单点可联网调试信号机路口案例分析设置

 　　城市交通的不断发展，道路交通的不断进步，智慧型、智能型、灵活性、方便型、平安型等城市系统是近年政府建设的重点民生工程，也是拉动经济发展的重点项目，城市道路智能交通设备设施的建设将带动城市区域经济的良好发展，对城市及周边的发展具有重要意义。在这些项目中最重要的设备之一就是交通信号控制机，路口控制机的功能性能能体现出一个城市交通系统处于什么样的状态，控制机在城市智能交通网络建设中发挥着执行者的作用，所有的信号及指令都要通过它来执行控制，因此它的稳定性和可靠性也关系到人们的生命财产的安全。

　　交通信号控制器在现在的城市智能交通领域是必不可少的一部分，现在大城市的智能交通控制系统都已经建立，大部分的都是国外公司的产品；中小型城市很多采用国内自己的产品；现在的信号机按控制模式大体可以分为以下几大类：①单点多时段信号机；②单点自适应信号机；③单点联网调试信号机；④集中协调式信号机；按供电模式来分可分为以下几大类：①市电供电(AC220V/AC110V)信号机，②太阳能直流信号机(有线/无线传输)，③太阳能市电互补型信号机。

　　交通信号控制器的自动化控制技术的主要应用有：①定周期多时段控制；②单机自适应控制；③人行过街控制。控制机未来发展的趋势是路口数据的自动采集，数据传输的无线联网通讯，以及控制策略的集中协调控制。

　　下面就针对一款单点可联网调试的信号机路口案例，进行分析介绍，重点剖析其路口设计方案及控制策略的选择。

　　一、单点可联网调试的信号机简介

　　从国内外市场需求看，单点定时式信号机的市场总量虽然仍居首位，但其增长趋势在逐年下降，自适应信号机和协调式信号机的应用需求增长速度明显加快，为适应这一逾见明显的市场需求，深圳市法马科技有限公司开发了一款单点可联网调试的信号机，其相位设计如何适应路口控制需求，控制策略的选择有何优越之处，下面就其系统设置进行分析。

　　本款单点可联网调试的信号机其功能特点如下：①有8个方便快捷可直接控制绿灯的方向手动控制按钮和常规国内的步进控制手动控制方式兼容，②有四个人行过街请求按钮接口，③LED数码状态显示及LED模拟路口面板控制，④符合国标的硬件绿冲突检测及关断保护功能，检测采用用高精度电流互感器；⑤驱动采用过零转换状态的技术，减少可控硅驱动电路的冲击增强电路的可靠性；FM-JK-44方案示意图如图1所示：

　　图1FM-JK-44方案示意图

　　其中RS232端口可以连接电脑通过上位机软件对信号控制机进行状态操作设置；模拟面板可以在无电脑的情况下进行方便的设置操作；主控CPU通过异步端口将要运行的方案数据发送到驱动CPU；驱动CPU得到方案数据后将独立运行，驱动数据通过SPI端口将数据传送到各驱动板，同时也将各驱动板的负载状态传回CPU，CPU对负载状态进行判断，如发生红绿同时亮的或绿灯时亮红灯的状态驱动CPU立刻关断红灯和绿灯的电源将信号驱动降级到黄闪的警示功能避免了硬件绿冲突而车和车相撞的重大交通事故；手动控制板可以通AUTO/MANUAL/YELLOWFLASH进行自动模式、手动模式、黄闪模式的切换，在手动模式下可以分别直接独立的控制8个相位的绿灯状态而深受国外客户的亲睐；在电源的输入端配有一个最大能承受40KA的浪涌电流的防雷器保证的设备的安全；在供电上黄灯的回路与红灯和绿灯的回路是独立的，当发送硬件绿冲突，CPU可直接通过继电器切断红灯和绿灯的电源；通过过零检测电路将状态转换时控制在零点左右的位置，保证了驱动的平稳性不会有大电流冲击到驱动电路的机会；以上方案简单又适应，符合中小型城市及发展中国家使用。

　　二、自适应式视频检测路口设计方案

　　路口设计方案如图2所示：

　　图2自适应式视频检测路口设计方案

　　路口状况：东西方向双向4车道十字路口、南北方向双向6车道。

　　设备配置设备：方案中路口采用最新国标型集中协调式自适应式联网控制机，不用破路，采用最新的智能交通技术视频检测方案，通过软件设置，用虚拟线圈的方式，检测车流量，为路口的通行配时方案提供依据，疏解交通、合理通行。

　　东西方向安装框架式400型3组三灯三色左直右箭头式信号灯、1个通讯型倒计时器，南北方向安装框架式400型3组三灯三色左直右箭头式信号灯、1个通讯型倒计时器；和8组一体化人行横道灯；信号灯杆件采用热镀锌喷塑灯杆，表面热镀锌，银灰色喷塑。

　　1、路口详细相位设计

　　对于平面交叉口，需根据其几何特性和交通流条件，选择信号相位方案和确定信号配时参数，其中相位设计是信号设计的首要步骤，直接影响到交通流运行的安全性和交叉口可提供的通行能力。相位可以用车道相关的次级相位的分级结构式集合，每个道路方向为一个主相位，即东西相位和南北相位。主相位之下是分相位，包括相位绿灯时间、黄灯时间和红灯时间等属性，分相位的类型又分为直行、双向左转、左转和直行混合、保护冲突混合左转等。

　　一般需要获取交通流信息作为设置相位的依据，包括对向左转车流量，计算它们之间的差值；各进入车道的交通总量；对向进口交通量（如东西向或南北向）。在进行相位设计时，最重要的是左转相位的设计。

　　对于左转车流，一般有三种方式：冲突式、保护式和无对向式。冲突式左转是在对向的直行车流放行的同时，左转车流利用直行车流的空挡穿过交叉口；保护式左转是不受任何冲突影响的左转车流放行；无对向式左转是由于交叉口的几何特点，左转车流不会与对向的直行车流发生冲突，例如单行道或"T"形交叉口等。一般在以下情况下，需要采用保护式左转相位：

　　（1）对向交通流速度较快；

　　（2）左转交通流较流畅；

　　（3）左转交通流量或者与其冲突的交通流量较大；

　　（4）左转交通流不容易看见冲突的交通流；

　　（5）驾驶员左转时需要注意很多可能的冲突。

　　常用的判据是：

　　（1）左转车流是否大于200vph？

　　（2）对向每车道的直行车流与左转车流的乘积是否大于50000？

　　保护式左转相位又分为三种模式：双向左转相位、左转+直行混合式相位、左转保护+冲突混合式相位。

　　双向左转相位：即相对向的左转车流均采用保护式相位完成左转，适用于双向左转车流都满足保护式相位条件且相对向的左转车流基本相当。

　　左转+直行混合相位：同一进入方向的直行和左转车流同时采取保护式信号相位放行，与其冲突的交通流禁止放行。可以分为两种模式，如图3.19所示。其中模式一的适用条件为：相对向的左转车流满足设置保护式相位的条件，且左转车流量差值在75vph以上；对向的直行车流量很大，差值在100vph/车道以下。采用模式一可以利用直行车流作为过渡信号阶段，可以减少相位交替的损失时间。模式二的适用条件是：左转车流都满足设置保护式相位的条件，并且左转车流量差值在75vph以上；相对向的直行车流不均衡，差值在100vph

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