主要任务
主要任务是对道路交通进行合理的引导和控制，缓解交通拥挤，及时为车辆上的相关人员及行人提供交通情况信息，保障交通运输畅通和安全。
Ø道路交通控制的目的
（1）减少交通事故，保障交通安全
交通事故给人们的生命和财产带来严重的危害。
从二十世纪八十年代末中国交通事故年死亡人数首次超过五万人至今，中国（未包括港澳台地区）交通事故死亡人数已经连续十余年居世界第一。
交通事故多发生于道路的交叉口，根据我国的统计数据，在城市交叉口安装交通信号控制机后，交通事故发生率有所下降。
（2）缓解交通拥挤、堵塞，提高运输效率
交通拥挤和堵塞不仅给市民的生活带来不便，也制约着城市经济的发展。
2007年，深圳市政府首次就交通拥挤堵塞向市民致歉。
广州市政府近几年调查发现，交通拥挤和堵塞已成为制约广州市国民经济发展的一个重要因素之一。
根据美国、德国等国家的统计，采用交通自动控制系统可以减少车辆运行延误时间15%~40%，并使道路通行能力提高20%左右。
（3）节约能源消耗，降低车辆对环境的污染
研究调查表明，车辆的每一次加减速运动，都将使燃油消耗增加。
另外，车辆在起动是排出的废气量是匀速行驶的7倍以上，产生的噪声也比平常行驶高7倍。
从我国的情况来看，国内大、中城市的汽车排放污染物问题相当严重，如个别城市的交叉口民警在执勤中中毒晕倒。
（4）提高公共运输系统的吸引力和效率
公共交通运输工具如公共电汽车、地铁、轻轨等具有载客量大、占用道路少的特点。
因此，对于城市交通管理和控制来讲，如何有效地提高公共交通的效率是关键因素，同时包括实行公共交通优先的各种措施和方法。
二、交通信号与管理的基本概念
2.1交叉口
2.2交通信号灯
2.3交通信号
2.4交通信号控制的基本参数
2.5交通管理
2.1交叉口
交叉口具有城市道路相互连接构成道路交通网络的功能，在城市交通运输中，交叉口对交通运输的快捷性影响最大。
交叉口可分为三路交叉、四路交叉和多路交叉等，根据交叉口的形状有可分为T型、十字型、Y型和环型交叉口
交叉口控制方式
（1）让路控制
驾驶员要有“一停、二看、三通过”的思想。
在这种情况下，支路上的车必须等干路上的车辆优先通过后才能通行
（2）停车让路控制
用停车让路标志与标示来指挥、引导交通，是针对城市中的支路和交通流量比较大的干道交叉的路口。
在这些路口上，支路上的车必须停车让干路上的车辆通行，然后再寻找适当的机会通过交叉口或与干道交通流汇合。
（3）信号控制方式
用信号机控制和引导交通流称为交通信号控制，交通信号控制通过信号灯色来给予交通流通行权，以形成畅通有序的交通流。
（4）警察管理和指挥
一般来讲，警察可以再以下情况介入交叉口的交通管理和指挥：
•交通信号灯系统发生故障；
•有大型活动，交通流很大的情况；
•有道路施工或交通事故时；
•某些交叉口的信号灯控制装置不能处理高峰期大交通流量时。
2.2交通信号灯
交通信号灯由红灯（表示禁止通行）、绿灯（表示允许通行）、黄灯（表示警示）组成。
分为：
机动车信号灯
非机动车信号灯
人行横道信号灯
车道信号灯
方向指示信号灯
闪光警告信号灯
道路与铁路平面交叉道口信号灯
2.3交通信号
机动车、非机动车信号灯
1.绿灯信号
绿灯信号是准许通行信号。
按《交通安全法实施条例》规定：
绿灯亮时，准许车辆、行人通行，但转弯的车辆不准妨碍被放行的直行车辆和行人通行。
2.红灯信号
红灯信号是绝对禁止通行信号。
红灯亮时，禁止车辆通行。
右转弯车辆在不妨碍被放行的车辆和行人通行的情况下，可以通行
3.黄灯信号
黄灯亮时，已越过停止线的车辆，可以继续通行。
注意事项：
Ø黄灯亮时，应将车停在停止线后面，但车辆如因距离过近不便停车而越过停止线时，可以继续通行。
Ø黄灯亮时，行人不要进入人行横道。
Ø黄灯亮时已在人行横道内的行人要视来车情况，或尽快通过，或原地不动，或退回原处
机动车、非机动车信号灯
在未设置非机动车信号灯和人行横道信号灯的路口，非机动车和行人应当按照机动车信号灯的表示通行。
闪光警告信号：
为持续闪烁的黄灯，提示车辆、行人通行时注意瞭望，确认安全后通过。
注意事项
在黄灯闪烁信号的路口，车辆、行人通行时，即要遵守确保安全的原则，同时还要遵守没有交通信号或交通标志控制路口的通行规定。
方向指示信号
方向指示信号灯的箭头方向向左、向上、向右分别表示左转、直行、右转。
绿色箭头灯亮时，车辆可按绿色箭头所指的方向行驶。
车道灯信号
车道灯由绿色箭头灯（朝下），和红色叉形灯组成，设在可变车道上，只对本车道起作用。
绿色箭头灯亮时准许本车道车辆按指示方向通行；红色叉形灯或者箭头灯亮时，禁止本车道车辆通行。
人行横道灯信号
人行横道灯由红、绿两色灯组成。
在红灯镜面上有一个站立的人形象，在绿灯面上有一个行走的人形象。
绿灯亮时，准许行人通过人行横道；红灯亮时，禁止行人进入人行横道，但是已经进入人行横道的，可以继续通过或者在道路中心线处停留等候。
道路与铁路平面交叉道口信号
●道路与铁路平面交叉道口有两个红灯交替闪烁或者一个红灯亮时，表示禁止车辆、行人通行；红灯熄灭时，表示允许车辆、行人通行。
2.4交通信号控制的基本参数
主要介绍交通信号控制的5个基本参数，即周期、信号相位、绿信比、损失时间和相位差。
（1）周期
交通信号的红、黄、绿3种灯是依次循环闪亮的，信号变化一个循环作用时间就称为信号周期，简称周期，单位是秒。
（2）信号相位
在一个周期内，交叉口上某一支或某几支交通流所获得的通行权称为信号相。
一个周期内，信号相的安排必须满足交通流之间无冲突。
例如：
一十字路口，若规定东西方向直行及左右转弯获得的通行权为A相，南北方向直行及左右转弯获得的通行权为B相。
当A相为红灯和黄灯时，B相为红灯；当B相为红灯和黄灯时，A相为红灯，便能保障交通流的通行。
（3）绿信比
有效绿灯时间是指某相信号的绿灯时间与黄灯时间之和减去损失时间。
绿信比是指在一个信号周期内有效绿灯时间分配给各个信号相的情况，它为有效绿灯时间除以周期时间。
（4）损失时间
损失时间是指在周期内由于交通安全及车流运行特性等原因，在某时段内没有交通流运行或未被充分利用的时间。
全红时间是指在信号切换时为保证车辆不冲突，清除交叉口内的剩余车辆所用的时间。
一般来讲，在某一方向的信号灯由绿灯变黄灯，在黄灯时间结束时，仍然会有个别车辆在交叉口上行驶。
若此时立即将另一相位转为绿灯信号，就可能使两个方向的车流发生冲突。
这时，解决的方法便是设置全红时间，一般为3~5秒。
（5）相位差
相位差分为绝对相位差和相对相位差。
绝对相位差：
在联动信号控制系统中，选定某一交叉口中的信号为基准信号，其它各交叉口绿灯起始时间相对于基准信号交叉口绿灯时间的差。
相对相位差：
在各路口的周期时间均相同的联动信号控制系统中，相邻两个交叉口协调相位的绿灯起始时间差。
相位差的单位为秒。
其它的一些参数：
（1）饱和流量
对交叉口而言，当交通信号灯转变为绿灯时间时，由于驾驶员和车辆起动需要一定的时间，这样在停车线后排队的车辆，经过一段时间后加速到正常行驶速度，通过停车线的车流量由零很快增到一个稳定的数值即是饱和流量，常用qs表示，单位每小时通过的车辆数。
饱和流量是一个与交叉口信号配时无关的量，取决于道路条件和车俩状况。
英国的金伯（Kimber）和其同事，研究得到一个计算饱和流量的非线性公式：
qs=196b2-979b+2964
（2）通行能力
通行能力是指在现有道路条件和交通管制下，车辆以能接受的行车速度，单位时间内一条道路或道路某一截面所能通过的最大车辆数。
（3）服务水平
服务水平是指司机和乘客对道路交通运行时要求能达到的服务质量标准。
2.5交通管理
1.行车管理
2.停车管理
3.步行管理
4.高速公路交通管理
5.交通需求管理
1.行车管理
（1）车速管理
车速管理是指运用交通管理的手段，强制性地要求机动车按照规定的速度范围在道路上运行，以确保道路交通安全。
（2）车道管理
●单向交通
单向交通又称单行线，是指道路上的车辆只能按一个方向行驶的交通。
●变向交通
变向交通又称“潮汐交通”，是指在不同的时间内变换某些车道上的行车方向或行车种类的交通。
（3）禁行管理
根据道路条件和交通条件，实行对机动车和非机动车的某种限制管理，叫禁行管理。
有下面几种情形：
●时段禁行
●错日禁行
●车种禁行
●转弯禁行
●质量（或高度、超速等）禁行
2.停车管理
Ø路边存车管理
Ø路外存车管理
路外存车是指在道路用地外围外的停车场或停车库的存车。
Ø临时存车管理
3.步行管理
步行管理的基本观念是“以人为本”，基本目标是保障行人的安全。
4.高速公路交通管理
高速公路的交通管理是对高速公路上的渠化交通流，按照有关法律、法规进行科学合理组织、引导、疏通、控制，并大量运用各种现代技术实施交通安全管理和事故管理，从而保障高速公路的快速、安全、舒适、经济和畅通。
5.交通需求管理
交通需求管理主要管理人们理性地使用汽车。
三、交通信号控制
3.1交通检测器
3.2电子警察
3.3交通控制信号机
3.1交通检测器
交通检测器是道路交通系统的重要组成部分。
它用于交通监视、匝道调节、流量和速度检测、提供使用记录和排队检测。
交通检测器的分类：
（1）环形线圈检测器
环形线圈检测器是目前使用最为广泛的车辆检测器装置。
这种检测器通过流过环形线圈的电流产生磁场。
车身的铁质构件干扰磁场，并由检测器的电子装置进行检测。
优点：
它们不是检测到车辆，就是没有检测到车辆，不会因为性能衰减而造成读数不精确。
由于环形线圈设计的灵活性，它检测车辆的范围最为广泛。
设计环形线圈检测器除了可以用来检测车辆通过，也可用于检测车辆的存在。
根据环形线圈检测器的输出信号就可以确定车道占有率、速度和交通流量等信息。
（2）磁性检测器
●将具有高导磁率磁芯的线圈埋置在路面下，当金属体如车辆靠近或通过该线圈时，穿过该线圈的磁场即发生了变化，这样在线圈上就产生了电压。
利用高增益的放大器将该电压放大以推动继电器，并给控制器发出已检测到车辆的信息。
●磁性检测器的优点：
安装在路面下，不会收到扫雪机、清扫机等的损坏，价格便宜、安装容易，特别是地磁检测器。
●磁性检测器的缺点：
其检测区域很难控制。
无向性磁性检测器也会受到附近强大的直流输电线的影响。
（3）雷达检测器
雷达检测器按照多普勒效应原理工作。
它由路面检测器部件发射一微波束。
车辆通过这些波束时，引起波束反射回发送部件（天线）。
感应部件记录下两个短脉冲，一个是在车辆进入检测区域时产生，另一个是在车辆离开时产生。
（4）超声波检测器
超声波检测器的工作原理与雷达检测器是一样的。
两者都发射一束能量到一个区域，并接收车辆反射回来的能量束。
超声波检测器通过换能器向道路发射超声波能量脉冲，在车辆存在时，这个能量束被反射回换能器，换能器又将能量传递到收发机，收发机再发出脉冲到控制器，记录车辆存在或通过信号。
超声波检测器只能检测车辆通过，而雷达检测器能检测器还能检测到车辆存在。
（5）发光检测器
发光检测器利用光电管或红外线来接收中断光束或反射光束。
光电检测器有位于道路一侧的光源和位于另一侧的光电管组成。
车辆通过时，中断光束并传动继电器，记录下检测到的车辆。
（6）其它的一些交通检测器
●视频检测器
●环境检测器
3.2交通控制信号机
交通控制信号机根据最新发展的信息、计算机、传感器技术及智能控制理论设计和开发。
它主要用于城市交叉路口的信号智能控制以解决城市交通拥挤和堵塞的状况，同时对改善环境，降低能耗和减少交通事故起到很大的作用。
四、交通系统控制
4.1线控交通系统
4.2面控交通系统
4.1线控制交通系统
线控制又称线系统控制或联动系统，在一条较长的道路上，有若干个相邻近的交叉口，如采用点控制组织交通，则各交叉口的绿信比、周期长度和开绿灯的时刻互不协调。
这样必然增加停车次数。
而采用线控制使各交叉口取统一周期长度。
变动绿信比，各交叉口的绿灯时刻按行车路线方向错开一定的时间，称为相位差。
这样只要车辆按规定的速度行驶，理论上可以做到处处遇到绿灯，从而减少停车次数与时间延误，缩短运行时间，提高道路通行能力。
这种控制方法称为线控制，亦称绿波交通。
绿波交通有三种控制方法：
●联动控制
●单系统控制
●多段系统控制
●联动控制
在线联动的信号机中，有一个信号机为主机，统一控制其他信号机，从而达到减少车辆延误的目的，这是定时自动信号灯中的一项重要改进，整个系统使用同一周期长度，各联动的路口其最大距离一般取800m较为合适。
超过800m，中途由于有商店、行人、学校等因素干扰，从而严重影响联动的效果
线联动信号系统的三个要素：
周期、时段和相位差。
●单系统控制
路段上有5-20个相邻的交叉口，预先确定一种控制方案的系统控制称为单系统控制。
单系统控制一般不设主控制机，而按统一设计的周期、相位差，而用石英钟调准各交叉口的开机时间，而达到系统控制的目的，这样可不用导线传递控制命令。
●多段系统控制
为了适应交通运行状况的变化，与多时段定周期控制系统一样，把控制参数（周期、绿信比及相位差），按事先设计好的程序，在不同的时间段用不同的系统控制参数。
除了多时段控制系统以外，还有自动感应系统控制，这种控制机要使用电子模拟计算机或数字计算机。
4.2面控制交通系统
城市里纵横交错的道路网，特别是大城市，有很多交叉口相距很近，将城市里某一地区很多的交叉口信号机，由中央控制室几种统一控制，这种地区行集中控制称为面控制或区域控制。
面控制系统的采用必须考虑一下几项条件：
Ø控制性能发展性；
Ø控制范围由扩大的可能；
Ø高度的可靠性；
Ø使用方便；
Ø在我国现实交通条件下，必须考虑自行车交通的合理处理问题。
五、交通管理与控制的发展
5.1发展历程
5.2新一代城市交通控制系统
5.3城市交通控制系统的发展趋势
5.4总结与展望
5.1发展历程
●1868年，英国在伦敦WestMinster地区安装了世界上第一台交通信号灯，揭开了城市交通信号灯控制的序幕，人类的交通从此结束了无序的历史。
当时的信号灯采用红绿两色的煤气照明灯，仅限于夜间使用。
●1918年，美国在盐湖城建成了第一个使主干线上各个信号灯基于“绿波思想”同步运作的互联信号系统。
与此同时，信号灯也改进为白天晚上皆可运行的电气照明三色信号灯。
●1926年，英国在沃尔佛汉普顿第一次安装和使用自动化的控制器来控制交通信号，标志着城市交通自动控制的开始。
鉴于当时的信号灯主要采用机电设备连锁的定周期控制方式，因此，数据处理功能有限，信号灯之间的协作也较少。
●1952年，美国科罗拉多州丹佛市首次利用模拟计算机和交通检测器实现了交通信号灯的实用化，并成为世界上第一个具有电子数字计算机城市交通控制系统的城市。
伴随着计算机的发展和推广使用，城市交通信号控制系统得到了迅速的发展。
人们认识到，要更好地提高城市交通管理水平，不仅仅依靠硬件设备的更新和改进，还必须同时在控制逻辑和方法上有所突破。
●因此，随之而来的英国运输与道路实验室（TRRL）基于TRANSYT（TRAfficNetworkStudYTool）方法开发的SCOOT（Split,Cycle,OffsetOptimizationTechnique）和澳大利亚设计的基于配时方案实时选择方法来实现路网协调控制的SCATS（SydneyCoordinatedAdaptiveTrafficSystem）成为世界上两个最优秀的城市交通信号控制系统。
而且直至今日仍在不断升级的SCOOT和SCATS系统以外，许多新一代城市交通控制系统也相继推出并投入应用。
5.2新一代城市交通控制系统
随着现代科技的进步，人工智能技术、现代控制理论、计算机技术等广泛应用于新一代城市交通控制系统的设计与开发中。
Ø美国的RT-TRACS（Real-Time-TRafficAdaptiveControlSystem）系统
Ø日本的STREAM（StrategicREAltimecontrolforMegalopolis-traffic）系统
Ø德国的MOTION（MethodfortheOptimizationofTrafficsignalsInOn-linecontrolledNetwork）系统
Ø我国自行研制开发的第一个实时自适应城市交通控制系统HT-UTCS（urbantrafficcontrolsystem）系统
美国《ITS手册2000》对智能交通系统（ITS）的定义：
ITS由一系列广泛的用于运输网络的先进技术以及为出行者所提供的服务所组成，又名“运输通信”，ITS是基于信息、通信和集成三大核心特征。
作为ITS的一个子系统的城市交通控制系统（UrbanTrafficControlSystem,UTCS）的研究，也就成为是否能够最大限度地发挥交叉口的通行能力、缓解城市交通拥挤问题的重要的、有效的和经济的解决途径，引起了国内外众多研究机构的关注。
5.3城市交通控制系统的发展趋势
5.3.1智能化管理
5.3.2开放式系统
5.3.3城市高架与平面交通控制系统的一体化
5.3.4基于轨道交通优先的城市交通控制系统
5.3.1智能化管理
●以城市交通控制为核心，将与其紧密相关的诱导系统与预警系统进行集成，提升系统主动性思维能力，使其能自适应交通需求的变化，采取积极的主动控制策略来控制或减少不希望的事件或现象的发生。
5.3.2开放式系统
●在传统的城市交通控制领域，交通信号控制机通信协议的封闭性阻碍了开放式交通控制系统的实施，也使得城市交通管理部门通过竞争机制购置交通信号控制机变得束手无策。
●开放式交通信号控制系统（CTCS）为在交通信号控制机的通信接口实行标准化前，通过低成本的通信设备来连接系统中不同制造商生产的各种设备。
5.3.3城市高架与平面交通控制系统的一体化
从表面上看来，平面与高架分别自成系统，相互独立，在信号控制上没有任何直接联系，但实际上，高架道路往往位于交通繁忙路段上，交通流相互间的制约性很强，特别是对匝道的影响，直接关系到该路段交通的畅通。
特别是下匝道对最临近路口的影响，需要辅助信号控制系统，根据各个方向的具体交通流量，进行分流与控制。
5.3.4基于轨道交通优先的城市交通控制系统
●目前的轨道交通多是以高架或者地下为主，较少考虑平面交叉。
随着轨道交通的普及，平面交叉的轨道交通因其在环保等多方面，特别是在对既有城市景观的影响上表现出来的优势而倍受青睐。
加拿大的多伦多、英国的曼彻斯特、瑞士的日内瓦和苏黎士等城市都有发达的平面交叉轨道交通系统，主要集中在城市的中心区，负担较高的客运量，提供便捷的换乘服务。
5.4展望
城市交通控制系统，是一个专业性较强的综合性应用系统，解决的是我们日常生活中最直接的基本问题，其实施的好与坏直接接受广大交通参与者的检验，因此可以说城市交通控制系统是智能交通领域的一个重要应用窗口。
相信随着现代科技的飞速发展，以及人们对交通控制领域的认识的逐步深入与不断完善，城市交通控制系统必将会趋于智能化与现代化方向发展。
六.信号控制设备选用
6.1信号机的选用：
●易博公司的GJK-6交通信号控制机采用多相位控制，具有手动、定周协调、感应协调、干线、子区协调、联机、远程实时控制等多种工作方式,具备性价比优势。
国内类似产品有西门子、泰科、海信等。
●GJK-6型交通信号控制机符合中华人民共和国公共安全行业标准，通过了公安部检测中心的型式检测。
GJK-6标准配置
●机箱及机架总成（含地笼）
●CPU主控板1块
●PHD输出板2块（16相位，最大可扩充到32相位）
●PWR电源板1块
●手控面板1套
●电源避雷器1套
●6.2信号灯具的选用
信号灯根据大小有Ф300、Ф400
一般来说，车行道大路口可以选用Ф400的灯，一般路口可以选用Ф300。
人行灯一般都采用Ф300。
Ф400灯竖装高度150cm,Ф300灯竖装高度110cm。
如果受安装位置或者成本限制大路口也可以选用Ф300。
由于国家标准必须要求信号灯采用独立发光单元，除非用户特别要求，应当避免选用一灯多色（如一灯三色）的灯具。
信号灯根据图案有机动车灯JD（圆灯）；非机动车灯FJ（自行车灯）；人行横道灯RX；车道灯指示灯CD（箭头叉灯）；方向指示灯FX（箭头灯）；
不分道的路口选用机动车灯JD（圆灯）；
分道的路口选用方向指示灯FX（箭头灯）；
如果分道路口只有2车道，转弯车流量很小，可以选用圆灯，采用这种带冲突的设计可以提供路口通行量。
资金允许可以选用动态人行灯，可以增加LED信息显示条屏辅助显示。
●注意事项
●避免选用变压器和电容降压的信号灯，其均不符合国家规范（功率因素达不到0.85），特别不要采用电容降压的信号灯，其寿命短，不能用于电子警察抓拍。
6.3倒计时器的选用
●车行倒计时器按大小有400、600
●按颜色有双色、单色
●按显示方式有笔端和点阵
车行道资金允许应当选用600双色倒计时，显示清晰，不易造成驾驶员观察错误。
低价竞争可以选用400单色倒计时。
人行一般选用方形双色300倒计时器。
也可以使用300单色倒计时以节省投资。
特别的，可以选用点阵倒计时，商务锁定较好，显示美观，不宜缺笔，价格与双色笔段相同。
6.4典型路口信号控制设备清单
一、前端设备
1
信号机
GJK-6NT
台
1
25000
25000
重庆易博
2
无线传输模块
EB580
台
0
3000
0
3
人行信号灯+动态倒计时
RX300-EB11
组
8
2900
23200
重庆易博
4
车行箭头灯
FX300-EB02
组
12
1800
21600
重庆易博
5
车行圆盘灯
JD300-EB01
组
0
2000
0
重庆易博
6
双色点阵车行倒计时
DJS480-EB14
组
12
2800
33600
重庆易博
合计
103400
工程材料
二、工程材料
1
车行信号灯灯杆
八棱热锓锌喷塑横臂杆
套
4
0
0
2
人行灯杆
Φ114*4500C
套
8
0
0
3
控制电缆
RVV4*1.5
米
2400
0
0
4
电源电缆
RVV2*2.5
米
100
0
0
5
线圈馈线
GE1.0
米
0
0
0
6
镀锌钢管
2*Φ
升级会员 