智能交通管理信号机管理模块建设技术方案

智能交通管理信号机管理模块建设技术方案1.1模块描述信号集成与管理模块是交通警察指挥中心平台采集交通数据、控制交通流的核心子系统，其主要功能是自动调节交通信号灯的配时方案，使停车次数和延误时间减至最小，充分发挥道路系统的交通效益；并可通过指挥中心人工干预，直接控制路口信号机执行，强制疏导交通。系统对线圈、视频、地磁、微波、射频等检测设备采集的数据经行分析，通过路口信号机来调整信号灯、倒计时显示和可变车道控制，并对公交车辆进行信号灯优先控制，提高路口通行效率。系统的建设坚持从实际出发，把成熟、可靠、实用、经济、先进的智能公安监控管理技术和业务工作紧密结合，注重系统的实用性和实战性，合理配置资源，服务服从于业务需要，统筹规划、统一标准、规范设计、周密计划、合理实施的原则；采用开放性、模块化、智能化的体系结构，依托现有的信息网络系统和交通监控指挥管理系统，将各系统融合成一个有机的整体，实现整个系统科学、高效、可靠、协调的管理与运行，达到实时监视，优化协调控制，信息资源共享的综合管理效能与目标。系统采用三级结构形式，即：中心控制级、区域控制级和路口控制级。系统的控制原理、技术路线符合现代控制理论的发展方向，系统整体技术水平处于当代高技术的前列。系统控制软件具有实时自适应优化控制功能可以优化交通红绿灯信号；为特种车辆提供绿波通道；人工干预消除突发的交通堵塞；检测、处理和传输交通车辆信息；系统图形化的中文交互操作，人机界面友好，显示内容丰富，用户可以自定义显示内容，操作方便简单。1.2模块架构笔记本信号机3信号机1信号机2信号机3笔记本信号机3信号机1信号机2信号机3网络232信号网络232信号多串口服务器多串口服务器3G无线3G无线区域m区域2区域1区域m区域2区域1网络网络中心软件中心软件网络网络第三方集成软件对时优化软件流量记录日志记录件客户端n第三方集成软件对时优化软件流量记录日志记录件客户端n用户验证用户验证网络网络第三方集成数据库ORACLE数据库第三方集成数据库ORACLE数据库图1.2-1信号机模块架构多客户端进行同时协调工作；地图模式的连接状态、路况显示，直观显示故障源和拥堵路口，以便及时处理；国庆等特殊日参数群发，一次完成；基于地图模式自动生成警卫绿波方案，大大简化操作；图表操作界面和打印，以及相关数据导出；参数自动备份，关键数据库自动备份；提供数据库、webservice、JMS、socket等形式的连接接口；1.3功能介绍系统支持GIS，如信号机联机状态，饱和度，警卫线路的地图显示等。1、路口参数编辑图形化编辑模式，删除任意部分参数不会导致其它参数出错，编辑包括以下部分，逻辑灯组、相位灯色、相位属性、相位序列、方案配时、时段表、感应参数、行人按钮、单点优化、绿冲突、公交优先、杂项。相位灯色：通过双击图标改变灯色，支持相位拷贝。相位过渡方式：可选择自动方式和全人工指定方式，以便实现提前右转等复杂控制模式，支持相位序列拷贝。相位差：每个时段可设置相位差，以便不同时段精确运行绿波模式。感应参数：支持参数包括最小绿、车辆间隔（不是车头时距）、延长绿（最大车辆间隔），浪费绿。手动过渡：支持相位过渡和色步过渡。支持参数仿真运行，参数离线编辑，参数图形打印。2、路网参数编辑设定系统区域、路口、子区相关参数。支持参数离线编辑、打印。3、绿波设定功能系统实时动态设置的绿波路线数量。在特殊情况下执行贵宾车队警卫、消防、救护、抢险等任务的时候，其行车路线上的各交通信号灯按车辆到达路口的时间开启绿灯，保证车辆畅通无阻。4、系统对时功能为了保证信号机在协调控制时保持时间基准绝对一致，客户端定时或人工对所控制的信号机进行精确对时；同时还可以确定对时的范围、对时的时间和频率，使得整个系统的时间上绝对无误。系统时间误差不大于2秒。5、强制控制功能系统可以根据实际交通情况，由操作人员在各级系统控制机发出命令，进行特殊交通控制。定相控制（指定相位）：根据路口交通需求，强行控制信号相位的执行时间，进行交通疏导。模拟手动：根据路口交通需求，模拟交通信号机的手动控制方式，进行交通疏导。黄闪：强行控制信号相位的执行黄闪。关灯：关闭信号灯。6、系统控制方式用户可根据交通控制系统设计需要，对所控区域的每个子区单独设置系统控制方式，分别为：（1）实时自适应优化控制功能控制区内与区域控制计算机相连的路口信号机都在区域机控制之下，信号配时方案由系统优化算法软件实时生成，协调路口间交通信号控制。系统优化软件是整个系统的核心，它直接决定了系统的运行效益。系统优化软件的任务主要是对信号控制参数：信号周期、绿信比、相位以及相邻路口的相位差进行优化、组合和控制，以实现控制指标的最优化，达到减少机动车停车次数，降低延误时间，提高行车速度，降低油耗和噪音的目的。（2）固定配时控制控制区内与控制计算机相连的交通信号机都在区域控制之下，信号配时方案使用的是人工设置的配时方案。7、系统管理功能系统的用户管理功能包括增设用户、赋予权限、密码管理、分组分级管理。可分为调看员级、操作员级、区域操作员级、系统管理员级。系统管理员级级别最高，增设用户、赋予权限、可以用来新增路口、陆口子区的划分、设置各种路口配置参数、强行指定各种控制方式、远程修改信号控制参数和调看各种显示界面等；调看员级只能调看各种显示界面。系统可以记录并存储大量的系统原始数据，主要包括流量记录等。流量记录主要通过路口车道安装环形线圈等检测器，记录检测交通流量、占有率等数据。系统采集、处理、存储、提取控制区域内的车流量、等交通信息，建立交通管理数据库，提供用户自定义条件查询，打印分析交通信息各类图表，供交通疏导和交通组织与规划使用。8、系统监测功能为提高系统的可靠性，系统各控制级都设置了完备的自检和监测功能，对交通状况、系统设备和软件运行状况进行全面的监测和管理。系统监测分三个级别：• 路口控制级• 区域控制级• 中心控制级其中低级别的状态和故障会自动向上一级报告，因此，上级总能监测和管理下级的状态和故障。9、路口控制级路口控制级设备主要有交通信号机、车流检测器和交通信号灯。（1）软件自检功能交通信号机软件在运行的过程中，实时检测运行的状态，并具有容错功能，如发现软件模块掉“陷阱”，将自动恢复正常运行。（2）交通信号参数检测功能在信号机运行的过程中，软件实施检测交通信号参数，如果发现相位序列、配时等主要参数超出范围，软件将采取强制措施，使信号机恢复正常运行。（3）硬件检测功能信号机在运行的过程中，实时检测主要硬件芯片的工作状态，如发现其工作异常，将对其进行初始化，，恢复正常工作，若其无法恢复，信号机将进行降级处理。同时信号机用看门狗或事件计数器对CPU进行监测，如果发生超时，自动变为黄闪功能。（4）通信检测功能信号机在和区域机通讯的过程中，实时检测与区域机的通讯状态，并定时发送查询命令，如果发现通讯异常，信号机将进行降级处理。信号机在接收检测器数据的同时，也在检测与检测器的通讯状态，如果发现异常，信号机将降级处理。（5）故障信息上报信号机对软硬件进行实时监测，出现故障时自动降级控制，并向区域控制计算机发送故障信息。（6）车辆检测器对环形线圈等车辆检测器和CPU都进行实时监测，故障时自动报告信号机。10、区域控制级区域控制级是路口控制级和中心控制级之间的中间级。在程序执行期间，所有路口设备的工作状态变化信息、故障信息都由区域控制计算机收集、存储并送到中心控制级。区域级监测通信状态。（1）系统监控区域计算机在运行的过程中，实时监测此区域内的系统运行情况，如发现异常将进行降级处理。（2）进程监测区域系统软件将实时检测系统内进程的情况，如果发现进程异常或掉“陷阱”，系统将采取必要的措施，使其恢复正常工作，若不能恢复，系统将进行降级处理。（3）交通参数监测在区域机运行的过程中，软件实时检测交通信号参数，如发现周期、绿信比、相位差、行为时长等主要参数超出范围，软件将采取强制措施，使区域机恢复正常运行。（4）设备监测信号机检测器区域机对区域内的信号机状态进行实时检测，并处理信号机上报的故障信息，如果子区内主要的路口出现故障，那么，系统将子区内的路口进行降级处理。（5）通讯监测区域机在和信号机、中心机通讯的过程中，实时检测与信号机、中心机的通讯状态，并定时发送查询命令，如果发现通讯异常，区域机将进行降级处理。11、中心控制级中心控制级对整个系统的工作情况进行全面监测，将所有状态变化和故障信息通过显示系统显示出来，并按日报形式打印出来。（1）系统监测中心控制级在运行的过程中，实时检测中心内的系统运行情况，如果发现进程异常系统将进行降级处理。（2）交通参数监测在中心机运行的过程中，软件实时检测交通信号参数，如发现周期、绿信比、相位差、行为时长等主要参数超出范围，软件将采取强制措施，使中心机恢复正常运行。（3）设备监测中心机对中心内的区域机状态进行实时检测，并处理区域机上报的故障信息。（4）通讯监测中心机和区域机通讯的过程中，实时检测与区域机的通讯状态，并定时发送查询命令，如果发现通讯异常，中心机将进行降级处理。12、系统互联功能支持多种系统互联（电视监控系统、地理信息系统、车辆定位系统、违法捕捉系统、信息管理系统等）。接口为局域网，协议为TCP/IP协议，可以WinSock方式调用。13、系统远程监控和维护可通过3G等远程连网方式与系统维护中心相联（用户授权），由系统维护中心对本系统进行远程维护和控制： 与本地系统控制台一样，监控系统的运行； 设置系统控制参数； 调看、设置路口交通信号机控制参数； 对系统软件进行修改和升级14、系统容量指标 1.每区域最大路口数:64个 1.最大区域数:64，即系统支持路口数64*64=4096个 3.最大客户端、用户数:64个 4.系统时间误差:<3秒 5.系统网络延迟:<1秒 6.通讯模式:串口、有线网络、无线网络 7.流量、日志记录时间:10年 8.关键数据库自动备份数：30个 9.每台服务器最大区域数:4个区域，即256个路口1.4模块设置1、交通信号设备管理可在平台GIS上直接显示交能信号机的工作状态。图1.4-1：设备管理图软件提供路口形状及相位情况编辑功能。图1.4-2：相位编辑图2、信号机状态显示及参数设置功能图1.4-3：信号机功能设置图3、方案管理及运行模拟功能平台软件和下载信号机当前运行方案，也可上传新的方案，并可以模拟新方案的运行情况。图1.4-4：模拟功能图4、单点优化控制功能图1.4-5：单点优化控制图5、干线协调控制功能在城市主干道中，启用