Xcity城市交通控制管理系统

1、Xcity城市交通控制管理系统  一  XCity概念与系统结构 1. 概念      城市交通控制管理系统的统称，融合了视频分析处理、数 学优化算法以及计算机网络通讯等技术，该系统继承了Citilog 公司在视频处理领域丰富的技术积累和世界范围内先进的交通 管理理念 2. 分类     交叉路口控制系统     区域控制系统     城市级控制系统 3. 基本架构 4. 系统介绍    

2、0;   XCity为交通管理中心提供一种智能交通控制策略，它包括 四大功能模块，它们可以单独使用，也可以组合使用构建智能 化级别更高的系统。    XCam：视频传感器，能够提供丰富的交通数据，代替线圈      提供更加丰富的交通参量     XCom：智能通信模块     ARTIC：先进的智能化交叉路口控制系统     CiCoM：城市级的交通拥堵解决方案优化

3、管理系统        下图是功能模块的逻辑关系图：由上图可以看出：    ARTIC：可以对红绿灯实现点、线、面级别的控制    CiCoM：是一款城市级别的交通控制和优化的综合管理软件    XCam：  是一款集成了视频分析处理功能的传感器  二. XCity主要性能与特点        XCity针对单个交叉路口、多交叉路口组成的区域以及城市 级别的大区域控制系统有三种控制级别，

4、包括：    XCam    ARTIC    CiCoM     另外，每个系统的正常运行，还必须有XCoM通信卡参与组网。 1. XCam        XCam主要由摄像机、微处理器 、Linux操作系统、专业 的视频分析处理软件等构成，是一种应用于交通控制系统的视 频采集传感器，它为交通灯控制系统提供实时的交通信息。对 图像进行分析处理之后将得到的交通信息传给通信卡。  ? 分类    X

5、Cam-p   XCam-ng ? XCam-p主要功能    替代地埋线圈检测器，给交通灯控制器发送交通数据信息    主要替代存在性检测 ? XCam-ng主要功能    车辆存在检测   车辆停止检测   排队长度   检测区域内已排长度   检测区域内未排长度? Xcam-p功能特点  实时采集传输现场的图像信息（5fps，320×240）  OSD实时叠加在视频图像中 车辆“存在性”用“1或0”逻

6、辑表示 故障自检功能    视频丢失    技术性报错    特定检测区域超时报警 远程配置功能（采用开放性通讯协议）     RS-485    Ethernet    Wireless（参考各国频率管制） ? XCam-p组网结构  XCam-p与XCam-p：RS-485或Ethernet XCam-p与XCom：RS-232（标准推荐接口）  XCam-p 通过XCom与Traffic controller

7、连接，完成仿真线圈     的全部功能 XCam-p组网结构图? Xcam-ng功能特点 实时采集传输现场的图像信息（5fps，320×240）  OSD实时叠加在视频图像中  城市交通车辆排队    队列长度    可用空间距离 先进的虚拟线圈功能    存在    停止    空间占有率  故障自检功能    视频丢失    技术性报错    特定检测区

8、域超时报警 远程配置功能（采用开放性通讯协议）    RS-485   Ethernet   Wireless（参考各国频率管制） ? XCam-ng组网结构 独立组网结构 与智能卡配合组网 综合组网 2. XCom         智能通信卡，主要由微处理器，嵌入式Linux操作系统以 及RS-232/485、Ethernet接口等组成，主要为传感器和交通灯 控制器、维护管理计算机之间提供通信接口，并提供二次编程 开发功能。 ? 通信功能   

9、 与XCam通信    与管理维护计算机通信    与交通控制器通信 ?   智能分析    对连续输入数据进行逻辑整合判断    对连续输入数据进行动态整合判断 ?   对XCam-p    模拟地埋线圈，输出继电器触发信号   最多可配置6个模拟线圈 ?   对XCam-ng    原始数据（ 每0.2秒产生）以XML文件通过以太网或者串口传输   通过配置Logic Config，结合原始数据输出继电

10、器触发信号   原始数据可供ARTIC或CiCom分析（通信协议可根据交通控制器     厂家定义）3. XCam-ng控制系统工作原理 ? 拥有三个级别的数据输出    XCam-ng自身整合输出的原始数据    依据原始数据进行分析处理得出逻       辑数据（与或非等）    更高层次的智能化处理，可以进行      简单语言编程，一般在交通控制器  

11、0;   或控制中心完成 ? 进行饱和度检测    检测排队达到了某一级别（可预设）    检测占有率达到了一定的百分比    排队1达到了某一级别，同时排队2低于某值    在XCom-ng的逻辑设置实现? 把信息发送给交通控制器    可以通过原始的继电器输出形式    也可以通过发送标准协议(Ethernet/RS232)? 通过交通控制器实现最终管理    如果继电器1或N号端口输出信号，交通控制器就输出特定的交通预案

12、    发送的标准协议里包含启动预案的信息    说明：需要交通管理部门预先对交通预案            进行规划定义。 4. XCam系统技术应用原则    需要考虑的因素 ? 车道数量? 长检测区域或短检测区域   短区域 : 虚拟线圈或先进线圈    长区域 : 排队长度或占有率 ? 摄像机位置   停车线   路口对面? 道路侧方向? 摄像机高度

13、? 摄像机位置下无法检测到的区域 (例如: 排队测量)? 焦距如何做 ? Excel 工具? TBD待决定 : 设置可行的焦距 5. 通信距离与带宽    RS-485 ? 最远300米? 视频流: 质量 ?CIF 160 x120 ; 帧率: 2.5 fps; ? 只允许在一时刻从一路摄像机上传 (一般来说，一条单一的       RS485通路可以被四台摄像机共用)? 实时抓拍 ? 估算 : 96kbpsEthernet? 低于100 米，可连接到路由器或网络集线器 ? 视频流质量 CIF 320x240 ;

14、帧率: 5 fps; ? 从多路摄像机同时上传视频流是可行的(基于可用带宽)? 实时抓拍 ? 估算 : 2Mbps无线 ? ISM 本地无线波段? 几个 XCams之间的本地通信? 单个 XCam 接入 Xcom 6. 设备硬件特征 XCam ? 视频传感器    1/4 VGA CMOS 传感器    分辨率656x492   最低照度0.04 lux f/1.2    防曝光，零拖尾    信噪比: >50dB   焦距：3.6mm, 8mm or  10

15、mm   黑白画面 ? 外壳    符合IP67注塑成型聚碳酸酯材质    遮阳板结构，防止阳光直射    尺寸: 132 x 254 x 124 mm? 固件材质    铝合金支架    增强型玻璃纤维尼龙 ? 特征参数    供电: +12/24V AC/DC（XCom 或直接）    功耗: < 3W   具有浪涌抑制功能    工作温度：-34°C / +74°C

16、   工作湿度: 0 to 95% , 非冷凝    设备重量: 600g ? 连接电缆    接口预留在安装支架上，无需打开传感器    建议连接方式: 屏蔽双绞线, 外直径是5-10 mm的STP电缆   （RS485） ? 通信方式    无线(GPRS, ISM)    Ethernet   RS485三、 XCity应用前景与意义 1. 交通领域对全球温室气体排放的贡献 ? 2007年欧洲运输部长会议减少运输二氧化碳排放报告

17、     (2003)的计结果表明，2003年，经济合作与发展组织    （OECD）国家来自燃油消费所排放的CO2中，交通运输业占到        34%? 美国运输部发布的2005年运输统计报告表明，2003年美国     运输部门温室气体排放总量为18.64亿吨，其中小汽车占43%? 美国运输部发布的2005年运输统计报告表明，2003年美国     运输部门温室气体排放

18、总量为18.64亿吨，其中小汽车占43%? 2006年，日本交通运输部门CO2的排放量约2.54亿吨，其中道     路运输部门为2.23亿吨，约占总排量的87%? 奥斯陆气候和环境国际研究中心在美国国家科学院学报月刊     上的研究报告，交通工具使用燃料所释放的气体是目前全球变暖      的主要原因之一      过去的10年全球CO2排放总量增加了13%，而来自交通领域的    

19、    碳排放增长率却达到25%     欧盟大部分工业领域都做到了成功减排，但交通工具的碳排放量        却在10年内增长了21%2. 我国交通领域气体排放状况 ? 中国是世界第二大能源生产国与消费国 ? 2004年中国的温室气体排放量保守计算为3.52亿吨，居世界第二位 ? 2007年汽车销售量达到880万辆 ? 2009年十一长假过后，北京市机动车保有量已超过388万辆    机动车排放的污染物主要类型：  

20、60; 碳化物    碳氢化合物    氮化物    硫化物以及烟物颗粒等    由此可见，交通运输工具能否节能减排，直接关系到    能源安全    气候变暖    这也是21世纪全球可持续发展中的两大挑战和瓶颈 3. 交通温室气体的减排途径 ? 开发新能源 ? 通过技术改进提高燃料利用率 ? 更新空调制冷技术 ? 尾气排放标准控制 ? 优化交通运输体系 4. 亚洲国家的城市交通发展分为三种类型    新加坡类型 轨道交通不很发达，城

21、市公共交通相当发达，对小汽车采取了非常严 格的限制措施，城市的小轿车拥有量远低于西方国家，城市基本上没 有拥堵现象，交通能耗低，城市环境质量状况良好（如：香港）    东京类型 城市轨道交通非常发达，对小轿车没有采取严格的限制措施，但交通 高峰时间段人们并不使用小轿车，城市交通拥堵并不十分严重，交通 能耗一般，城市环境质量偏差    曼谷类型 城市轨道交通很不发达，对公共交通的优惠政策很少，对小轿车也没 有采取严格的限制措施，相反还鼓励小轿车的发展。城市交通拥挤现 象十分严重，能耗较高，环境质量很差 我国有自己的国情。 5. 发展交通运输与减少温室气体排

22、放的解决思路 ? 美国 ? 欧盟 ? 日本 ? 中国     我国有自己的国情，我国是一个负责任的大国，同时我们也 是一个发展中国家，发展中国家的首要任务是： 发展经济 消除贫困      为了人类共同的生存环境，我国政府遵守各种国际公约： 1992年6月11日，中国政府签署了联合国气候变化框架公约1997年12月1日至11日，中国政府在京都议定书上签字         节能减排在一定程度上与发展经济相矛盾,为了构建环境友 好型和资源节约型社会，如何提高交

23、通运输工具的效率以减少 温室气体排放量，成为切实可行的思路。 6. Citilog公司的智能交通系统解决方案         Citilog作为长期致力于智能交通系统的国际知名公司，推 出了XCity智能红绿灯控制系统：    优化红绿灯配时方案，提高道路通行效率    减少机动车在道路上的滞留时间    降低温室气体以及其它污染物的排放    ARTIC:先进的交叉路口实时控制软件    CiCoM : 城市级的拥堵管理系统

24、   ARTIC:先进的交叉路口实时控制软件    灵敏的小步进微调功能    基于队列长度和安全通行限制   功能: 本地自适应交通控制    定义实时当地交通战略   输入指示   安全限制   队列长度、体积、等待时间   优化指标   等待时间   停止频率（对温室气体排放大的影响）    数据处理    每70秒优化一次最佳交通灯控制时间）   每2秒钟更新一次下一个70秒的优化结果    无需占用大量的CPU资源 目标   节约了30% 的平均等待时间    减少4% to 12% 的污染物排放(已经测试)    易于实施