智能交通信号控制信号机主要功能.docx
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智能交通信号控制信号机主要功能
智能交通信号控制信号机主要功能
2.5.1信号机启动自检功能
信号机启动后首先进行自检，然后进入硬件黄闪，启动时序结束后进入预置方式运行。
2.5.2设置功能
信号机能通过移动终端或工作站终端进行控制方式的设置和信号参数的调整，并按设置的控制方案正常运行。
在进行集中协调控制时，信号机可以通过通信接口接受并执行上级控制机的各项控制指令。
2.5.3控制功能
2.5.3.1多时段、多方案控制功能
交通信号控制机能够根据交叉口的交通状况，将每天划分为多个不同的时段，每个时段配置不同的控制方案。
信号机能够根据内置时钟选择各个时段的控制方案，实现交叉口的合理控制，以减少不必要的绿灯损失。
包括100个年度日计划、每日可分至少10个时段；每个时段可以设置多种控制模式；最大20种基本配时方案，每种配时方案最大20个相位。
2.5.3.2单点感应控制功能（功能预留）
交通信号控制机作为系统的路口控制单元，其单点感应控制功能是最强大的，信号机能根据检测的交通流信息，适时调整相应的交通参数，实现路口的最佳配时，保证交叉口的通行顺畅。
（功能预留）
路口检测器分布图如下：
丁字路口的半感应检测器分布简图
十字路口的半感应检测器分布简图
每相位从最小绿灯起步，请求一次就放行一个步长时间，直到最大绿，若没有请求则跳转到有请求的相位，关键相位若无请求则至少跑一个最小绿灯时间。
半感应控制时不判断主相位有无请求，主要判断次要相位有无请求，有请求则按上算法放行次要相位，若没请求则主相位按步长时间延长直到次相位发生请求。
2.5.3.3自适应控制
自适应控制本质上讲是一种优化控制，优化过程比感应控制复杂。
一般感应控制而自适应控制则应用范围更宽些，甚至在拥堵情况下更能体现其优点。
2.5.3.4干线协调控制
系统可对线协调控制的要求进行划分子区，设置子区控制方案，实现子区间的协调控制和子区的自动合并和分离。
每天可设多个绿波方案，系统能够根据时间表设置进行线协调控制，协调模式为2种：
多时段协调控制、感应式协调控制，若不依靠系统网络协调，也可在外场设备上配用GPS校时器，即可实现无电缆线控功能。
下面是实现双向绿波控制的一个时序图。
2.5.3.5无电缆线控功能
交通信号控制机在不联网的情况下可以接入GPS模块，能够具有准确的时钟，在不接系统的情况下，可以在预设的干道上实现协调运行，实现绿波带控制。
2.5.3.6区域协调控制功能
系统的信号机能够接受中心控制计算机下传的控制指令以及协调优化参数实现多个相关路口交通信号的协调控制，实现多台信号机区域协调控制功能。
2.5.3.7手动控制功能
在某些特殊情况下，交警可以通过手动按钮或相应的遥控装置完成手动强制功能，交通信号控制机能够响应来自管控中心操作终端或现场手动强制干预控制指令。
手动控制分为无线遥控手动控制与现场按键手动控制两种。
信号机可选配无线数据收发，由遥控器进行现场手动全红、手动黄闪、手动步进。
也可通过信号机面板上的按键进行手动控制。
2.5.3.8黄闪控制功能
交通信号控制机有软件黄闪和硬件黄闪两种配置，使得黄闪控制更为可靠和节能，进入黄闪控制的途径主要包括：
硬件故障黄闪：
当信号机的硬件发生故障时，可以进入硬件故障黄闪；
时段黄闪：
通过参数设定，在指定时段进入黄闪控制方式；
手动黄闪：
通过中心的控制终端或现场笔记本计算机,可以使信号机进入黄闪控制方式。
2.5.3.9全红控制功能
交通信号控制机能够根据时间表调用信号机的全红控制方案，实现对交叉口的全红控制功能。
2.5.3.10关灯控制功能
交通信号控制机能够根据时间表调用信号机的关灯控制方案，实现对交叉口的关灯控制功能。
2.5.3.11二次过街功能
系统可以实现行人二次过街控制。
此办法为在不干扰或少干扰车流的前提下，用减少次干路的绿信比、增加主干路的绿信比的技法来设置人行横道的方法，有以下的优点：
增加了路口流量；饱和流量和交叉口容量；缩短了次干路的绿信比，增加了主干路的绿信比，从而缩短周期长度；缩短行人一次过街距离，方便高龄人及交通弱者过街，提高了过街安全。
2.5.3.12公交优先功能（功能预留）
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普通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。
2.5.3.13快速公交BRT控制功能（功能预留）
BRT控制按路口交通的饱和度可以分绝对优先、相对优先和不优先3个等级。
参数的设置主要根据BRT检测器埋设的距离和路口BRT设计时速确定放行时间；离网BRT控制，在专用车道上可依赖地感线圈检测、ZIGBEE或RFID技术，在混合车道上主要依赖无线BRT检测传感器；联网BRT控制，信号机预留GPS调度协议接口，由上位机根据GPS位置信息决定什么时间发生BRT通行请求。
2.5.3.14紧急车辆优先控制功能（功能预留）
交通信号控制机能接收来自紧急车辆的请求通行信号，调整信号配时，让其优先通过。
2.5.3.15快速路入口控制功能（功能预留）
交通信号控制机具有能够控制快速路的出入口，实现对出入口的合理控制，保证快速路的畅通。
2.5.4平滑过渡功能
当控制方案、控制模式、时段等改变或信号机降级运行时，信号机执行由控制过渡算法计算出来的控制方案，实现平滑过渡，避免相位突变诱发的交通混乱或事故。
2.5.5流量数据采集功能
交通信号控制机内部可集成线圈检测器，并且可以连接多种检测器，如地磁、视频检测器等。
可采集多种交流数据信息，如：
流量、速度、占有率。
并根据各种交通控制需求，预处理成相应的交通数据格式。
2.5.6故障检测功能
交通信号控制机通过故障监测模块实现完备的故障监测和自诊断功能，具备对内、外设备完备的故障监测、自诊断和记录功能，自动检测信号灯、检测器及内部板卡的运行情况，发现故障后可给中央和现场终端发出故障警示信号。
交通信号控制机的故障监测包括信号机的工作状态、车辆检测器的状态、信号灯的状态，如有故障发生，通过秒级监控实时向中心系统或现场终端发送故障信息。
当发生以下严重故障，交通信号机立即进入黄闪状态：
（1）绿冲突故障：
当预先设定的冲突相位（不同时点亮绿灯的相位）在实际运行中发生同时点亮绿灯的情况时，会导致严重的撞车，信号机能够检测到这类故障，将马上报告系统，并立即转入黄闪控制。
（2）信号灯红灯故障：
某信号组所有红灯均熄灭或常亮时，容易诱发交通事故或造成交通拥堵混乱现象，信号机能自动检测，并进入黄闪状态。
（3）电压超出正常使用范围有自保护措施：
当信号机电源电压超过220V±20%的范围时，信号机能自动检测，并采取措施自动保护，进入黄闪状态。
（4）影响道路交通安全的其它严重故障：
当信号灯的绿灯均发生故障时，路口的车辆将缺乏行车信号，在中国发生这种情况将导致路口车辆抢行，严重时就会发生交通事故。
信号机可检测此故障，进入黄闪状态。
2.5.7停电保护功能避雷和漏电保护
信号机机箱内应安装避雷装置，对信号主机提供了有效的保护，可以在雷雨等特殊天气下，正常运行；应具有漏电保护措施，可对维护操作人员以及设备本身提供有效的保护。
2.5.8GPS校时功能
配备有GPS对时模块，在网络中断时，可实现GPS自动对时，以确保时间的准确性，不影响绿波控制的效果。
2.5.9联网通信功能
信号机采用以太网方式实现路口设备（信号机和交通信息采集设备）与中心系统的通讯。
1、通信协议
交通信号控制机提供满足国家标准要求的开放式通讯协议接口，便于系统集成。
2、通信接口
交通信号控制机以太网标准的联网通讯接口。
3、通信内容
交通信号控制机上传的信息包含以下信息：
（1）检测器信息：
包含线圈检测器检测到的机动车辆检测信息，如车辆排队、流量、车速、占有率等信息。
（2）故障信息：
包括信号机的工作状态、车辆检测器的状态、信号灯的状态，如有故障发生，实时向系统计算机发送故障信息及故障发生变化后的信息。
故障信息内容包括：
以代码或文本形式记录下来的故障类型、故障发生的时间与日期、故障清除的时间与日期。
（3）信号灯灯色信息：
包括当前控制点信号灯的灯色状态和每一次的灯色变化的信息。
（4）交通信号机特征参数：
包括信号周期、绿信比、相位、相位差、配时等主要参数。
（5）时间信息：
交通信号机当前的时间信息，包括“年、月、周、日、时、分、秒”。
（6）工作模式信息：
交通信号机当前控制模式。
（7）交通信号控制机接收系统下传的信息包含以下信息：
a、时间信息：
用于校准信号机时间，包括“年、月、周、日、时、分、秒”。
b、状态查询信息：
用于及时、准确地查询交通信号机当前工作状态（包括信号机的工作状态、车辆检测器状态、信号灯状态）及故障情况。
c、配时方案信息：
用于更新交通信号机的信号周期、绿信比、相位差、方案等主要工作信息。
d、工作方式：
用于设定、改变交通信号机的工作方式，如感应、定时、黄闪等工作方式。
e、上端手动：
用于调节设定信号灯的开启、转换及持续时间。
f、其他人工指定命令：
在某些特殊的交通条件下，需要对某些道路实现强制控制，这不属于预置的配时方案的范畴，需要控制中心根据具体情况发出各种人工指令。
要求交通信号机能够及时、准确地接收并执行控制中心发出的指令。
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