交通信号控制课程实验.docx

交通信号控制课程实验.docx

《交通信号控制课程实验.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《交通信号控制课程实验.docx（49页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

交通信号控制课程实验交通信号控制课程实验道路交通信号控制课程实验指导书实验一一、实验目的：

通过本次实验，使得操作者能了解交通信号模拟演示控制机（以下简称为信号控制机）的各种控制参数与各项基本功能，熟悉交通信号控制机的操作使用方法，掌握交通信号控制的几种主要控制方式，熟练掌握控制面板各功能键的使用。

从而使得操作者能对交通信号控制机有一个整体性的认识，对其基本概念和工作原理有一个较为全面的了解。

二、实验要求：

了解交通信号控制机的基本控制参数控制步伐：

信号相位：

相位步伐表：

配时方案（表）：

时段方案（表）：

特殊日优先级别：

了解交通信号控制机的十二种工作状态运行校准：

方案设定：

时钟校准：

时段设定：

手动步伐：

日历校准：

特殊日设定：

密码设定：

复位出厂方式：

波特率设定：

手动黄闪：

故障报警：

掌握交通信号控制机的几种主要控制方式及其应用场合手动黄闪控制：

手动步伐控制：

多时段控制：

特殊日控制：

自动黄闪与关机方案：

三、实验内容：

仔细观察交通信号控制机出厂时所定义的十八控制步伐的运行状态，并请描述出各控制步伐的功能作用与设置依据。

当东西方向交通流基本对称、左转车流较大、需要为左转车辆提供专用相位，南北方向交通流基本对称、左转车流较小、无需为左转车辆提供专用相位时，试给出交通信号控制机相应的相位步伐表。

请给出相位步伐表、配时方案表、时段方案表以及特殊日设定表之间的关系，并说说当需要对某特殊日进行特殊日控制设定时，操作者应根据其交通流特性对交通信号控制机中的哪些参数进行修改。

实验二一、实验目的：

通过本次实验，使得操作者能掌握信号控制机的配时方案、时段方案与特殊日的设置过程，学会通过控制面板的功能键实现对交通信号控制机各项参数的修改，并进行模拟验证。

从而使得操作者能对交通信号控制机的工作模式和设置过程有一个更为全面深入的了解，能根据路口不同日期不同时段的实际配时需求，对信号控制机的控制参数进行合理正确的设置。

二、实验要求：

掌握如何将设定好的配时方案表存贮在交通信号控制机中掌握如何将设定好的时段方案表存贮在交通信号控制机中掌握如何将设定好的特殊日设定表存贮在交通信号控制机中熟悉对密码进行设定的正确操作方法，了解特殊日设定中优先序号的含义与作用了解如何根据实际路口特性适当修改信号控制机的相关参数，以适应实际路口信号控制的需要三、实验内容：

想一想如何通过修改交通信号控制机的控制参数，实现三相位或两相位的信号控制；如果交叉口较小，信号控制机的哪些控制参数需要修改。

已知某一交叉口在十月一日的交通流状况与平日相差较大，需要进行特殊日控制。

假设设计人员根据该交叉口的交通流状况对其进行了不同时间段的信号配时，具体的信号配时如下表时段10:

006:

00四面黄闪时段26:

007:

30东西向直行绿灯时间40s、左转绿灯时间20s；南北向直行绿灯时间30s、左转绿灯时间20s。

时段37:

309:

00东西向直行绿灯时间50s、左转绿灯时间20s；南北向直行绿灯时间40s、左转绿灯时间25s。

时段49:

0011:

00东西向直行绿灯时间60s、左转绿灯时间25s；南北向直行绿灯时间40s、左转绿灯时间30s。

时段511:

0014:

00东西向直行绿灯时间50s、左转绿灯时间20s；南北向直行绿灯时间40s、左转绿灯时间25s。

时段614:

0016:

30东西向直行绿灯时间40s、左转绿灯时间20s；南北向直行绿灯时间30s、左转绿灯时间20s。

时段716:

3018:

00东西向直行绿灯时间50s、左转绿灯时间20s；南北向直行绿灯时间40s、左转绿灯时间25s。

时段818:

0021:

00东西向直行绿灯时间60s、左转绿灯时间25s；南北向直行绿灯时间40s、左转绿灯时间30s。

时段921:

0022:

30东西向直行绿灯时间50s、左转绿灯时间20s；南北向直行绿灯时间40s、左转绿灯时间25s。

时段1022:

3023:

59四面黄闪不同时段的信号配时表所示。

请利用方案4方案7（由用户自行设定）以及特殊方案8（黄闪方案）对该特殊日进行优先级别为1的特殊日设定。

（采用交通信号控制机出厂时所定义的四相位十八控制步伐方式进行信号控制，过渡控制步伐的时间可直接使用出厂设定值）实验三一、实验目的：

通过本次实验，使得操作者能熟悉交通信号控制机软件的基本操作使用，掌握使用交通信号控制机软件生成交通信号控制方案的操作方法，掌握利用十四路信号输出实现非对称式交通信号控制方案时信号机输出与信号灯的连接方法。

从而使得操作者能熟练掌握交通信号控制机软件的使用，能通过“信号控制机下载计算机所生成的交通信号控制方案”和“信号机输出与信号灯的自定义连接”，实现交通信号控制机更为灵活的信号控制。

二、实验要求：

掌握如何使用交通信号控制机软件查询与修改其控制参数能通过交通信号控制机软件实现对信号控制机的完全在线控制和模拟仿真学会利用交通信号控制机软件进行交通信号控制方案的生成与下载掌握利用十四路信号输出实现非对称式交通信号控制方案时信号机输出与信号灯的连接方法三、实验内容：

通过交通信号控制机的串行通信RS232口，将信号机与计算机用数据线相连。

在计算机上运行交通信号控制机软件，实现对信号控制机进行在线控制和控制参数的查询与修改。

假设某一交叉口的信号相位图如下图所示，请利用交通信号控制机软件生成相应的信号控制方案，并将信号控制方案通过交通信号控制机的串行通信口进行下载，在控制面板的模拟十字路口上进行模拟运行。

第一相位第二相位第三相位假设某一交叉口南北向的左转车辆较多且未设左转专用车道，设计者为其选取的信号相位方案（非对称式交通信号控制方案）如下图所示。

请利用交通信号控制机软件生成相应的信号控制方案，在计算机上直观准确地模拟运行，并将该信号控制方案通过交通信号控制机的串行通信口进行下载，再通过定义交通信号控制机的十四路输出信号实现该信号相位方案的信号输出。

第一相位第二相位第三相位1A2A1R2R1Y2Y1G2G1PR2PR1PG2PG1A2A实验四一、实验目的：

通过本次实验，使得操作者能了解基于理想路口间距的双向绿波协调控制算法，掌握使用交通信号控制机软件生成干道双向绿波协调控制方案的操作方法，并学会利用交通信号控制机软件实现干道单向绿波协调控制与干道同步式协调控制。

从而使得操作者能运用交通信号控制机软件生成不同形式的干道协调控制方案，并学会通过交通信号控制机的串行通信口将协调控制配时参数下载到相应路口信号控制机中去。

二、实验要求：

进一步加深了解双向绿波协调控制算法掌握如何使用交通信号控制机软件实现干道双向绿波协调控制掌握如何使用交通信号控制机软件实现干道单向绿波协调控制掌握如何使用交通信号控制机软件实现干道同步式协调控制三、实验内容：

通过操作交通信号控制机软件生成干道双向绿波协调控制方案，说说当需要对某干道进行双向绿波协调控制时，操作者应已知哪些交通量，根据哪些性能指标评价参数进行配时设计；最后输出的干道协调控制配时参数又有哪些。

假设需要对某一干道上的8个交叉口进行双向绿波控制。

已知相邻路口间距分别为：

路口1至路口2的距离为365米、路口2至路口3的距离为435米、路口3至路口4的距离为576米、路口4至路口5的距离为397米、路口5至路口6的距离为643米、路口6至路口7的距离为582米、路口7至路口8的距离为486米；各路口主干道方向绿信比依次为：

60%、54%、58%、64%、52%、61%、57%、59%；初选线控公共信号周期时长为100秒；通过带速度为36公里/小时。

请利用交通信号控制机软件进行干道双向绿波协调控制的设计，并根据控制效果的好坏对其产生的原因加以说明。

假设需要对某一干道上的5个交叉口进行双向绿波控制。

已知相邻路口间距分别为：

路口1至路口2的距离为267米、路口2至路口3的距离为510米、路口3至路口4的距离为703米、路口4至路口5的距离为467米；各路口主干道方向绿信比依次为：

60%、57%、52%、59%、62%；初选线控公共信号周期时长为100秒；通过带速度为36公里/小时。

请利用交通信号控制机软件进行干道双向绿波协调控制的设计，并根据控制效果的好坏对其产生的原因加以说明。

请利用交通信号控制机软件自行设计某干道的双向绿波协调控制、单向绿波协调控制、同步式协调控制，并通过交通信号控制机的串行通信口将协调控制配时参数下载到相应路口信号控制机中去。

实验五一、实验目的：

通过本次实验，使得操作者能通过交通信号控制机软件了解该交通信号控制机的软硬件结构组成和一些基本功能特点的实现，了解该交通信号控制教学设备与路口交通信号控制机之间的异同，加深对信号控制机在整个智能交通控制系统中功能和作用的认识。

从而使得操作者能对交通信号控制机有一个系统、全面、深入的认识，将课堂所学与实际情况紧密联系起来，为以后的实际工作奠定好坚实的基础。

二、实验要求：

了解交通信号控制机（该教学设备）的硬件结构了解交通信号控制机（该教学设备）的软件实现了解路口交通信号控制机的结构组成了解交通信号控制机在实际使用过程中可能存在的机器故障以及应采取的诊断与防护技术了解路口交通信号控制机在整个智能交通控制系统中所发挥的功能和作用三、实验内容：

联系交通信号控制机所具备的基本功能，说说信号控制机的硬件结构必须由哪几部分组成。

请问与路口交通信号控制机相比，该交通信号控制教学设备还需要配备哪些功能模块，才能真正构成一个实际的交通信号控制系统。

通过对交通信号控制机软件的学习，说说信号控制机在实际运行过程中可能会出现哪些故障，有何解决方案。

并请描述一下交通信号控制机在整个智能交通控制系统中的地位和作用。

交通信号控制机使用说明一、信号控制机的主要特点本机适用于普通十字路口的信号控制。

（一）外形小巧、移动使用方便。

本机体积大小为315mm205mm50mm，质量大小为2Kg；可使用单5V直流电源直接供电，也可使用220V交流输入、5V直流输出的开关电源直接供电。

（二）控制面板清晰明了、易于操作。

控制面板上印有信号控制机工作状态设置表与模拟十字路口，并设置有状态指示灯，使操作直观、简单、灵活。

（三）功能强大。

能实现手动控制、黄闪控制、多相位分时段控制、特殊日控制等多种控制模式；具有出厂方案复位设置、串行异步传送速率设置、密码设置、日历时钟修改等辅助功能。

（四）实用性好。

本机的输出控制端可以接到信号灯的驱动电路，直接控制路口信号灯。

通过改变输出设定，可以实现两相位、三相位或四相位的非对称式信号交通控制。

（五）控制参数在线修改。

通过本机的串行通信RS232口，可以利用计算机对信号控制机进行在线控制和控制参数的查询与修改。

通过交通信号控制机软件可以在信号控制机内生成非对称式交通信号控制方案。

（六）能实现联网工作。

中心控制器可以通过串行通信RS232口对信号控制机进行实时交通信号控制方案下载，可实现信号控制机的实时协调控制功能。

（七）工作稳定性高、抗干扰能力强。

本信号控制机采用硬件故障自检技术、硬件抗干扰技术和软件抗干扰技术，实现对微处理器及其运行情况进行故障监视，并能将检测到的故障类型进行显示和及时处理。

二、信号控制机的基本功能

（一）本机能实现四相位、十八步伐的信号控制。

四相位、十八步伐的信号控制是十字路口的一种典型信号相位设计方式，通过改变输出设定，可以组成三相位或两相位控制（通过设定某步伐的执行时间为0，可以取消该步伐）。

（二）本机能设置并存贮八种配时方案和两种特殊方案。

根据十字路口不同时间、不同时段的交通流特性，可为路口信号机设置八种配时方案。

信号机具有两种特殊方案（黄闪方案和关机方案），适用于夜间车流量很少和发生特殊情况的场合。

（三）本机能实现全天十时段的信号控制。

根据路口的实际情况，把一天分成十个时段，在不同时段选用相应的配时方案，实现多时段控制，适用于车流变化较有规律的控制路口。

（四）本机能设置并存贮七个时段方案表，实现特殊日控制。

本机可以对用户所设定的六种特殊日变更时段方案表，实现特殊日控制，有效地解决了“路口一年中有许多特殊日（如五一、国庆、元旦、周六、周日）的交通情况与平日相差较大”的问题。

（五）本机能实现手动步伐控制。

通过手动步伐控制，可以使信号机顺序停留在工作步伐上。

根据实际需要，把某方向的信号灯设置为绿灯或红灯，以达到开放或关闭该方向的通行权。

（六）本机能实现出厂方案的复位设置。

本机可以将控制方案立刻复位为出厂方式，以消除工作参数设置不当所带来的后果，并重新对工作参数进行设置。

（七）本机能实现手动黄闪控制。

通过手动黄闪控制，可以使信号机进入黄闪状态。

用户可以先在该状态下进行信号机参数的设定，然后再通过将信号机切换到运行校准状态，实现多时段控制。

（八）本机能设置多种串行异步传送速率。

可以根据外部串行通讯设备或交通专用计算机网络的传输速率，为信号机选择适当的波特率值，以实现信号机与外部计算机进行数据传送。

（九）本机能在线修改各种控制参数。

通过本机的串行通信RS232口，在计算机上运行交通信号控制机软件，可以对信号控制机进行在线控制和控制参数的查询与修改。

通过交通信号控制机软件还可以在信号控制机内生成非对称式交通信号控制方案，并能在计算机上直观准确地模拟运行。

（一十）本机能实现联网工作。

中心控制器可以通过串行通信RS232口对信号控制机进行实时交通信号控制方案下载，通过各种控制算法实现信号控制机的实时协调控制功能。

（一十一）本机能实现故障检测和故障处理。

信号机采用硬件故障自检技术、硬件抗干扰技术和软件抗干扰技术，实现对微处理器及其运行情况进行故障监视，并将检测到的故障类型进行显示和及时处理。

（一十二）本机具有日历时钟修改、密码设置、数码管显示、实时监控、输出信号通断控制等辅助功能，能实现十四路信号输出。

通过控制面板可以查询或修改信号机的系统日期、时间。

用户可以根据实际情况，设置或取消工作参数修改密码。

信号机采用八个LED七段数码管显示器显示工作状态，当十分钟内信号机无按键输入，显示器自动熄灭，信号机进入低功耗工作状态；当信号机有按键输入，显示器会立刻显示当前状态内容。

使用硬件故障自检技术和软硬件抗干扰技术有效实现对信号机的实时监控。

三、信号控制机的具体操作使用说明本机具有十二种工作状态，即运行校准、方案设定、时钟校准、时段设定、手动步伐、日历校准、特殊日设定、密码设定、复位出厂方式、波特率设定、手动黄闪、故障报警。

通过右下角对应的十一个按键来选择当前工作状态（信号机在检测到故障后，将自动进入故障报警工作状态），通过信号控制机工作状态设置表中的十二盏状态指示灯（标识为D1D12）来指示当前工作状态；通过K1K8八个按键来修改各种工作状态的工作参数；通过八位LED数码管显示器来显示各种工作状态的执行情况和各种工作参数的输入情况。

注意：

每次通过K1K8八个修改按键输入的工作参数，只有在获取了有效修改权限并按下确认键的状态下，才能有效存入信号机，此时伴随有“嘟”的蜂鸣声。

信号机也必须在已获取有效修改权限之后，方可在进入手动步伐控制、手动黄闪控制和复位出厂方式。

按下“确认”键随即听到“嘟”的蜂鸣声表明此次工作参数修改有效（保存在系统中）或密码输入正确，否则表明工作参数修改无效或密码输入有误。

控制面板工作状态设置表LED1LED2LED3LED4LED5LED6LED7LED8运行校准D1方案步伐设定时间倒计时间方案设定D2方案步伐设定时间/时钟校准D3/小时分钟时段设定D4表号方案时段起始小时起始分钟手动步伐D5/步伐/日历校准D6年月日星期特殊日设定D7表号序号月日星期密码设定D8密码修改密码校验出厂复位D9/波特率设定D10波特率等级波特率数值手动黄/闪D11故障报警D12故障类型码/设定按键K1K2K3K4K5K6K7K8/表示对应的数码管熄灭

（一）运行校准按下按键“运行校准”，状态指示灯D1点亮，信号机进入运行校准工作状态。

在正常运行时，应将信号机工作在该状态，数码显示器能让用户非常直观地观察当前运行情况，判断设置的时间长短是否适当。

LED1LED2LED3LED4LED5LED6LED7LED8状态显示方案09步伐118设定时间159倒计时间159设定按键状态显示栏空表示相应的数码显示器熄灭；设定按键栏空表示该参数无法修改。

在该工作状态下，按任一参数修改按键（K1K8），均为无效。

当某步伐的执行时间设为0时，该步伐将被取消，运行校准会跳过该步伐执行并显示后续步伐。

LED02112005运行校准D1亮方案步伐设定时间倒计时间上表列出的数码管显示内容应理解为：

现正在执行配时方案2的第11步伐，该步伐设定时间为20秒，现执行到倒数第5秒。

（二）方案设定按下按键“方案设定”，状态指示灯D2点亮，信号机进入方案设定工作状态。

在该工作状态下通过操作参数修改按键，能设置并存贮八种配时方案，以满足不同时段到来时调用的需要。

LED1LED2LED3LED4LED5LED6LED7LED8状态显示方案07步伐118时间059设定按键K2K3K4K5K6按下K2键，方案参数将在07的范围内，周期性顺序变换其个位；按下K3键，步伐参数将在118的范围内，周期性顺序变换其十位（例如步伐参数初始值为2，按下K3键，步伐参数变换为12，再按下K3键，步伐参数变换为2；又例如步伐参数初始值为10，按下K3键，步伐参数保持为10）；按下K4键，步伐参数将在118的范围内，周期性顺序变换其个位（例如步伐参数初始值为8，按下K4键，步伐参数变换为9，再按下K4键，步伐参数变换为1；又例如步伐参数初始值为17，按下K4键，步伐参数变换为18，再按下K4键，步伐参数变换为10）；按下K5键，时间参数将在059的范围内，周期性顺序变换其十位（例如时间参数初始值为40，按下K5键，时间参数变换为50，再按下K5键，时间参数变换为0）；按下K6键，时间参数将在059的范围内，周期性顺序变换其个位。

将某方案的某步伐时间设为0，即为取消该方案的指定步伐。

出厂时定义的十八步伐特性依次为：

全红步、东西向直行可变步、东西向行人绿闪步、东西向直行绿闪步、东西向黄步、全红步、东西向左行可变步、东西向左行绿闪步、东西向黄步、全红步、南北向直行可变步、南北向行人绿闪步、南北向直行绿闪步、南北向黄步、全红步、南北向左行可变步、南北向左行绿闪步、南北向黄步。

一般情况下，改变控制信号周期的长短，只需调整可变步伐的执行时间，其它步伐的执行时间可以直接使用出厂设定值，不必作任何修改。

LED030725/方案设定D2亮方案步伐时间上表列出的数码管显示内容应理解为：

设定配时方案3第7步伐的执行时间为25秒。

本机出厂时为用户初始设置的八种配时方案表如下：

八种配时方案表（出厂初始值）方案0方案1方案2方案3方案4方案5方案6方案7步伐133333333步伐21015202530354555步伐333333333步伐433333333步伐522222222步伐633333333步伐71015202530354555步伐833333333步伐922222222步伐1033333333步伐111015202530354555步伐1233333333步伐1333333333步伐1422222222步伐1533333333步伐161015202530354555步伐1733333333步伐1822222222（三）时钟校准按下按键“时钟校准”，状态指示灯D3点亮，信号机进入时钟校准工作状态。

在该工作状态下通过操作参数修改按键，能使信号机的内部时钟与北京标准时间一致，确保时段划分的准确性和有效性。

LED1LED2LED3LED4LED5LED6LED7LED8状态显示小时023分钟059设定按键K5K6K7K8按下K5键，小时参数将在023的范围内，周期性顺序变换其十位；按下K6键，小时参数将在023的范围内，周期性顺序变换其个位；按下K7键，分钟参数将在059的范围内，周期性顺序变换其十位；按下K8键，分钟参数将在059的范围内，周期性顺序变换其个位。

LED/0630时钟校准D3亮小时分钟上表列出的数码管显示内容应理解为：

设定当前信号机的系统时间为6时30分。

（四）时段设定按下按键“时段设定”，状态指示灯D4点亮，信号机进入时段设定工作状态。

在该工作状态下通过操作参数修改按键，能设置并存贮七个时段方案表（含一个普通日时段方案表），以实现特殊日控制。

每个时段方案表是根据一天内车流量的变化规律设定，把一天分成十个时段，不同时段选用各自的配时方案，以适应车流变化的需要。

LED1LED2LED3LED4LED5LED6LED7LED8状态显示表号06方案09时段110起始小时023起始分钟059设定按键K1K2K4K5K6K7K8按下K1键，表号参数将在06的范围内，周期性顺序变换；按下K2键，方案参数将在09的范围内，周期性顺序变换；按下K4键，时段参数将在110的范围内，周期性顺序变换（例如时段参数初始值为8，按下K4键，时段参数变换为9，再按下K4键，时段参数变换为10，再按下K4键，时段参数变换为1）；按下K5键，起始小时参数将在023的范围内，周期性顺序变换其十位；按下K6键，起始小时参数将在023的范围内，周期性顺序变换其个位；按下K7键，起始分钟参数将在059的范围内，周期性顺序变换其十位；按下K8键，起始分钟参数将在059的范围内，周期性顺序变换其个位。

注意：

时段划分必须按起始时间增加的顺序设定，从0时0分开始到23时59分结束（即第1时段要最接近开始时间0时0分，第10时段要最接近结束时间23时59分）。

不允许时段起始时间交叉无序设定。

LED02030830时段设定D4亮表号方案时段起始小时起始分钟上表列出的数码管显示内容应理解为：

设定时段方案表0的第3时段执行方案2，其起始时间为8时30分。

本机出厂时为用户初始设置的七个时段时段方案表如下（各表七个时段方案表（出厂初始值）时段方案起始小时起始分钟时段方案表10600217303283041113052140063170072183081193098（黄闪）2100109（关灯）2300时段方案表六10600217303283041113052140063170072183081193098（黄闪）2100109（关灯）2300内容完全相同），用户可以根据实际情