系统概述
交通信号控制中心平台是智能交通控制系统的一个重要组成部分,主要为城市交通管理部门提供实时的城市道路信号管理、控制及监控软件,通过与软件兼容的信号机(包括普通交叉口信号机、快速路车道和匝道信号机)连接,实现对城市交通进行统一控制的目的。
为完善濮阳市现有智能信号控制系统的功能,提升智能交通信号控制效果,项目通过在交警支队建设统一交通信号控制平台,将所有建设路口的信号控制系统进行统一管理和联网监测。实现濮阳市全市智能信号机的集中控制、远程疏导、中心勤务、分级管理、协调联动、智能运维,达到交通治理从“路面指挥”到“中心控制“的模式转变,提高管理部门交通管控、指挥效率。
系统架构
统筹考虑濮阳市未来信号控制系统升级及建设规划,本次项目建设的统一交通信号控制平台针对三层业务逻辑关系,采用三层软件架构(中心、区域、路口);同时采用路口控制级、区域控制级和指挥中心级三级控制。
统一交通信号控制平台架构
信号三级控制架构
路口控制包括车辆检测器、信号机和信息传输三个部分;区域控制包括区域控制机;指挥中心控制包括控制计算机和管理软件。
(1)路口控制级
路口交通信号机及检测器采集路口实时交通数据并加以初步分析整理,通过通信网络传送到上层控制机,用以调整配时方案;接收上层控制机的指令,控制本路口各个信号灯的灯色变换;在实施感应控制时,根据本路口的交通需求,自主地控制各入口信号灯的灯色变换。
(2)区域控制级
区域包括区域机服务、路由任务模块、服务器端通信任务模块,用于通信机接受连接并负责通信,可以进行中心系统的交通流量实时采集、信号机事件(故障采集)采集、数据统计、系统优化、信号机自动对时等。
(3)中心控制级
为交叉口及协调控制系统的控制方案设计提供集中式输入工具;提供集中监控功能,监控系统中各个路口级和区域级控制设备的运行情况。可同时控制多个路口,且可以扩展;中心控制软件对控制方案基本数据进行安全保护,即通过硬件或软件系统保护各项基本数据的安全,只有授权人员才能接触;自动记录各路口信号机的故障,便于及时抢修。
对应系统结构各级主要控制功能如下:
(1)中心控制级
监控整个系统的运行;协调区域控制级的运行;具备区域控制级的所有功能。
(2)区域控制级监控受控区域的运行;对路口交通信号进行协调控制;对路口交通信号机的工作状态和故障情况进行监视;通过人机会话对路口交通信号机进行人工干预;监视和控制区域级外部设备的运行;进行交通流量统计处理。
(3)路口控制级控制路口交通信号灯;接收处理来自车辆检测器的交通采集信息,并定时向区域计算机发送;接收处理来自区域计算机的命令,并向区域计算机反馈工作状态和故障信息;具有单点优化能力。
(4)终端控制为了方便灵活地控制系统,系统应可挂接终端控制计算机,终端控制计算机提供与区域控制计算机完全同样的显示操作功能,终端控制计算机即可以是本地的(如放在指挥中心的任何一间办公室),也可以是远程的(如在任何地方通过公共电话线路)。
系统功能
统一交通信号控制平台,满足后期同上位系统或中心指挥平台的对接,实现指挥中心平台对信号系统的统一管理。平台具有良好的开放性,能提供通信协议或数据服务接口组件,可提供基于B/S结构的终端访问系统,通过该系统,用户可以设置不同的访问级别和管辖范围。拥有相应权限的操作员可以通过多种用户界面形式监视、控制外场设备,同时可以修改更新系统的配置数据。平台系统主要包括以下功能和特色。
基于GIS地图的系统操作平台
系统利用电子路网背景地图,制作符合交通信号控制系统的图形化、分层设置的界面地图。具有路口编辑工具,能够对路口路段进行渠化设计,同时对图形的背景、显示符号、颜色和属性等进行编辑。能够图形化实时显示中心设备、传输设备、控制点设备工作状态及信号控制模式等信息。系统基于实时数据采集,用不同色彩表示不同的交通流量、速度,形象直观的显示检测区域的交通状况。点击控制点,能够查询检测区域的各种交通信息。基于地图将信号控制策略在地图上直观显示,能够宏观的展示系统的运行状态,可以详细地查看各个路口、道路的控制方式,支持查看单个路口的方案信息以及各方向流量信息。并提供多路口控制功能,在执行系统协调、勤务控制、手动预案时可便捷查看各个路口的放行状态。
中心远程控制和监视
通过中心系统可查看路口信号机的实时运行状态,包括:
1、检测器信息,支持包含检测器检测到的车辆信息,如流量、车速、占有率等信息。
2、故障信息,包括信号机的工作状态、信号灯的状态,如有故障发生,及时向系统计算机发送故障信息及故障发生变化后的信息。
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、工作模式信息,当前控制模式,如感应、定时、黄闪等。
5、信号机特征参数,包括信号周期、绿信比、相位、相位差等主要参数。
6、时间信息,当前的时间信息,包括“年、月、日、时、分”。
通过中心系统可对信号机进行锁相位、通道驻留、步进、跳步、执行特定方案、黄闪、全红等操作,并可通过监控界面进行确认。
图形化方案配置
系统软件具有路口编辑工具,能够对路口路段进行渠化设计,同时对图形的背景、显示符号、颜色和属性等进行编辑。采用图形化的方案配合,结合用户的使用习惯,通过拖、拉、拽的方式即可完成从路口渠化到方案配置全部内容,配置直观、简单,易于理解。
信号机功能设置平台系统软件具有完善的信号机参数设置、修改功能,信号机参数包括:信号机所在路口的信息(路口上下游的路段信息和车道划分信息),路口相位信息,路口相序信息、路口检测器信息、路口控制方案信息等。
能够根据路口的实际交通流情况设计控制方案,并通过该功能下载到信号机中,实现路口的合理控制。
交通流量分析
系统除可以实现对本次建设外场车辆检测器以及复用电警设备原始数据和实时20交通数据的综合信息的采集与管理,并生成各类统计报表外,后期可按照濮阳市交警支队的要求向支队中心应用支撑平台推送其所需要的数据。系统能够采集以下交通数据:路口车流量和车辆占有率等交通数据,这些数据能够保存在Oracle数据库中。系统对采集的交通数据进行各种统计分析,形成设定时间、区域范围的交通统计分析报告,内容包括:路段路口交通流量,路口交通流饱和度,路口到达方向、路口车速等等。统计分析报告均以彩色图形或数据电子表格方式显示、输出。中心计算机对采集的交通数据进行统计处理,分别形成5分钟和1小时时间段的交通统计数据。
系统具有交通数据分析结构的查询功能,主要有以下功能:
1、路段、路口日小时平均流量统计,统计指定时间段内各个小时内在此时间段内的平均流量。
2、路段、路口周日平均流量统计,统计指定时间段内各个周日在此时间段内的平均流量。
3、路段、路口周交通量日变图,统计指定时间段内各个周总流量并计算平均流量和日变系数。
4、路段、路口月交流量月变图,统计指定时间段内各个月在此时间段内的总流量和平均流量以及月变系数。
5、路段、路口日周月通量统计,统计指定时间段内各日、周、月的总流量。
6、路口指定方向流量统计,统计指定时间段内某路口指定方向的流量。
7、单路口/检测器流量统计,统计指定时间段内某路口或者某个检测器的流量。
8、路口车道流量统计,统计指定路口各入口方向车道的流量。
干线协调优化控制
系统可针对某条检测器布设较全干线实现协调优化控制。优化控制方法分为方案生成式与方案选择式。方案生成式适合检测器布设较全的干线,系统通过实时采集干线上检测器的流量及占有率数据,实现优化方案的实时生成,每隔15分钟对干线中路口下发一次优化方案,实现干线的协调优化控制。方案选择式适合检测器布设相对较少、交通条件相对复杂、路口有相对成熟方案的干线,系统通过采集少量检测器数据,判断当前干线的交通状态,通知各路口执行较合适的方案,达到协调优化的控制。
系统的协调优化能够达到在平峰期实现停车次数最少,在高峰期进行排队抑制,将排队车辆均匀分布在各路段,防止路口发生溢出。
快速勤务
在地图上,通过选取勤务路线上的信号机完成勤务路线的制定,并通过选取路口的控制方向(如北直、北左)实现信号机的快速控制,在信号机断线时实时提供信号机的断线信息。
通过使用北斗定位技术,实时准确跟踪警卫车队,并根据车辆距前方交叉口的距离和交通路况信息,自动计算前方勤务路口的开始控制时间,并能根据前方道路的异常交通事件实时预警,辅助人工或自动执行勤务预案,解决系统现有勤务控制需人工通过视频跟踪车队位置、一人无法兼顾多条勤务路线、勤务路线上的异常事件难以及时发现的问题。
系统支持预案控制,可通过自动和人工两种方式调用预案。
1、自动调用
自动调用是根据实时采集的勤务路线沿线的交通流数据和警务车队的行驶速度,预计到达快速路控制区域的时刻,系统自动调用勤务预案并执行。自动调用方式包括时间表调用、条件调用、依北斗数据调用。
2、人工调用
人工调用是中心操作员根据警务车队的到达时间及行驶速度调用勤务预案或临时预案,由系统生成出入口、车道灯控制方案,并按设定的时间下发到相应的现场设备进行控制。
大型活动预案控制
针对特定的场景,选取一个路口集合,通过图形化的方式制定每个路口的最优控制方案,当特定的场景发生时,通过人工或定时的方式开启,达到最佳的控制效果。此功能能够快速制定区域级的信号控制预案,在应对大型活动、日常交通拥堵管理、节假日交通管理时提供功能支撑。
可中心仿真的无缆协调配置功能
无缆协调控制可以实现干线单、双向绿波带参数计算及效果检查,可以有效的缓解城市交通主干道的拥堵问题。系统自动计算路口相位差,并可实现协调效果模拟。
路口历史方案管理
该功能提供了丰富、灵活历史放行方案查询手段,能够帮助用户迅速定位历史方案,对修改履历进行快速追溯;具有图形化的对比方式,可方便地筛选出方案调整变化的部分,有助于用户快速分析方案间的不同和变化趋势。
特征参数统计功能
该功能方便用户快速筛选出配置方案可能存在异常的路口,有助于问题的早发现、早解决,避免错误配置对交通状况造成不良影响。提供了多维度的查询条件和便利的一键查询快捷操作,大大提高了用户工作效率。
公交优先平台
通过获取公交车辆实时北斗数据,实现干线级和路口级的两级公交优先控制,优化公交线路信号配时方案,缩短公交车在路口的等待时间,提高公交运行效率;该功能实现多条交叉线路优先,能够同时处理多条交叉线路优先请求并处理不同类型、不同状态下的公交优先请求,提高公交优先车辆平均行程速度,有效减少公交优先车辆平均停车次数。
信号系统APP
信号控制系统移动APP,解决用户只能通过中心或使用维护工具打开机柜的方式获取路口相关信息不便的问题,保证用户可随时、随地、快速地获取所查询路口、子区相关信息。
平台特色
兼容性好
平台可以接入智能信号机,可以实现路口状态的远程监控、信号的远程控制、配时方案的远程上载编辑及下发、中心快速勤务、中心级的系统优化、瓶颈优化、绿损评价等功能,且系统运行稳定。平台还具备集成度高,兼容性好;功能全面、完善、安全、稳定而可靠;易于掌握,人机界面友好,容易操作、管理和维护等特点。
适用性广
平台可以接入符合《GB/T20999-2016交通信号控制机与上位机间的数据通信协议》、NTCIP国际标准、《GA/T1049.2-2013公安交通集成指挥平台通信协议第2部分:交通信号调控系统》标准的其他智能信号机。
具备先进性
作为濮阳市交通信号控制系统的重要组成部分,平台的建设要跟国内外信号机及信号控制系统的科技水平发展趋势紧密结合,总体设计要具有前瞻性、先进性,关键设备采用国内外先进设备,以确保满足以后不断发展的需要,使系统充分满足实际功能需求并且易于操作。平台既满足近期的应用需求,又能满足未来客户多方面的需求。系统具有开放性标准接口,配置了多种数据传输接口,更能满足用户多方面的需求。