交通信號控制與SCATS系統(tǒng).ppt

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區(qū)域交通信號控制—— 上海的SCATS系統(tǒng),上海市交警總隊高工：韓如文老師,2019/11/22,1,國家精品課程：交通控制與管理,Contents,,2019/11/22,2,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS系統(tǒng),簡介,2019/11/22,國家精品課程：交通控制與管理,3,SCATS系統(tǒng)的歷史背景,澳大利亞新南威爾士州公路局（RTA）開發(fā)； 早在30年代初期， 進行了交通控制的研發(fā)； 1969年，首次將計算機應(yīng)用于交通控制系統(tǒng) ； 1973年，應(yīng)用于在澳大利亞主要城市； 通過30多年的不斷實踐、完善發(fā)展形成目前世界最成功最先進的城市智能交通控制系統(tǒng)之一； SCATS目前是唯一的由使用者開發(fā)的成熟先進的系統(tǒng),2019/11/22,4,國家精品課程：交通控制與管理,,SCATS 是先進城市理想的交通管理系統(tǒng)（智能運輸系統(tǒng)主干部分）,2019/11/22,5,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS是什么？,,SYDNEY 悉尼 COORDINATED 協(xié)調(diào) ADAPTIVE 自適應(yīng) TRAFFIC 交通 SYSTEM 系統(tǒng),2019/11/22,6,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS是什么？,,是自適應(yīng)交通控制技術(shù) 靈活采用控制方案 對每個周期調(diào)整周期長度、綠信比及相位差，以適應(yīng)主體交通情況 是一個交通管理系統(tǒng) 設(shè)備管理及故障報告 數(shù)據(jù)采集及分析 SCATS 適用環(huán)境廣泛 對不同的道路系統(tǒng)做不同的配置 采用PC機，操作與維護方便 超過30年歷史及悉尼奧運會的實踐檢驗 是智能交通系統(tǒng)（ITS）平臺 可集成公交優(yōu)先和車輛行駛時間系統(tǒng) 與其他ITS系統(tǒng)集成,2019/11/22,7,國家精品課程：交通控制與管理,,,美國的第一個智能運輸系統(tǒng)示范工程 1st ITS Demonstration Project in USA FAST-TRAC Project (1992) in Oakland County,Michigan (奧克蘭，密歇根州） 采用澳大利亞的 SCATS 自適應(yīng)交通控制系統(tǒng)作為它的主干－先進交通管理系統(tǒng) (ATMS). 使用視頻檢測器技術(shù) 取得輝煌成績， 增強美國對智能運輸系統(tǒng)的興趣， 確保ITS技術(shù)繼續(xù)開發(fā)與應(yīng)用。,澳大利亞的智能運輸系統(tǒng)的地位 得到國際性確認(rèn),2019/11/22,8,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS在中國的應(yīng)用,超過100個路口的城市： 上海（包括浦東）: 15個區(qū)域控制中心，超過2000個路口； 香港：控制超過1400個路口；（香港島300個路口取代SCOOTS)； 沈陽：5個區(qū)域控制中心，超過600個路口，ITS接口； 蘇州：控制150個路口，視頻檢測器應(yīng)用、ATM通訊傳輸 廣州： 8個區(qū)域控制中心，控制1000個路口； 石家莊：控制300＋個路口，視頻檢測器應(yīng)用、 ITS接口 杭州：控制500＋個路口； 東莞：控制200＋個路口； 寧波：控制200+個路口； 海口：100 ＋個路口； 其他業(yè)績： 天津: 80＋個路口； 余姚：50＋個路口； 合肥： 40＋個路口； 宜昌：60 ＋個路口； 溫州：20＋個路口； 重慶：30＋個路口；,2019/11/22,9,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS在中國的應(yīng)用,綜上： SCATS在中國擁有16個城市，控制超過6500個路口，這是在國內(nèi)應(yīng)用的其他系統(tǒng)不可比擬的。 每個城市應(yīng)用后，系統(tǒng)都得到快速的擴展。,2019/11/22,10,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS系統(tǒng),結(jié)構(gòu),2019/11/22,國家精品課程：交通控制與管理,11,PSC,PSC,SCATS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖,2019/11/22,國家精品課程：交通控制與管理,13,SCATS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖,SCATS中央管理控制級 SCATS區(qū)域管理控制級 SCATS系統(tǒng)工作站 SCATS系統(tǒng)的路口控制器－Eclipse SCATS系統(tǒng)的通訊,2019/11/22,國家精品課程：交通控制與管理,14,SCATS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)綱要,SCATS組成結(jié)構(gòu)——中央管理控制級,SCATS中央管理控制級： 采用IBM兼容工業(yè)型計算機或服務(wù)器 要求極低： 最低要求：CPU 350MHZ 內(nèi)存 256MB 硬盤 20G 每個中央管理級計算機可以管理64個 區(qū)域管理控制計算機 中央管理級安裝在與系統(tǒng)中任何一個 區(qū)域管理控制計算機上,2019/11/22,15,國家精品課程：交通控制與管理,中央控制器的作用,SCATS是以模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計的，可以應(yīng)用于小、中、大規(guī)模的城市。 通常在多個區(qū)域計算機組成的系統(tǒng)中，需要一個管理計算機，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的輸入、采集、監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)記錄與備份等管理性工作，以簡化大系統(tǒng)的運營管理。 SCATS可以將網(wǎng)絡(luò)中的任何一臺區(qū)域計算機定義為管理計算機，從而無需單獨設(shè)置獨立的管理計算機。,2019/11/22,16,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS組成結(jié)構(gòu)——區(qū)域管理控制級,SCATS區(qū)域管理控制級： 采用IBM兼容工業(yè)型計算機或服務(wù)器 要求極低： 最低要求：CPU 1GHZ 內(nèi)存 256MB 硬盤 20G 每個區(qū)域管理控制計算機可以管理控 制250個路口信號控制器 SCATS使用個人計算機（PC）作為區(qū)域計算機，每臺PC機可以控制128個路口。當(dāng)系統(tǒng)超過這個數(shù)量時，增加區(qū)域計算機即可。,2019/11/22,17,國家精品課程：交通控制與管理,區(qū)域機的作用,SCATS使用運行Windows 的PC機為區(qū)域計算機，用異步串口接口和調(diào)制解調(diào)器（使用電話線）或ATM等網(wǎng)絡(luò)等為通訊手段，將區(qū)域計算機和路口控制器連接在一起。這使得計算機硬件和操作系統(tǒng)軟件的維護工作非常容易進行。 在線控制 當(dāng)區(qū)域計算機在線運行時，可以通過終端操作指令和自動時間表，顯示和或改變所有實時控制數(shù)據(jù)。 在改變參數(shù)和調(diào)整任何數(shù)列維度數(shù)據(jù)時，無需切斷區(qū)域計算機的在線運行。 可以從任何終端人工干預(yù)路口的運行。 管理該區(qū)域控制器下的路口控制器。,2019/11/22,18,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS組成結(jié)構(gòu)——SCATS工作站,SCATS工作站： 采用IBM兼容計算機 要求極低： 最低要求：CPU 1GHZ 內(nèi)存 256MB 硬盤 20G 每個SCATS系統(tǒng)連接的管理控制工作站的數(shù)量沒有限制，用戶200個，同時允許30個工作站對系統(tǒng)操作,2019/11/22,19,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS組成結(jié)構(gòu)——路口控制器,SCATS路口控制器（ECLIPSE） RTA授權(quán)認(rèn)證產(chǎn)品 針對路口特征的軟件定義 多相位控制 特殊控制 高可靠性 高可維護性,2019/11/22,20,國家精品課程：交通控制與管理,,路口控制器,特征數(shù)據(jù),,,,,,,,,,,,,,,,,行人按鈕,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,檢測 輸入口,車輛檢測器,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,行人信號燈組,,,,,,,,,,,,,,,,通訊,SCATS 區(qū)域控制器,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,邏輯模塊,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,車輛信號燈組,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,8－32個輸出,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,SCATS組成結(jié)構(gòu)——路口控制器,2019/11/22,21,國家精品課程：交通控制與管理,,SCATS組成結(jié)構(gòu)——信號機Eclipse,主要特點： RTA最新TSC4認(rèn)證的SCATS控制器 最大設(shè)計：32燈組輸出＋48通道檢測器輸入+48路干觸點輸入 沖突監(jiān)視 特殊用途輸入、輸出：12路 通訊：FSK、RS232 控制模式： 手動、定時、感應(yīng)控制； 降級無線纜協(xié)調(diào)； 黃閃； 緊急呼叫優(yōu)先； 公交優(yōu)先,2019/11/22,22,國家精品課程：交通控制與管理,,控制器構(gòu)造 全鋁合金設(shè)計 控制模塊化組合 主要部件 機箱 地址板 黃閃單元 輸出端子 通訊隔離 電源過濾 電源開關(guān)及空開輸出 現(xiàn)場插座 控制模塊機箱 CPM－中央處理板 LCM－燈組控制板（8SG） PSM－電源板 LDM－車輛檢測板,2019/11/22,23,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS組成結(jié)構(gòu)——信號機Eclipse,,2019/11/22,24,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS組成結(jié)構(gòu)——信號機Eclipse,,2019/11/22,25,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS組成結(jié)構(gòu)——信號機Eclipse,,2019/11/22,26,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS組成結(jié)構(gòu)——信號機Eclipse,,2019/11/22,27,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS組成結(jié)構(gòu)——信號機Eclipse,,SCATS組成結(jié)構(gòu)——通訊,SCATS的通訊,中央管理級、區(qū)域管理控制、用戶端、與集成平臺等之間的通信是通過TCP/IP協(xié)議通訊； 區(qū)域控制計算機與路口控制器之間的通訊可以根據(jù)條件通過多種方式實現(xiàn)： 1、FSK調(diào)制電話線通訊（沈陽、上?！?2、點對點光纖RS232通訊（杭州、寧波、廣州、合肥…） 3、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通訊（重慶、蘇州、上海（部分）….） 4、無線（GSM）網(wǎng)絡(luò)通訊（廣州（部分）…） 5、以上多種形式并存,2019/11/22,28,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS系統(tǒng),控制基本原理,2019/11/22,國家精品課程：交通控制與管理,29,,系統(tǒng)控制的核心理念,2019/11/22,30,國家精品課程：交通控制與管理,通過系統(tǒng)的合理配時“均衡”路網(wǎng)交通流量，達(dá)到對車輛、路網(wǎng)的“平衡”控制，提高整體效率！ 在系統(tǒng)控制時綜合考慮路網(wǎng)交通，如“綠波”設(shè)置也是有條件的，如考慮到綠波的下游是否有“消化”能力。 飽和流量時的協(xié)調(diào)控制更偏重疏導(dǎo)路口排隊堵塞等。,,,,系統(tǒng)主要控制原理,利用收集的交通情況實時全自動地優(yōu)化以下交通控制參數(shù),,,,2019/11/22,31,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS系統(tǒng)基本原理,系統(tǒng)控制原理 SCATS的基本原理是采用有效的負(fù)反饋。 這種設(shè)計能非常有效的適應(yīng)交通路口的變化，能對路口的情況的變化自身作出調(diào)整。 無須管理人員經(jīng)常性對系統(tǒng)干預(yù)。 因此，非常適合交通發(fā)展迅速的中國城市。,有效的反饋參數(shù)-DS,2019/11/22,32,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS系統(tǒng)基本原理,高效的“集裝箱運輸”原理： 1、交通信號最佳工作條件是把交通車流分配為一個個車隊(集裝箱式）的通行 2、“紅燈”可以起到“整理車流”的作用 3、“車間距”控制原理，與車型無關(guān) 4、協(xié)調(diào)功能,,,,,,,,,,,,,,,2019/11/22,33,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS基本原理,“飽和度”控制原理： 1、綠燈時間的使用效率 充分對路口綠燈時間的利用，來提高路口交通通過效率 2、停車線檢測器的使用,,,,,,,,,,,,,,,,2019/11/22,34,國家精品課程：交通控制與管理,,DS = [green-(unused green)]/green,Green ：可用綠燈時間 Unused green ： 大于或小于每條車道 標(biāo)準(zhǔn)車間距的時間 H－標(biāo)準(zhǔn)車間距 W－浪費時間=unused green=T-H T－實際車頭時距,,,,,,,H,,,W,,基本概念—— 飽和度DS,,,T,,,,2019/11/22,36,國家精品課程：交通控制與管理,基本概念—— 飽和度DS,SCATS所使用的“飽和度”（DS），是指被車流有效利用的綠燈時間與綠燈顯示時間之比。 式中： DS——飽和度； g ——可供車輛通行的顯示綠燈時間總和（s）； g’——被車輛有效利用的綠燈時間（s）； T——綠燈期間，停止線上無車通過（即出現(xiàn)空當(dāng)）的時間（s）； t——車流正常駛過停止線斷面時，前后兩輛車之間不可少的一個空當(dāng)時間（s）； h——必不可少的空當(dāng)個數(shù)。 參數(shù)g、T及h可以直接由系統(tǒng)、路口信號機、檢測器提供,一定程度上擺脫了車輛尺寸折算為標(biāo)準(zhǔn)車的繁瑣過程。,最大流量時的標(biāo)準(zhǔn)間隔時間 是每天自校準(zhǔn)的 在交叉口過飽和的情況下，DS 可以 100%,DS = [green-(unused green)]/green,2019/11/22,37,國家精品課程：交通控制與管理,基本概念—— 飽和度DS,SCATS系統(tǒng)基本原理,時距控制原理 用時間表示車間距，與車型無關(guān)； 間隙計時器是用來偵查車隊通過； 車頭時距和浪費時間計時可用來看車隊的通行效率； 判斷連續(xù)車隊的指標(biāo)： Headway：2.5s GAP:3.5s Wast:7s （累計）,2019/11/22,38,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS系統(tǒng)基本控制策略,SCATS交通整體協(xié)調(diào)控制是根據(jù)區(qū)域交通數(shù)據(jù)實時響應(yīng)交通需求和系統(tǒng)容量的變化，調(diào)整整個區(qū)域的信號時間以提供最佳的交通流，并確定每個交叉路口的最合適的綠燈定時以使相鄰的交叉路口綠燈能連續(xù)，使車輛通過交叉路口時的延遲最小。稱之為“戰(zhàn)略控制”。 系統(tǒng)進行整體協(xié)調(diào)控制，同時系統(tǒng)允許每個路口“各自為政”，實行車輛感應(yīng)控制，稱之為“戰(zhàn)術(shù)控制”。 “戰(zhàn)略控制”和“戰(zhàn)術(shù)控制”有機結(jié)合，大大提高系統(tǒng)的控制效率。,2019/11/22,39,國家精品課程：交通控制與管理,協(xié)調(diào)控制SCATS控制策略： “戰(zhàn)略控制”結(jié)合“戰(zhàn)術(shù)控制”,,“子系統(tǒng)”控制策略 1、由路網(wǎng)、流量條件劃分 2、通過周期、流量、時間、手動、強制等連接、或分開,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,SS 1,SS 6,SS 2,SS 3,SS 4,SS 15,,,,,,,Possible Marriage,C,C,C,C,C,C,C,Critical Junction,,2019/11/22,40,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS系統(tǒng)基本控制策略,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,C,C,C,C,C,SS1,SS2,SS3,SS4,SS5,信號控制子系統(tǒng)（SS）,,2019/11/22,41,國家精品課程：交通控制與管理,子系統(tǒng)Sub System,子系統(tǒng)是SCATS戰(zhàn)略控制的基本單位，每個子系統(tǒng)包含一個或多個路口，但只有一個關(guān)鍵路口。 關(guān)鍵路口需要可變但準(zhǔn)確的綠信比，以適應(yīng)交通流的變化。 同一子系統(tǒng)中的路口總是協(xié)調(diào)一致的，使用同一周期及相同的綠信比方案號。 為適應(yīng)關(guān)鍵路口的綠信比變化，非關(guān)鍵路口的綠信比值可以與關(guān)鍵路口有所差異。,2019/11/22,42,國家精品課程：交通控制與管理,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,C,C,C,C,C,關(guān)鍵路口與子系統(tǒng),C = 關(guān)鍵,,2019/11/22,43,國家精品課程：交通控制與管理,每個子系統(tǒng)只可有一個對選擇子系統(tǒng)交通控制方法有效的關(guān)鍵路口。 子系統(tǒng)的非關(guān)鍵路口數(shù)量是無限制。 選好的交通控制方案號是用于整個子系統(tǒng)不單用于一個路口。 所以所有子系統(tǒng)的路口都要有適當(dāng)?shù)慕煌刂品桨浮?關(guān)鍵路口,,2019/11/22,44,國家精品課程：交通控制與管理,周期, 綠信比和時差計算方案的選擇需考慮整個子系統(tǒng)。 子系統(tǒng)內(nèi)所有路口都使用同一: 綠信比計算方案號 周期時間 相位差計算方案號,,2019/11/22,45,國家精品課程：交通控制與管理,子系統(tǒng)交通協(xié)調(diào),子系統(tǒng)的自動連接,為了實現(xiàn)更多路口的協(xié)調(diào)，相鄰子系統(tǒng)可以連接在一起，構(gòu)成更大的協(xié)調(diào)系統(tǒng)，且共用一個周期時間。 該連接決定各子系統(tǒng)之間的相位差，連接可以是永久的，也以可以是臨時的。 當(dāng)子系統(tǒng)之間需要協(xié)調(diào)運行時，子系統(tǒng)就可以連接在一起，構(gòu)成大范圍系統(tǒng)協(xié)調(diào)。 當(dāng)一個或多個子系統(tǒng)以低周期各自運行才有效率時，其連接就會斷開。,2019/11/22,46,國家精品課程：交通控制與管理,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,C,C,C,C,C,SS1,SS2,SS3,SS4,SS5,,,,,,可連鎖(結(jié)婚) （Marry）,子系統(tǒng)交通協(xié)調(diào),有必要時，動態(tài)式連鎖,,2019/11/22,47,國家精品課程：交通控制與管理,子系統(tǒng)間可以連鎖(交通協(xié)調(diào))成為更大的 “系統(tǒng)”. 連鎖子系統(tǒng)內(nèi)所有路口都需要運行同一周期才可以保持交通協(xié)調(diào)。,子系統(tǒng)交通協(xié)調(diào),,2019/11/22,48,國家精品課程：交通控制與管理,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,C,C,C,C,C,SS1,SS2,SS3,SS4,SS5,,,,,,無需連鎖(離婚) （Divorce）,交通狀況差別大時，就可離婚,,2019/11/22,49,國家精品課程：交通控制與管理,子系統(tǒng)交通協(xié)調(diào),SCATS系統(tǒng),控制基本參數(shù),2019/11/22,國家精品課程：交通控制與管理,50,,,－周期（CL） －綠信比（Split） －相位差（Offset） －相位（Phase）,系統(tǒng)的基本控制參數(shù),2019/11/22,51,國家精品課程：交通控制與管理,,,基本概念——周期,在單獨信號控制路口 :,,,,周期,延遲,Co - 最佳周期,,,,,延遲會快速提升. 引起車輛排長隊,2019/11/22,52,國家精品課程：交通控制與管理,,,,周期是運行所有相位所需的時間 有效范圍 20 - 240 秒,,一般范圍 50 - 180 秒,,,2019/11/22,53,國家精品課程：交通控制與管理,基本概念——周期,,SCATS系統(tǒng)周期與飽和度DS的關(guān)系,,,,,,,,,Max.(160),Stretch(150),Alt.2(100),Alt.1(80),Min.(50),,,,,,,,,Max.DS（96）,,,,Stretch DS（86）,Stretch DS-10（76）,,,SA中最小周期控制參數(shù),2019/11/22,54,國家精品課程：交通控制與管理,飽和度,周期時長,,最小周期：在交通量極小及跳過某些相位的情況下采用 兩個跳躍周期：決定于流量，使周期更快適應(yīng)流量及協(xié)調(diào)控制 跳躍周期設(shè)置：一般每個周期的SA流量在6－12輛 Stretch cycle time:主周期時間，當(dāng)周期大于主周期時間時，主相位DS作為主要的控制參數(shù) Maximum cycle time:子系統(tǒng)最大周期時間,2019/11/22,55,國家精品課程：交通控制與管理,周期的設(shè)置,基本概念——周期,,,相位所占時間與周期的百分比,相位 A = 55% 相位 B = 20% 相位 C = 25%,2019/11/22,56,國家精品課程：交通控制與管理,基本概念－綠信比（Split),,,在某路口指定方向:,,,,,,,Split %,延遲,延遲會快速提升. 引起車輛排長隊,,,Equisat - 均勻飽和度的時比,2019/11/22,57,國家精品課程：交通控制與管理,基本概念－綠信比（Split),,,LCL／HCL：可定義的最小／大周期 SCL1和SCL2：依流量變化而使用的可選最小周期 XCL: 可變階段／相位飽和度閾值,周期對應(yīng)綠信比關(guān)系,,,NX應(yīng)用： 無主相位效應(yīng)， 各相位按比例 分配時間,2019/11/22,58,國家精品課程：交通控制與管理,基本概念——綠信比,A\B\C均指相位,周期時間,,綠信比方案的選擇是以子系統(tǒng)為基本單位進行的。 SCATS自動地選擇預(yù)先設(shè)置的綠信比方案。 通過對比運行當(dāng)前綠信比與計算實行其他所有的綠信比所獲得的飽和度來選擇。,2019/11/22,59,國家精品課程：交通控制與管理,綠信比的選擇（Split),基本概念——綠信比,飽和度是SCATS系統(tǒng)的關(guān)鍵控制參數(shù)??！,綠信比方案的選擇與信號周期的調(diào)整交錯進行！ 兩者結(jié)合起來，對各相位綠燈時間不斷調(diào)整的結(jié)果，使各相位飽和度DS維持大致相等的水平，即“等飽和度”原則。,,例如：SCATS在實行當(dāng)前方案2所測量的各個最忙方向通道的飽和度(DS)如下: A stage DS = 80% B stage DS = 70% C stage DS = 60%,2019/11/22,60,國家精品課程：交通控制與管理,綠信比的選擇（Split)——實例分析,基本概念——綠信比,SCATS自動選擇適應(yīng)當(dāng)前交通狀況的綠信比方案 例: 4套綠信比方案,綠信比的選擇（Split)——實例分析,當(dāng)前使用方案,其他因素不變，通過對比各相位 綠信比計算出各自的飽和度. 這樣“預(yù)測”出采用方案1的 各相位飽和度如下,A stg DS = 80% B stg DS = 70% C stg DS = 60% 當(dāng)前SP 2運行,2019/11/22,62,國家精品課程：交通控制與管理,綠信比的選擇（Split)——實例分析,基本概念——綠信比,,同樣計算出各方案各相位的飽和度： 哪個方案是應(yīng)該選擇的“最合適”的？,2019/11/22,63,國家精品課程：交通控制與管理,綠信比的選擇（Split)——實例分析,基本概念——綠信比,SCATS 選擇所有最高飽和度中最低的綠信比方案。 在上面的例子中，SCATS將投票給方案3，方案3的最高飽和度為73％，是所有方案中最低的。 在3個周期內(nèi)兩次投票給同一綠信比方案，系統(tǒng)將選擇該方案運行。,2019/11/22,64,國家精品課程：交通控制與管理,綠信比的選擇（Split)——實例分析,基本概念——綠信比,,每個路口可以有 1, 4, 8 或 16 綠信比方案 每個相位綠信比變化不小于2％，但不大于6％ 在相連的兩個方案中，只可以有兩個相位改變比例 綠信比方案也包含其他重要的控制數(shù)據(jù),綠信比方案設(shè)置注意事項:,2019/11/22,65,國家精品課程：交通控制與管理,綠信比的選擇（Split),基本概念——綠信比,,,每個綠信比方案可以有1、4、8、16個方案供選擇,,,2019/11/22,66,國家精品課程：交通控制與管理,綠信比的選擇（Split),基本概念——綠信比,,,在執(zhí)行的方案,主相位,相位占周期％,定義方案數(shù)量,,,相序選擇,特殊標(biāo)志控制,2019/11/22,67,國家精品課程：交通控制與管理,綠信比的選擇（Split),基本概念——綠信比,,綠信比-非常重要的參數(shù)包括： －相位在周期中獲取的時間 －相位呼叫 －相位的延長 －相位的順序 －特殊標(biāo)志控制,2019/11/22,68,國家精品課程：交通控制與管理,綠信比的選擇（Split),基本概念——綠信比,,綠信比方案的特性設(shè)置，用于相位呼叫、延長相位等： PD－相位在任何條件下均被呼叫； （包括手動控制時也不能跳過） NS－相位在當(dāng)前相序中不可以被跳過； AS－自動不可以跳過相位，當(dāng)周期大于所 設(shè)的雙周期值時； FS－強制跳過相位，當(dāng)周期小于所設(shè)的雙 周期值時； FG－允許該相位獲取下一個相位的時間， 當(dāng)下個相位無需求時； TG－允許該相位獲取上一個相位未用完的 時間； （注意：主相位TG具有相反的作用） NG－表示該相位一定要用滿所分配的時間 不能提前結(jié)束。,,,2019/11/22,69,國家精品課程：交通控制與管理,,綠信比的選擇（Split)——路口基礎(chǔ)數(shù)據(jù),基本概念——綠信比,,,相位差：路口與路口間某一指定相位起點與另一路口某一指定相位起點的時間差。,,,,,,,,,,Offset,,,,基本概念－協(xié)調(diào)控制相位差（Offset),2019/11/22,70,國家精品課程：交通控制與管理,,4個相位差方案 ：低流量；雙向流量均衡；上午高峰；下午高峰,,,周期,相位差,,,,,,+20,+10,PP,,50,100,,流量變化＝》周期變化＝》相位差變,2019/11/22,71,國家精品課程：交通控制與管理,基本概念－協(xié)調(diào)相位差(Offset),2019/11/22,72,國家精品課程：交通控制與管理,基本概念－協(xié)調(diào)相位差(Offset),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,SS 1,SS 6,SS 2,SS 3,SS 4,SS 15,,,,,,C,C,C,C,C,C,,Offset相關(guān)設(shè)置： 子系統(tǒng)內(nèi)部和子系統(tǒng)之間的Offset的協(xié)調(diào)方向一定要一致,,,,,,,,PP1,PP2,PP3,,,,,,,,LP1,LP2,LP3,子系統(tǒng)內(nèi)部和子系統(tǒng)之間Offset的協(xié)調(diào),2019/11/22,73,國家精品課程：交通控制與管理,基本概念——相位差,,LP——子系統(tǒng)之間Offset,,,周期,相位差,,,,,,+20,+10,100,130,,流量變化＝》周期變化＝》相位差變,,,,,,2019/11/22,74,國家精品課程：交通控制與管理,基本概念——相位差,,,Link——子系統(tǒng)之間的連接,車道（線圈）流量方向的連接設(shè)置，包括： ◎路口相位線圈（方向） ◎忽略連接 ◎永久連接 ◎強制連接：每周期通過N輛車時 ◎投標(biāo)連接：每小時流量達(dá)到N輛時 ◎投票選擇LP方案,2019/11/22,75,國家精品課程：交通控制與管理,,子系統(tǒng)連接時使用事項,2019/11/22,76,國家精品課程：交通控制與管理,1）LP方案的設(shè)計，一定要通過多時段實際的應(yīng)用觀察來確定，理論計算值僅做設(shè)置參考； 2）LP方案的切換或其他手動控制會引起幾個周期的調(diào)整，短時間內(nèi)影響路口的控制； 3）一個路口可以同時進行多方向的協(xié)調(diào)控制； 4）通過連接形成區(qū)域協(xié)調(diào)控制； 5）連接控制時可能會降低某些路口的效率，但提高了整個區(qū)域的效率。,主控式SCATS 系統(tǒng),系統(tǒng)功能,2019/11/22,國家精品課程：交通控制與管理,77,主控式SCATS 系統(tǒng)功能,,2019/11/22,78,國家精品課程：交通控制與管理,信號控制 自動降級功能 系統(tǒng)監(jiān)視 收集資料 SCATS系統(tǒng)有四種控制模式，分別是單點感應(yīng)控制模式、無電纜控制模式、聯(lián)機主控模式、黃閃模式。其中有通訊的、完整的區(qū)域控制為聯(lián)機主控模式，簡稱“主控式SCATS”,因此重點介紹！,主控式信號控制,主控式操作時，SCATS 向路口控制器發(fā)出 “呼叫相位” 命令。 這些命令要求路口控制器 結(jié)束現(xiàn)時的相位 同時 指定下一個運行相位。 路口控制器不能自己選擇相位。,,2019/11/22,79,國家精品課程：交通控制與管理,但是，路口控制器 不一定能夠 馬上遵從 SCATS 結(jié)束相位的命令。 這命令必須延遲執(zhí)行，如果路口控制器還沒有結(jié)束安全時間如: 相位最低綠燈時段 信號燈組最低綠燈時間段 人行燈綠燈與閃綠時間段,主控式信號控制,,2019/11/22,80,國家精品課程：交通控制與管理,,行人清除時間（Walk Clearance),A Phase,,,,,,B Phase,機動車相位,2019/11/22,81,國家精品課程：交通控制與管理,機動車相位,行人燈,機動車、行人綠燈相位時序圖,,,綠閃時間,可變綠燈時間,,,,,,SCATS 也可以授權(quán)路口控制器在未收到 SCATS發(fā)出結(jié)束相位命令之前，自己根據(jù)車流情況判斷“提早結(jié)束”相位。 即自己以交通感應(yīng)式結(jié)束相位－戰(zhàn)術(shù)控制。 當(dāng)然，為了保持原來周期，省下的時間需要加于其它相位!,主控式信號控制,,2019/11/22,82,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS系統(tǒng)的操作方式:,主控連接模式 (Masterlink) 降級協(xié)調(diào)模式 (Flexilink) 單點 / 獨立式 (Isolated) 黃閃模式,,2019/11/22,83,國家精品課程：交通控制與管理,自動降級功能,除了控制以外，SCATS 不斷地檢查路口控制器多種操作功能如： 檢測器狀態(tài) – 實時顯示車輛占有狀態(tài)； 信號燈組狀態(tài) - 現(xiàn)時顯示綠燈的； 控制器狀態(tài) - 能否工作正常； 多種計時器狀態(tài)； 控制器故障與警報；,主控式SCATS系統(tǒng)監(jiān)視,,2019/11/22,84,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS ACCESS 界面,2019/11/22,85,國家精品課程：交通控制與管理,主控式SCATS系統(tǒng)監(jiān)視,此外，SCATS提供友好的圖形界面讓操作員視察： 現(xiàn)時路口操作情況； 系統(tǒng)交通情況； …………,主控式SCATS系統(tǒng)監(jiān)視,,2019/11/22,86,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS記錄： 信號燈故障 檢測線圈故障 通訊錯誤 通訊線/網(wǎng)故障 數(shù)據(jù)問題,主控式SCATS系統(tǒng)監(jiān)視故障與警報記錄,,2019/11/22,87,國家精品課程：交通控制與管理,主控式SCATS系統(tǒng)監(jiān)視故障與警報記錄,SCATS自動把所有故障與警報儲藏在硬盤檔案。 用戶可選擇保留多少天的檔案。 用戶可以選擇即時打印。 SCATS 提供故障與警報檔案分析軟件，方便處理故障與警報。,,2019/11/22,88,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS Log,中環(huán)區(qū) 編號為1998的路口在09年10月15日發(fā)生DA報警，報警線圈為1-6，8-11 其中5號線圈為第一次報警,普陀區(qū) 編號為849的路口在09年10月15日發(fā)生ST報警，報警時間是 上午10：40分。,2019/11/22,89,國家精品課程：交通控制與管理,主控式SCATS系統(tǒng)監(jiān)視,SCATS 操作時不斷收集以下資料： 5 或 15 分鐘車輛流量 0 到 24 個車道 戰(zhàn)略性操作 實施的周期 實施的控制方案 現(xiàn)場車道資料 - 流量，飽和度，等 戰(zhàn)術(shù)性操作 相位需求與延長,主控式SCATS系統(tǒng)收集資料,,2019/11/22,90,國家精品課程：交通控制與管理,,,,系統(tǒng)分析功能,路口24小時的5分鐘流量分析,子系統(tǒng)運行記錄,2019/11/22,91,國家精品課程：交通控制與管理,主控式SCATS系統(tǒng)收集資料,,,,系統(tǒng)分析功能,自適應(yīng) 控制時 路口交通流量、 飽和度、 相位時 間控制 關(guān)系 （示例）,2019/11/22,92,國家精品課程：交通控制與管理,主控式SCATS系統(tǒng)收集資料,,信號機特征軟件Personality,2019/11/22,93,國家精品課程：交通控制與管理,相位行人信號燈排列 信號燈組沖突表 相位的車道檢測器設(shè)置 基本配時數(shù)據(jù)： 相位最小時間 相位最大時間 相位安全間隔時間 行人最小安全時間 單點控制配時方案、時段,SCATS系統(tǒng),擴展應(yīng)用,2019/11/22,國家精品課程：交通控制與管理,94,,,,SCATS系統(tǒng)的集成應(yīng)用——先進性、開放性,TCP/IP提供的SCATS界面/協(xié)議 SCATS 收集的交通資料 路口設(shè)備的操作狀態(tài)，警報 操作指令 已經(jīng)用于多個ITS系統(tǒng) 悉尼奧運中央ITS管理系統(tǒng) 事件檢測系統(tǒng) 可變標(biāo)志系統(tǒng) GIS地圖顯示系統(tǒng) KESAS公路管理系統(tǒng) 出入口交通控制器 公路管理系統(tǒng),2019/11/22,95,國家精品課程：交通控制與管理,,SCATS 擴展應(yīng)用－公交優(yōu)先,2019/11/22,96,國家精品課程：交通控制與管理,,SCATS擴展應(yīng)用－公交優(yōu)先,針對不同的城市BRT規(guī)劃條件可以有不同的優(yōu)先實現(xiàn)方式，主要分為三種實現(xiàn)方式： －BRT車道優(yōu)先方式； －BRT車輛優(yōu)先方式； －基于車輛定位及運行時間表的公交“準(zhǔn)時” 系統(tǒng)；,2019/11/22,97,國家精品課程：交通控制與管理,,BRT車道優(yōu)先方式； 顧名思義，信號系統(tǒng)針對BRT車道的車輛進行優(yōu)先控制，因此這種優(yōu)先方式適合于規(guī)劃了BRT專用車道的路線。 與信號系統(tǒng)的連接： 僅需在距離路口80－150米處的BRT專用道上埋設(shè)一個檢測線圈，線圈連接信號機。,2019/11/22,98,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS擴展應(yīng)用－公交優(yōu)先,,BRT車道優(yōu)先方式： 車輛優(yōu)先的方式要求每輛BRT安裝識別檢測設(shè)備，同樣在距離信號控制路口80－150米的位置給信號系統(tǒng)發(fā)送請求優(yōu)先信號。這種方式在國內(nèi)應(yīng)用比較普遍。它的系統(tǒng)組成包括： 1、BRT車輛安裝的檢測設(shè)備（如RFID卡）； 2、路口檢測接收設(shè)備，包括接受天線等 3、公交車管理平臺（可選）,2019/11/22,99,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS擴展應(yīng)用－公交優(yōu)先,,2019/11/22,100,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS擴展應(yīng)用－公交優(yōu)先,,SCATS系統(tǒng)系統(tǒng)可以采用多種優(yōu)先控制，來滿足不同的優(yōu)先需求： 緊急呼叫優(yōu)先： 信號控制器收到優(yōu)先信號后，如果不在當(dāng)前要求的通行相位時，系統(tǒng)在保證安全情況下，結(jié)束當(dāng)前運行相位進入所需優(yōu)先相位，這種方式對交通影響巨大，一般適用于消防車、醫(yī)療急救車等緊急狀況，不適應(yīng)于公交優(yōu)先； 鎖定請求相位優(yōu)先： 信號控制器收到優(yōu)先信號后，如果不在當(dāng)前要求的通行相位時，控制器按照運行相位順序運行各個相位設(shè)定的最小相位時間后，進入所需優(yōu)先相位，這種方式對交通影響也比較大，適用于一般的警務(wù)需求或火車道口等狀況，也不建議應(yīng)用于公交優(yōu)先； 相對優(yōu)先： 在保證基本交通情況下，給予公交車適當(dāng)?shù)膬?yōu)先通行權(quán)。,2019/11/22,101,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS擴展應(yīng)用－公交優(yōu)先,,SCATS交通控制系統(tǒng)給予優(yōu)先通行信號，請求信號采用干觸電信號。 系統(tǒng)收到優(yōu)先請求后，當(dāng)前不是運行在BRT通行相位時，信號系統(tǒng)提前開啟BRT通行相位，盡量讓BRT優(yōu)先通過； 收到優(yōu)先請求后，當(dāng)前正在運行BRT通行相位的后程時，系統(tǒng)延長該BRT通行相位，盡量讓BRT順利通過； 收到優(yōu)先請求后，當(dāng)前正在運行BRT通行相位的前半程時，BRT有充足的時間通過路口，系統(tǒng)不作優(yōu)先處理；,2019/11/22,102,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS擴展應(yīng)用－公交優(yōu)先,,無公交要求時,2019/11/22,103,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS擴展應(yīng)用－公交優(yōu)先,,2019/11/22,104,國家精品課程：交通控制與管理,公交提前、延長要求時,SCATS擴展應(yīng)用－公交優(yōu)先,,公交優(yōu)先在上海的應(yīng)用,信號優(yōu)先方法,本工程示范研究設(shè)計并實施了該線路上3種優(yōu)先方案的融合。 （1）龍華路、瞿溪路、麗園路、合肥路、威海路、北京西路的主動請求式公交信號優(yōu)先。 （2）復(fù)興中路預(yù)信號優(yōu)先。 （3）大沽路、延安中路、金陵西路、淮海中路等路口公交車綠波優(yōu)先。,2019/11/22,國家精品課程：交通控制與管理,106,復(fù)興中路預(yù)信號優(yōu)先,通過預(yù)置信號，保證公交車在社會車輛前進入該車道，常見于進入交叉口后公交車不再有專用道。,2019/11/22,國家精品課程：交通控制與管理,107,公交優(yōu)先在上海的應(yīng)用,2019/11/22,國家精品課程：交通控制與管理,108,2019/11/22,國家精品課程：交通控制與管理,109,公交優(yōu)先在上海的應(yīng)用,2019/11/22,國家精品課程：交通控制與管理,110,,,陸家浜路案例介紹,2019/11/22,國家精品課程：交通控制與管理,111,綠波技術(shù)工程示范方案,跨龍路現(xiàn)狀配時方案,2019/11/22,國家精品課程：交通控制與管理,112,跨龍路錯位綠波實施方案,,,跨龍路實施錯位綠波后的配時方案,,系統(tǒng)優(yōu)先控制的需要關(guān)注的問題： 任何的方向優(yōu)先控制，總是擠占其他方向的資源，所以對于優(yōu)先的控制，必須綜合考慮路口路段的交通狀況，考慮其他方向的交通承受能力。 在實行優(yōu)先控制時，也要考慮到BRT車輛運行班次的密度，我們認(rèn)為最少3－4個信號周期以上，提供一個優(yōu)先控制是合適，若密度太高，甚至每個周期均有優(yōu)先請求，那么對路口信號的控制會產(chǎn)生巨大的不利影響。,2019/11/22,113,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS擴展應(yīng)用－公交優(yōu)先,西藏南路可變車道的應(yīng)用,2019/11/22,國家精品課程：交通控制與管理,114,,,可變車道,可變車道,直行待行區(qū)的應(yīng)用,2019/11/22,國家精品課程：交通控制與管理,115,直行待行區(qū)的應(yīng)用,2019/11/22,國家精品課程：交通控制與管理,116,天目路轉(zhuǎn)盤信號控制,2019/11/22,國家精品課程：交通控制與管理,117,魯班路轉(zhuǎn)盤信號控制,2019/11/22,國家精品課程：交通控制與管理,118,Thank You !,2019/11/22,119,國家精品課程：交通控制與管理,