單點可聯網調試信號機路口案例分析設置

 　　城市交通的不斷發展，道路交通的不斷進步，智慧型、智能型、靈活性、方便型、平安型等城市系統是近年政府建設的重點民生工程，也是拉動經濟發展的重點項目，城市道路智能交通設備設施的建設將帶動城市區域經濟的良好發展，對城市及周邊的發展具有重要意義。在這些項目中最重要的設備之一就是交通信號控制機，路口控制機的功能性能能體現出一個城市交通系統處于什么樣的狀態，控制機在城市智能交通網絡建設中發揮著執行者的作用，所有的信號及指令都要通過它來執行控制，因此它的穩定性和可靠性也關系到人們的生命財產的安全。

　　交通信號控制器在現在的城市智能交通領域是必不可少的一部分，現在大城市的智能交通控制系統都已經建立，大部分的都是國外公司的產品；中小型城市很多采用國內自己的產品；現在的信號機按控制模式大體可以分為以下幾大類：①單點多時段信號機；②單點自適應信號機；③單點聯網調試信號機；④集中協調式信號機；按供電模式來分可分為以下幾大類：①市電供電(AC220V/AC110V)信號機，②太陽能直流信號機(有線/無線傳輸)，③太陽能市電互補型信號機。

　　交通信號控制器的自動化控制技術的主要應用有：①定周期多時段控制；②單機自適應控制；③人行過街控制。控制機未來發展的趨勢是路口數據的自動采集，數據傳輸的無線聯網通訊，以及控制策略的集中協調控制。

　　下面就針對一款單點可聯網調試的信號機路口案例，進行分析介紹，重點剖析其路口設計方案及控制策略的選擇。

　　一、單點可聯網調試的信號機簡介

　　從國內外市場需求看，單點定時式信號機的市場總量雖然仍居首位，但其增長趨勢在逐年下降，自適應信號機和協調式信號機的應用需求增長速度明顯加快，為適應這一逾見明顯的市場需求，深圳市法馬科技有限公司開發了一款單點可聯網調試的信號機，其相位設計如何適應路口控制需求，控制策略的選擇有何優越之處，下面就其系統設置進行分析。

　　本款單點可聯網調試的信號機其功能特點如下：①有8個方便快捷可直接控制綠燈的方向手動控制按鈕和常規國內的步進控制手動控制方式兼容，②有四個人行過街請求按鈕接口，③LED數碼狀態顯示及LED模擬路口面板控制，④符合國標的硬件綠沖突檢測及關斷保護功能，檢測采用用高精度電流互感器；⑤驅動采用過零轉換狀態的技術，減少可控硅驅動電路的沖擊增強電路的可靠性；FM-JK-44方案示意圖如圖1所示：

　　圖1FM-JK-44方案示意圖

　　其中RS232端口可以連接電腦通過上位機軟件對信號控制機進行狀態操作設置；模擬面板可以在無電腦的情況下進行方便的設置操作；主控CPU通過異步端口將要運行的方案數據發送到驅動CPU；驅動CPU得到方案數據后將獨立運行，驅動數據通過SPI端口將數據傳送到各驅動板，同時也將各驅動板的負載狀態傳回CPU，CPU對負載狀態進行判斷，如發生紅綠同時亮的或綠燈時亮紅燈的狀態驅動CPU立刻關斷紅燈和綠燈的電源將信號驅動降級到黃閃的警示功能避免了硬件綠沖突而車和車相撞的重大交通事故；手動控制板可以通AUTO/MANUAL/YELLOWFLASH進行自動模式、手動模式、黃閃模式的切換，在手動模式下可以分別直接獨立的控制8個相位的綠燈狀態而深受國外客戶的親睞；在電源的輸入端配有一個最大能承受40KA的浪涌電流的防雷器保證的設備的安全；在供電上黃燈的回路與紅燈和綠燈的回路是獨立的，當發送硬件綠沖突，CPU可直接通過繼電器切斷紅燈和綠燈的電源；通過過零檢測電路將狀態轉換時控制在零點左右的位置，保證了驅動的平穩性不會有大電流沖擊到驅動電路的機會；以上方案簡單又適應，符合中小型城市及發展中國家使用。

　　二、自適應式視頻檢測路口設計方案

　　路口設計方案如圖2所示：

　　圖2自適應式視頻檢測路口設計方案

　　路口狀況：東西方向雙向4車道十字路口、南北方向雙向6車道。

　　設備配置設備：方案中路口采用最新國標型集中協調式自適應式聯網控制機，不用破路，采用最新的智能交通技術視頻檢測方案，通過軟件設置，用虛擬線圈的方式，檢測車流量，為路口的通行配時方案提供依據，疏解交通、合理通行。

　　東西方向安裝框架式400型3組三燈三色左直右箭頭式信號燈、1個通訊型倒計時器，南北方向安裝框架式400型3組三燈三色左直右箭頭式信號燈、1個通訊型倒計時器；和8組一體化人行橫道燈；信號燈桿件采用熱鍍鋅噴塑燈桿，表面熱鍍鋅，銀灰色噴塑。

　　1、路口詳細相位設計

　　對于平面交叉口，需根據其幾何特性和交通流條件，選擇信號相位方案和確定信號配時參數，其中相位設計是信號設計的首要步驟，直接影響到交通流運行的安全性和交叉口可提供的通行能力。相位可以用車道相關的次級相位的分級結構式集合，每個道路方向為一個主相位，即東西相位和南北相位。主相位之下是分相位，包括相位綠燈時間、黃燈時間和紅燈時間等屬性，分相位的類型又分為直行、雙向左轉、左轉和直行混合、保護沖突混合左轉等。

　　一般需要獲取交通流信息作為設置相位的依據，包括對向左轉車流量，計算它們之間的差值；各進入車道的交通總量；對向進口交通量（如東西向或南北向）。在進行相位設計時，最重要的是左轉相位的設計。

　　對于左轉車流，一般有三種方式：沖突式、保護式和無對向式。沖突式左轉是在對向的直行車流放行的同時，左轉車流利用直行車流的空擋穿過交叉口；保護式左轉是不受任何沖突影響的左轉車流放行；無對向式左轉是由于交叉口的幾何特點，左轉車流不會與對向的直行車流發生沖突，例如單行道或"T"形交叉口等。一般在以下情況下，需要采用保護式左轉相位：

　　（1）對向交通流速度較快；

　　（2）左轉交通流較流暢；

　　（3）左轉交通流量或者與其沖突的交通流量較大；

　　（4）左轉交通流不容易看見沖突的交通流；

　　（5）駕駛員左轉時需要注意很多可能的沖突。

　　常用的判據是：

　　（1）左轉車流是否大于200vph？

　　（2）對向每車道的直行車流與左轉車流的乘積是否大于50000？

　　保護式左轉相位又分為三種模式：雙向左轉相位、左轉+直行混合式相位、左轉保護+沖突混合式相位。

　　雙向左轉相位：即相對向的左轉車流均采用保護式相位完成左轉，適用于雙向左轉車流都滿足保護式相位條件且相對向的左轉車流基本相當。

　　左轉+直行混合相位：同一進入方向的直行和左轉車流同時采取保護式信號相位放行，與其沖突的交通流禁止放行。可以分為兩種模式，如圖3.19所示。其中模式一的適用條件為：相對向的左轉車流滿足設置保護式相位的條件，且左轉車流量差值在75vph以上；對向的直行車流量很大，差值在100vph/車道以下。采用模式一可以利用直行車流作為過渡信號階段，可以減少相位交替的損失時間。模式二的適用條件是：左轉車流都滿足設置保護式相位的條件，并且左轉車流量差值在75vph以上；相對向的直行車流不均衡，差值在100vph

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