公交信号灯控制系统

1、4.XX公交信号灯控制系统（1）道路监控系统通过BRT沿线设置道路交通监控设备，实现对整个路段BRT车辆运行状态的监控，系统将前端摄像机的监控图像实时传输到管理中心，在中心的视频显示终端实时显示，并根据需求对这些视频图像进行存储、备份与调用。交通监控系统是最常用也是最实用的交通信息采集手段，可以实时反映道路的交通状况，关键是反映BRT专用公交车道与社会车辆的交通运行状况，便于交通管理指挥人员及时掌握交通动态，并采取有针对性的交通管理与控制措施，缓解交通拥挤。同时交通监控系统所记录的图像具有很强的直观性、实时性和可逆性，使得它在解决交通事故、预防和疏导交通拥堵、及时响应交通突发事件以及在治安和侦

2、破刑事案件、为公安侦察破案提供线索等方面发挥重要的作用。另外，只需要在后端增加视频信息采集设备，无需重新进行大规模的路面施工，通过设备内嵌的智能分析算法可对路面场景内发生的各类交通状况，进行交通参数采集、分析，采用视频的方式进行信息采集不仅提高了道路监控摄像头的综合利用率，还可以节省大量的路面施工。（1）布局原则为减少竖杆对城市景观的影响，本次设计路段交通监控与违法驶入抓拍和路口前指路标志合并设置，部分路段在路段单独立杆；路口监控设置于路口信号灯杆体上。（2）系统组成智能交通监控系统由分布在城市道路路口、BRT车道上的路口视频采集单元、数据传输系统、交通信息分析器、中心数据管理系统等部分组成，

3、路口视频采集单元通过租用运营商光纤完成数据传输，在中心将接收的视频连接到视频车辆检测器上，对视频进行实时分析，拓扑结构如图所示：图1 系统拓扑图前端视频采集单元 视频监控前端设备主要采用一体化摄像机。前端图像采集系统主要包括一体化摄像机、防雷、机箱、立杆、基础等。前端视频采集单元安装在BRT专用车道上方，在无人值守环境下24小时全天候自动完成图像的采集工作，通过传输设施连接将视频信号及方向控制信号传送到指挥中心，完成视频图像的采集控制功能。数据传输系统 数据传输系统主要由交换机等通讯设施组成，负责将前端数据采集设备采集的视频信号产送到管理中心，供管理中心的视觉分析设备进行分析。交通信息分析器负

4、责对摄像机提供的动态视频进行分析，采集车流量、平均速度、车道占有率等交通信息量。中心管理系统设在道路交通智能监控管理部门的监控机房，主要由连接在通讯链路上的智能视频分析服务器、中心服务器、报警计算机、客户端作业计算机及相应的彩色打印机、网络设备和管理软件共同组成，负责对前段采集的数据进行收集、绘制曲线图，并提供对相关数据信息的统计、分类、检索、查询、提取等操作，产生并可打印相应报表。（2）道路交通流量监测在沿线主要交叉口布设地磁数据采集系统，自动采集交叉口实时流量、时间占有率和速度数据，并将数据实时传输到交通指挥管理中心，为道路管理和优化提供数据支持。（1）布设原则检测器布设于路段或进交通岛的

5、入口车道，居于车道中间，距离停车线30米处。每个车道埋设一枚；接收器应靠近信号机，就近悬挂。方向面向交通岛，与斜对角线一致。所选立杆应是现场最接近信号机且方便施工的；节点数据处理器与接收器之间使用超五类标准网线连接；中继器应在检测器可接收范围内选择最接近图示结构的立杆悬挂，高度应该介于5-9米。如果距离检测器较远（如接近50米）宜将中继器悬挂的高一些（如8-9米）。设备的布设位置如图所示。（2）系统构成地磁数据采集系统通过埋入路面的磁性传感器检测车辆的存在和通过，通过低功率无线电技术将检测数据实时传送至附近的接收器(AP)，接收器(AP)继而将数据传送至一个或多个本地或远程的交通管理系统。无线

6、检测器(Sensor)：置于车道内，检测车辆存在和通过；接收器(AP)：接收传感器检测数据，并将数据进行处理后向上传送；中继器(RP)：用于支持安装在接入点无线范围之外的传感器；平台数据管理软件：平台数据管理软件运行于中心机房的数据服务器上。它将及时的将数据分享给第三方平台服务器用作交通诱导控制等方面；同时对接收到交通数据作入库存储处理，用作数据查询统计；同时可以设置下端设备的参数，监测下端数据的状态，如视现场需要将数据回传的周期设置成30秒、1分钟、2分钟、5分钟等。（3）系统功能及特点系统具有以下功能：车流量：单位时间段内车辆通过检测器的数量；占有率：单位时间段内所有通过车辆的压占时间与单

7、位时间的比率；速度：每条车道安装1个检测器可以输出估计速度，每条车道安装2个检测器可以输出精确速度。系统具有以下特点：不用布设管线；安装施工快速简单，对路面的占用时间短，维护简单方便；安装施工对道路表面影响小，不影响路基；检测精度高，稳定可靠；不受自然环境和气候（雨、雪、雾、夜等）影响；接口丰富，兼容性强。拥有网络接口、串行接口以及电平量输出接口的多种输出方式；配有功能强大的后端维护，管理软件；检测器灵敏度16级可调，可以满足各种车辆检测需求；BRT专用道违法驶入抓拍 通过在BRT沿线的重要路段建设违法驶入自动抓拍系统，实现道路监控区域内通行的车辆进行实时监视、抓拍、识别、报警、记录保存车辆通

8、行的信息和车流量数据并进行集中有效的管理，节约了警力，并在一定程度上保证了道路的交通安全。交通违法检测系统通过自动采集车辆信息并完成车辆测速、车牌字符和颜色的自动识别，将违法信息上传至交通指挥中心服务器，然后在车行前方路口通过岛头可变信息发布设施将违法车辆的车牌信息向社会发布，提醒社会车辆不要进入BRT专用车道。（1）布局原则主要设置在路口附近及重点路段。（2）系统结构违法驶入抓拍系统结构图公交专用道违法驶入抓拍系统由前端子系统、网络传输子系统以及后端管理子系统三大部分组成，实现对公交专用车道出现的其他车辆违法占用、行驶的交通违法行为的自动抓拍、记录、传输和处理。前端子系统负责完成前端数据的采

9、集、分析、处理、存储与上传，主要由一体化抓拍单元、补光单元、终端服务器等相关组件构成。交通违法信息全部采用IP方式传输。网络传输子系统负责完成数据、图片、视频的传输与交换。建设视频专网，其中前端局域网主要由点到点裸光纤、光纤收发器组成；中心网络主要由接入层交换机以及核心交换机组成。后端管理子系统负责实现对辖区内相关数据的汇聚、处理、存储、应用、管理与共享，由中心管理平台和存储系统组成。中心管理平台由平台软件模块搭载的服务器组成，包括：管理服务器、应用服务器、Web服务器、图片服务器、录像管理服务器和数据库服务器等。外场布局违法驶入抓拍系统结构图为了尽可能记录车辆由其他车道驶入公交专用道并继续行

10、驶的完整行为，建议用于抓拍公交占用行为的摄像机位于公交车道、周围临近车道正上方，并通过补光灯提高夜间抓拍率、捕获率。（4）车载抓拍系统由于道路上违法抓拍设置在重点位置，为了弥补盲区的违法驶入行为，本项目拟在BRT公交车上设置车载抓拍系统。系统由前端车载子系统(车载占道抓拍机)、3G/4G网络传输系统、中心接收处理系统、中心审核处罚系统等组成。前端车载子系统负责车辆识别、抓拍、车牌识别、图片数据上传;3G网络实现数据传输;中心接收处理系统进行图片处理，字符叠加，存储入库、数据查询等;中心审核处罚系统进行处罚审核、打印、发布、网络查询等。（3）BRT车辆信号优先系统1) 系统概述本项目拟采用基于R

11、FID技术的信号优先控制方案，该方案是基于远距离射频识别技术、网络技术、计算机控制技术、机电控制技术于一体的智能化交通控制信号系统。系统以公交优先为原则，保障BRT车辆准点，高效，实现公交进一步提速。本系统主要由有源RFID读写器、天线、射频卡（RF标签）、公交优先控制器及相关交通设施组成。该系统是一个完整的交通控制系统的一部分，当车辆行驶至距离交通信号灯大约100米范围内，利用RFID技术进行车辆身份识别并判断有权申请红绿灯变化的车辆，然后中央控制系统按计划安排绿灯为其放行。2) RFID射频识别技术分析RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数

12、据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。将FRID技术应用于快速公交车辆检测/识别将大大提高对车辆的管理和运营效率。射频识别（RFID）利用无线射频信号，通过读写器（Reder）、天线和安装在载体（车辆）上的RFID卡，构成RFID系统，实现对载体的非接触的识别和数据信息交换，如图。RFID系统可以工作在固定的单一频率上，也可工作在跳频扩谱抗干扰能力。阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号，当标签进入发射天线工作区域时将车辆ID信息通过标签内置天线发送出去；系统接收天线接收到从标签发送来的载波信号，经天线调节器传送到阅读器，阅读器对接收到的信号进行解调和解码，然后送到后台系统进行处理

13、；后台主系统根据逻辑运算判断该标签的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。3) 系统目标1）减少公交车辆的停车延误，缩短公交车辆的行程时间，体现公交车辆的优先性；2）有效保证公交车辆到达线路站点的准点率；3）根据车辆早点或晚点的运营情况，判断车辆是否需要申请公交优先，具有较好的灵活性；4）公交优先智能信号系统实现具有实时性，车辆驶入十字路口处，路口设备必须准确可靠的检测车辆，并与车载设备进行信息交互，将路口设备与车载设备有效的集成在一起，实现整个系统的数据信息传输；5）避免设备安装对路面的破坏，降低路面实施难度，提高设备的可维护性；6）公交优先智能信号系统的

14、设备安全可靠，适合于车载和室外的工作环境，保证全天候工作；7）公交优先智能信号系统还需满足车辆监控与调度系统，可在满足公交优先功能的同时，满足车辆运营的数据采集、监控调度；8）公交优先智能信号系统具有全部智能信号系统的功能，在公交优先的基础上，还能实现线协调和面协调控制等等多种控制方式；能够提高道路通行能力，减少出行的旅行时间。设备维护简单、可靠，便于后续的维护与升级。4) 系统设计原则1）不影响主干道协调的控制效果；2）尽量减少对冲突方向车辆和行人的干扰；3）尽量减少明显改变当前方案的相位相序。5) 系统功能1）采用RFID技术，实现远距离车辆信息的识别、采集和控制。2）简单、灵活地实现公交

15、优先算法设置。3）通过独特的优先控制算法，实现公交优先通行与整体运行效率最高。4）实现与交叉口信号控制系统的上端控制软件的整体融合设计；实现公交优先通行与整体运行效率最高。5）能对各个进口公交车辆的射频信号进行编解码控制，并能下发到信号机实现公交优先通行，确保研发系统与交叉口信号机的适应性。6）软件能设置一定的优先规则（预案设置），实现公交车辆优先通行信号的切换。7）自动判断检测公交车辆的运行的路线方向，实现相应公交优先通行信号的切换与控制。实现公交信号优先控制功能，信号机要能够接受BRT车辆到达的信号，并根据该信号的请求进行信号灯配时的改变：（1）当BRT车辆接近路口遇绿灯时，则适当延长当前

16、的绿灯相位时间，保证BRT车辆通过路口。（2）当BRT车辆接近路口遇红灯时，则缩短信号周期，提前转入BRT车辆行驶的对应相位，从而减小公交车辆在交叉口的延误时间。但不设专门的BRT相位。信号优先的条件是：当路口检测设备检测到BRT车辆时，向路口信号机发送请求信号，同时路口检测设备对检测到的车辆进行身份识别，BRT管理中心的运营管理系统比照时刻表对该车是否准点到达某路口进行判断，并将该信息实时传至交警支队信号控制中心，系统对有延误的车辆下达指令给路口信号机进行配时调整，对准点的车辆则不下指令。6) 系统构架该系统主要有车载子系统、路口控制系统、信号通讯系统和中心调度和联合控制系统等子系统所构成。

17、车载子系统能够实时采集车辆位置、速度、里程等数据，并根据自身的运营情况发送公交优先的申请信息给路边子系统，进行信息交互，得到来自车辆的公交优先申请信息。主要指车载标签。路口子系统此子系统采用RFID射频识别技术，对到达（或经过）BRT车辆运行线路的路边某一点的车辆进行身份识别，身份识别以后，控制机就可以获取该车辆检测设备提取车辆到达的信息，凭借行车时刻表的比对决定能否给予信号控制机公交优先信号，并且将BRT的有关信息反馈给BRT管理中心，有助于对该车进行准确的定位。主要包括信号优先控制器、RFID远距离读写器、RFID天线、信号机（该设备有其他设计单位完成，本次仅提相关参数要求）等。为了适应路

18、口恶劣的运行环境，保证系统可靠运行，建议采用嵌入式设计。信号通讯子系统该系统主要实现路口信号机与交警支队指挥中心的通信联系，由于本项目信号灯设计不在本设计范围，所以信号通讯子系统也由信号灯设计单位一并考虑。中心调度、联合控制子系统中心调度、联合控制系统的正常与否关系到整个公交优先系统的运行情况，路口控制子系统通过专用网络实时保持着与中心的通讯，中心系统在人工参与或在紧急情况下能调用预警方案下载到各个路口控制子系统，以保证整个公交优先系统的无故障运行，在信号优先控制系统中接入公交运管中心的运营时刻表，在系统中总结评估出以下几种公交优先控制、系统联动方案：在各个RFID路口控制前端子系统存储有各到站公交车辆的时刻表，以此表行车时刻与车辆离站时间进行对比，在到达路口信号灯控制前来决定是否给予公交优先权限信号。为防止读卡器在不同时刻检测到相同车辆的数据，系统应在线控的基础上加以判别车辆通行方向，从而得出是否为有效数据。系统联动运行方面，应采取