第八讲快速道路交通控制系统共30页
道路交通信号控制系统
道路交通信号控制系统解决方案目录目录 (I)第一章系统概述 (3)1.1系统背景 (3)1.2系统现状 (3)1.2.1国外现状 (3)1.2.2国内现状 (4)1.3系统发展 (5)1.4系统特点 (6)第二章系统总体设计 (8)2.1系统设计原则 (8)2.2系统设计依据 (9)2.3系统结构 (10)2.3.1网络拓扑结构 (10)2.3.2系统逻辑架构 (12)第三章系统功能 (14)3.1集中监控 (14)3.2分中心监控 (14)3.3区域协调控制 (15)3.4线协调控制 (15)3.5特勤路线设定 (17)3.6路口渠化 (18)3.7完全自适应 (18)3.8设备监视和故障报警 (18)3.9远程控制与管理 (19)3.10全面的交通流量统计分析 (19)3.11日志管理 (19)3.12系统管理 (20)第四章主要硬件设备 (23)4.1标准十字路口灯控系统设计 (23)4.1.1路口设计图 (23)4.1.2主要设备配置清单 (24)4.2主要硬件设备介绍 (26)4.2.1交通信号机 (26)4.2.2交通信号灯 (29)第一章系统概述1.1系统背景随着我国经济建设的迅猛发展，人民群众生活水平的日益提高，机动车拥有量快速增长，对交通出行越来越高的要求，给交通管理部门带来了巨大压力。
经研究发现，造成道路拥堵的一个主要原因之一就是道路交叉口通行秩序混乱或者红灯等待时间较长。
面对这种情况，规范路口通行秩序，提高灯控路口通行效率，减少交通拥挤和交通阻塞就成为了一个行之有效的解决方法。
因此，建设一个依靠先进适用的交通模型和算法对交通信号控制参数（周期、绿信比和相位差）进行自动优化调整，运用电子、计算机、网络通信和GIS电子地图等技术手段对交通路口进行智能化、科学化交通控制，从而实现交叉口交通信号的最佳协调控制的系统就迫在眉睫。
1.2系统现状1.2.1国外现状1.2.1.1英国TRANSYT交通信号控制系统TRANSYT(TrafficNetwork StudyTool交通网络研究工具)英国交通与道路研究所(TRRL)于1968年开发成功的一套脱机操作的区域定时协调控制系统。
交通红绿灯控制系统PPT汇报书
西
东
南 示意图
工作情况波形图
东西向 绿 黄 红 南北向 红 绿 黄 5s 3s 2s 5s 10s 5s 5s 3s 2s 10s
3s 2s 3s 2s
I/O分配表
输入I分 配 交 I0.0 通 灯 工 作 开 关 输出O分配
南北红灯亮 东西绿灯亮 东西黄灯亮 东西红灯亮 南北绿灯亮
其它
南北红灯亮10s 东西红灯亮10s 东西黄灯亮2s 东西绿灯亮5s 东西绿灯闪3s
南北黄灯亮
Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6
南北绿灯亮5s
南北绿灯闪3s 南北黄灯亮2s 1秒时钟
T33 T97 T98 T99 T100 T34 T35
T36 T32
外部接线图
起动
I0.0
CPU224
Q0.1 Q0.1 Q0.2
南北红灯 东西绿灯 东西黄灯 东西红灯 南北绿灯 南北黄灯
顺控继电 器清零
S0.4
T97 10s
S1.1 S1.2
T34
S0.1
T99 5s
S0.2
T100
S1.3
3s
S0.3
S1.4
T35
2s
梯形图（经验设计法）
实现情况
• 交通灯控制系统按照设计要求运行,各项输 出点东西南北红绿灯均实现其功能.
结语
• 以PLC来控制交通灯系统的运行,方便了交通系统的运作, 节省了许多不必要的控制零部件,提高了交通灯系统的经
济性.
•谢谢观赏!
交通红绿灯PLC 控制系统设计
制作人：
目录
1、交通灯设计要求及目的 2、交通灯工作情况波形图
3、I/0分配表
交通控制系统
交通控制系统近年来，随着城市化进程和人口增长，交通拥堵问题日益突出。
针对这一问题，交通控制系统应运而生。
交通控制系统借助于先进的智能技术，可以实时监控交通状况，调整红绿灯时长，并通过信息显示屏、跑马灯等方式向交通参与者提供路况信息，从而减少拥堵和事故的发生。
一、交通控制系统的组成交通控制系统主要包括三个组成部分：传感器、交通信号控制器以及管理中心。
1.传感器传感器是交通控制系统的重要组成部分。
它能够实时感知到道路上的车流量、速度、车型等信息，并通过传感器将这些信息反馈给交通信号控制器。
2.交通信号控制器交通信号控制器是实现交通控制系统的核心设备之一。
它通过与传感器互联的方式，接收、处理并输出各种交通信号。
针对车辆和行人流量变化，交通信号控制器会自动调节红绿灯的时长，从而保证交通的流畅。
一些现代化的交通信号控制器还可以通过网络通信的方式，实现多路口联动控制，提高了整个交通流的效率。
3.管理中心管理中心是交通控制系统中的另一重要组成部分。
它负责对交通控制系统进行全面的监控和管理，收集、整理、分析系统运行时的数据信息，并根据分析结果对系统进行调整和优化。
对于出现异常状况，管理中心还能够迅速查找和排除问题，保证系统的稳定性和可靠性。
二、交通控制系统的应用交通控制系统在城市交通管理中被广泛应用。
下面几个方面是交通控制系统的主要应用：1.路口交通控制路口是城市交通的瓶颈，是交通控制系统主要应用的领域之一。
在路口安装传感器和交通信号控制器，可以实现红绿灯的智能控制，调节车行、行人的路权，从而缓解交通拥堵和事故的发生。
2.高速公路流控高速公路是城市和城市、城市和乡村连接的重要通道。
当高速公路出现大型堵车或道路故障时，交通控制系统可以通过监测器控制路面入口的车辆速度，进而有效的避免交通事故的发生。
3.公交车道优先公交车道优先是指通过交通控制系统，将公交车优先放行，让公交车尽可能快的到达下一个站台，提高公交出行的效率和安全性。
交通工程基础知识
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HT2000A集中协调式信号机
24
HT2000B信号机
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交通控制的主要术语
周期
是指信号灯色发生变化，显示一个循环所需的时间，也称周 期长，即红、黄、绿灯时间之和。
相位
即信号相位，是指在周期时间内按需求人为设定的，同时取 得通行权的一个或几个交通流的序列组。
相位差
具有相同周期长的相关路口，在同方向上的两个相关相位的 启动时间差，称为相位差。
单点优化
根据检测器检测到的车流量，由信号机自带的优化模型软件 自动生成信号灯配时方案。在此控制方式下，信号机一方面按 照每个相位车流量的变化确定相位的初始放行长度，另一方面， 又在每个相位结束前一段时间内根据车流量当前分布情况，实 时调整当前相位的长度，调整幅度为一个步长。在此控制方式 下，倒计时屏正常显示
45
环形线圈的种类
机动车流量检测环形线圈 电子警察线圈 自行车流量环形线圈
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机动车环形线圈的设计标准
交通信号控制系统 基础知识讲座
城市交通系统概述
交通是我国国民经济的基础产业。 城市道路交通的矛盾日益突出。 机动车的保有量不断增加； 有限的基础设施； 交通拥堵、事故时有发生； 应用新技术提高交通效率 合理分配交通资源，提高通行效率； 减少交通拥堵和行车延误 ； 减少交通事故的发生率和死亡率； 减少能源消耗，降低污染 ；
KVV19X1.0
RVV4X1.0
3芯电缆
检测器线圈 检测器馈线
RVV3X1.0
连接行人车信号灯至大灯杆接线孔
线圈切割埋线
RVVP2.5
RVVP2X1.5 检测线圈线和信号机之间的传输线
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接地及防雷
做好接地的重要 信号灯、机箱、微波检测、视频检测 室外诱导屏等室外设备 信号防雷 市电防雷
演示文稿交通控制基本知识
SCOOT原理
车流
流量图示
信号机
车辆排队
绿信比 相位差
优化
近似设置
权重系数
交通管理者
可选方案
当前信号 配时方案
传输设备
信号周期优化
目前十五页\总数三十一页\编于点
SCOOT技术特征
SCOOT的主要技术特征有： （l）控制模式：联机（On Line）实时控制，
即动态模武； （2）系统目标：PI最小为优化目标； （3）参数特怔：S、O、C均通过建立优化数
关键车道 交叉口某相位流量比最大的进口道。
关键相位
交叉口相位设置中流量比最大的一个或几个相位。
目前九页\总数三十一页\编于点
交通控制概念
子区
将区域控制下的路口按照交通负荷、邻近距离、交通流量流向之间的关系，
把相邻的几个路口划分为一个集合进行控制，这些路口周期长相等或成倍数关系，一个子区
要设置一个关键路口。
Glasgo进行现场试验，取得了较好的效果。上个世纪90年代SCOOT系统进行了 多次升级，其最新版本为4.4版，其版权为TRL拥有。
S PLIT
C YCLE O FFSET O PTIMIZATION
T ECHNIQUE
以延误和停车次数最小为优化目标
进行周期长、绿信比、相位差的小步距调整
目前十四页\总数三十一页\编于点
单点感应
根据车辆检测器测得进口道实时交通数据，及预先设定的
最短绿灯时间、最长绿灯时间、单位延长绿灯时间等参数，实 时控制信号灯的显示时间长，并能根据交通量的变化自动跳越 相位。
线控
或称绿波控制。对主干道上的连续几个路口，其周期长设
置成相等或倍数关系，路口之间根据设定或优化后的相位差进行协调。
现代道路交通管控技术介绍
现代道路交通管控技术介绍随着城市化进程的加快和交通工具的普及，道路交通管理的挑战也日益增加。
为了提高交通效率、减少交通事故、改善出行体验，现代道路交通管控技术得到了广泛应用。
本文将介绍几种常见的道路交通管控技术。
一、智能交通信号控制系统智能交通信号控制系统是当今城市道路交通中最基本、最常见的交通管控技术之一。
它通过交通信号灯的智能化控制，根据实时交通流量和道路状况来合理分配绿灯时间，以实现减少等待时间和拥堵情况的目标。
这一系统通过使用传感器、计算机技术和网络通信等手段，可以根据实际需求灵活地调整信号灯的控制策略，提高路口的通行能力。
二、交通监控摄像头技术交通监控摄像头技术是一种通过摄像头设备、图像处理和识别算法等技术手段，对路段交通情况进行实时监控和分析的方法。
通过安装摄像头在重要路段，可以实时监测车辆流量、违规行为和交通事故等情况。
监控系统可以将采集到的数据传输到交通指挥中心，从而快速发现问题并做出相应的管控措施，提高交通管理的响应效率。
三、智能公交车道控制系统智能公交车道控制系统是一种通过无线通讯、车辆识别和公交道路设施等技术手段，为公交车辆提供专用车道和优先通行权的系统。
这一系统通过电子识别技术识别公交车辆，将信号灯和道路设施与公交车联动，实现公交车的快速通行。
通过提高公交车的运行速度和减少拥堵现象，可以提高公交的出行效率，减少汽车出行，达到减少交通拥堵和尾气排放的目标。
四、GPS智能导航系统GPS智能导航系统是一种结合全球卫星定位系统和地理信息系统的技术，可以为司机提供精确的导航和交通信息，帮助驾驶员选择最优路径。
这一系统通过实时更新道路拥堵情况、事故点和施工路段等信息，并计算出最短路径，从而提高驾驶效率和减少路上时间浪费。
此外，GPS智能导航系统还可以提供实时交通信息，为司机提供准确的到达时间预测，帮助减少塞车造成的焦虑和压力。
总结现代道路交通管控技术的应用，极大地提高了城市道路交通的效率和安全性。
道路交通安全控制系统
微机原理与接口技术课程设计报告课题名称：道路交通安全控制系统姓名：何世坦（）班级：电气工程及其自动化3班组号：3组********报告日期：2017年7月13日1 / 17第1章绪论1.1 课题的来源及研究目的和意义1.1.1 课题的来源及研究目的当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。
但这一技术在十九世纪就已经出现了。
早在1850年，城市十字路口不断增长的交通运输量就引发了人们对安全和拥堵的关注。
1868年，英国工程师纳伊特在伦敦威斯特敏斯特街口安装了一台红绿两色的煤气照明灯，用来控制交叉路口马车的通行，拉开了城市交通控制的序幕。
1914年，美国的克利夫兰、纽约和芝加哥出现了电力驱动交通信号灯，与现在意义上的信号灯已经相差无几。
1926年英国人第一次安装和使用自动化的控制器来控制交通信号灯，这是城市交通自动控制的起点。
计算机技术的出现为交通控制技术的发展注入了新的活力，更是实现了以一个城市或者更大地域，而非简单的一个路口的交通总体控制系统。
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对交通信号机网的配时方案自动选择式信号灯控制，而加拿大多伦多市于1964年完成了计算机控制信号灯的实用化，建立了一套由IBM650型计算机控制的交通信号协调控制系统，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。
这是道路交通控制技术发展的里程碑。
交通控制研究的发展，主要是为解决人类交通因车辆的增多而日益拥堵带来的问题，局限于道路建设的暂时不足和交通工具的快速增长，就要使更多的车辆安全高效的利用有限的道路资源，避免因无序和抢行等控制原因造成的不必要阻塞甚至瘫痪，另外，针对整个交通线路车辆的多少实时调整和转移多条线路的分流也十分必要。
对此，我们小组做出了如下设计：（1）一般情况下十字路口的交通信号灯处理；（2）早高峰与晚高峰的车道变向处理；（3）突发性紧急情况交通信号灯处理；（4）云计算控制交通；（5）用红外传感器记录单位车流量。
城市交通控制系统(UTCS)课件
城市交通集中协调式控制系统（UTCS）目录1 什么是城市交通控制系统 (2)2 城市交通信号控制系统讲解 (3)2.1 系统结构图 (3)2.2 系统组成 (4)2.2.1 前端设备 (4)2.2.2 传输系统 (6)2.2.3 中心处理控制系统 (7)2.3 系统功能 (7)2.3.1 路口信号控制设备设置功能 (7)2.3.2 绿波带功能(干线协调控制模式) (9)2.3.3 感应控制的功能 (10)2.3.4 交通管制功能 (11)2.3.5 设备及信号状态的实时监视与报警功能 (11)2.3.6 交通流量数据处理与交通信号控制方案生成功能 (12)2.3.7 交通流量的变化范围与控制模式的对应关系 (15)1什么是城市交通控制系统（UTCS）城市交通控制系统（俗称交通信号控制系统）是现代城市智能交通系统的重要组成之一，主要用于城市道路交通的控制与智能化管理。
交通控制系统主要功能是自动协调和控制区域内交通信号灯的配时方案，均衡路网内交通流运行，使停车次数、延误时间及环境污染等减至最小，充分发挥道路系统的交通效益。
必要时，可通过指挥中心人工干预，直接控制路口信号机执行指定相位，强制疏导交通。
通过安装在道路上的车辆检测器或视频监控系统，智能信号控制系统可以优化交通信号灯网络的交通方案，使其适应交通流变化条件，从而使在控路网中运行的车辆的延误和停车次数达到最小，交通信号控制系统全面实施以后，在控制区域内应达到：行车延误减少15％以上、行车速度提高10%以上，停车次数减少15%以上。
北京立天洋网络科技有限公司 22城市交通信号控制系统讲解2.1 系统结构图北京立天洋网络科技有限公司 32.2 系统组成交通信号控制系统分为：前端设备、传输设备和中心处理（后端）设备三部分，其简介如下：2.2.1前端设备前端设备由信号灯、交通诱导屏、车辆检测器（线圈车检器、视频车检器）、智能信号机。
2.2.1.1 信号灯作为交通信号指示、导引车流、人流。
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（1）若要求减少行程时间，则应有其它具有通行能力的路线可供选择 来为高速干道起到分流作用，否则车辆将被迫阻塞在匝道上，这样就需 要在高速干道上行向很远的一些匝道寻找入口。另外也可利用与高速干 道连续的沿街道路或平行的干线道路的通行能力。
（二）控制方法
1．可变车速控制法 2．车道封闭控制法 3．驾驶员情报诱导 4、可逆车道 5、调节控制：需求
9
可变限速系统控制结构
10
驾驶员情报系统
驾驶员情报系统的功用是向驾驶员预告前方的行车条 件及对可使用的选择路线提出建议。驾驶员情报系统主要 包括以下五个方面：高速公路的可变情报标志；通道可变 情报标志；车内显示设备；路边无线电广播；商业性无线 电广播。
情报必须通过一次或多次感觉传递给司机。常使用的 是视觉和听觉传递，也可采用感觉的方法，包括在一定范 围内采用粗糙的路肩、摇杆等措施，
情报显示的基本原则是：越重要的情报，越要有多次 显示机会；过多的情报会降低效果；情报应提前通告；情 报应能引起驾驶员的密切注意，且保证能通知到；避免使 用异常情报。
情报内容：拥挤地段的位置、距离、延误及拥挤程度 (严重、中等、轻量)的情报。
3
偶发性交通拥挤的策略 事件应急相应系统
警报
事件结束 调节响应
正常状态
不 事件
是 确定事件性质
限流条件
人员与设备
驾驶员实时信息
现场交通控制
现场外交通控制
评价 确定响应类型
执行响应
事件检测算法 观察交通流
现场呼叫
位置 类型 严重性 现场响应 事件延续时间 对交通流的潜在影响 分流线路状态
4
四、高速干道控制与监测系统
1）交通事故检测 交通事故检测系统的目的是要尽早获得发生交通事故的迹象，便于及时 采取措施，迅速排除可能引发交通事故的隐患。检测方法有： （1）电子监视 （2）闭路电视 （3）航空监视 （4）呼援装置和紧急电话 （5）驾驶员救护合作系统 （
（1）公路警察巡逻车 （2）州巡逻车 （3）营业服务车三、高速干道的通道控制与监视系统
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§3 入口匝道控制
1．入口匝道控制的作用
入口匝道控制，一般被认为是高速干道的主要交通控制措施，它的 作用是：
1）减少整个高速干道系统内所有车辆的行程时间； 2）使交通流量均匀平滑； 3）消除或减少交汇中的冲突和事故； 4）由于交通流量均匀平滑，车流状况得到改善，因此减少了不舒适 感和环境的干扰。
（2）必须有适当的储备空间可为等待匝道信号的车辆所利用； （3）为节约行程时间，在高速干道下游出口处必须有可供利用的通行 能力存在，否则较少有益。 （4）车流od必须适当，否则使用短程高速干道将意味着车流分散小。12
2．入口匝道控制法
1）封闭匝道法 在以下情形下考虑匝道封闭。 （1）互通式立交非常接近，交织问题十分严重的地方； （2）有较多车辆要在匝道上排队，但没有足够长度容纳排 队车辆的匝道； （3）附近有良好的道路可供绕道行驶。 2）匝道定时限流控制法——常发性拥挤 这种控制也就是匝道调节限流控制，其目的是为改善高速 干道的交通状况或改善车流汇合时的安全。如果匝道的几何 形状合理，则其可能的通行能力为800～1 200辆/h。匝道调节 交通量的范围在正常交通量和某个合理最小交通量(180—240 辆/h)之间。调节控制用匝道上的交通信号(标准信号或改进型 的两灯信号)来实现，按时允许一定数量的匝道车辆驶入高速 干道。
§1 快速道路的交通特性
一、快速道路的交通特性 高速性：（80-120km/h） 安全性：分隔行使、严格控制出入 舒适性：无陡坡、急弯；服务设施齐全 高效性：通行能力大，运行效率高。
1
二、常见问题 交通拥挤：常发、偶发拥挤 交通安全 环境问题 能源问题
2
三、解决问题的途径
常发性拥挤：扩大供给、控制需求P264图8-2。 1）车辆需求控制
（2）如果是连续地沿街道路，可以起主干线的作用，所有交 叉口采用联动控制(计算相位差)；
（3）由于主干线横过沿街道路，并为其它交通要求服务，则 沿街道路可起干线道路网的一部分作用；
（4）当高速公路由于正常的高峰期拥挤，或在高峰期间或非 高峰期间发生不可预测的交通事件，高速公路不能保证一定的服 务水平时，沿街道路可以作为高速公路驾驶员的选择路线，此时， 沿街道路和高速公路匝道应进行协调控制；
（5）高速公路匝道进行控制时，由于不考虑等待队列长度， 可能影响沿街道路交叉口的通行，因此，匝道和沿街道路应进行 协调控制。
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5）监视和控制干线街道
（1）使平行选择路线的交通信号和高速公路的信号协调， 从而达到最少的行程时间(或其他标准)；
（2）高速公路互通式立体交叉上的交通信号与干线横街 上的交通信号进行协调控制；
（3）等待队列的匝道控制与横街交叉口控制的协调，以 防止等待队列横过交叉口；
（4）在平行选择路线与通向高速公路匝道的横街相交的 路口提供转弯相位，并尽可能与司机情报显示相配合。
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§2 主线控制方法
（一）主线控制的作用
1．取得最佳均匀车速，从而使瓶颈路段的通行能力达到 最大； 2．一旦因车速或车流密度发生变化而产生冲击波时，可 防止汽车尾端冲撞； 3．当出现事故或因维修而使干道通行能力受到限制时， 可提高高速干道的使用效率。
（1）入口匝道控制策略：使车辆在最佳的交通密度范围 内行驶。 （2）主线控制：防止拥挤 （3）优先通行权的控制：公交、合乘车辆优先通行 （4）通道控制：使通行能力与交通需求平衡 （5）拥挤收费
2）几何改善 3）对旅行需求的管理：交通需求高峰的分散，汽车的
有效利用（合乘、公交），停车换乘设施，改善公交服务
高速干道控制与监视系统主要包括高速干道的控制系统、高速干道交通 事故检测和排除的监视系统、高速干道的通道控制和监视系统以及驾驶员情 报系统等。
1．高速干道的控制系统
高速干道的控制系统可以分为高速于道主线本身的控制系统、出口匝道 控制系统及进口匝道控制系统等三个部分。
2．高速干道交通事故的检测和排除监视系统
3）监视和控制高速公路通道
（1）监视高速公路交通； （2）高速公路交通控制，特别是匝道交通的控制； （3）沿街道路的控制和监视； （4）干线街道的控制和监视； （5）进入高速公路司机情报系统； （6）离开高速公路司机情报系统。
6
4）监视和控制沿街道路
（1） 沿街道路与主要横街交叉，可以按孤立交叉口处理，用 局部控制器进行控制；