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1、MiTCO交通信号控制系统介绍与分析上海宝康电子技术部2009年4月新一代交通信号控制器研发内部系列技术交流之一前前 言言MITCO信号控制系统是我公司面向城市交通管理，于本世纪初投放市场的一款产品，包括信号控制系统、信号机等一整套技术，为公司的发展做出了不可磨灭的贡献。为了便于读者能够系统、详细的了解整个MiTCO交通信号控制系统，本文档按照交通信号控制系统的组成方式，力争用通俗易懂的方式对各组成部分分别进行介绍，每部分均包括设计阶段、实现阶段、优点、缺点、下一步的发展方向等。MiTCO系统推出至今已经将近10年，为了满足新时代条件下交通管理的需求，公司决定开发新一代交通信号控制系统，在开发
2、之前，从交通工程的角度对MITCO系统进行系统的分析，希望能够吸取以往开发、使用过程中的经验教训，有助于我们更加明确新一代信号控制系统开发的方向。目 录1什么是交通信号控制系统2MiTCO系统架构分析3MiTCO系统车检部分4MiTCO系统的通信部分5路口交通信号机6控制中心MITCO系统7总结及思考一、什么是交通信号控制系统一、什么是交通信号控制系统交通信号控制的诞生传统的交通信号控制分类交通信号控制的一些基本概念智能交通环境下的交通信号控制为什么交通信号控制重要理解什么是交通信号控制，交通信号控制为什么重要交通信号控制的诞生交通信号控制系统通常意义上就是交叉口的红绿灯信号控制系统，1868
3、年首先出现在英国伦敦议会大楼前的广场上，迄今已经发展了140余年；交通信号控制是人们为了解决汽车越来越多局面而创造出来的，它仅仅是交叉口控制诸多方式中的一种，设置交通信号灯是在满足一定的道路条件和交通流量条件下采取的一种控制方式；人工控制标志控制环岛控制交通信号控制立交控制无论何种交叉口控制方式，都是适应某种交通条件的产物，都以提高交叉口 通行能力，保证交通安全为根本目的！传统的交通信号控制分类从交通信号灯诞生的那一天起，围绕着如何提高道路通行效率，交通工程师们设计了很多交通信号控制系统；从控制范围上来说，可以分为点控、线控、面控；从控制方式上来说，可以分为固定配时控制（单点定周期、单点多时段
4、）、方案选择式、方案生成式；无论是什么样的交通信号控制系统，都是通过交通信号灯色的转换，实现了对交叉口各方向相互冲突严重的交通流进行时间上的分离，以减少冲突点来提高安全并使路口交通有序、顺畅。一些基本概念交通流量单位时间内通过道路某一截面的车辆数。一般以车道来计算。单位：辆/小时（V/H）；或 辆/秒（V/S）。在设有信号的路口，它代表了到达并希望通过路口的车辆数。交通流量可定义为：一个单独的车道；一组车道组（一个行驶方向）；一个单独进口（各车道之和）；整个路口（所有进口之和）。交通流量可以用小客车单位 pcu（passenger car unit）来表示。这是一个使不同类型和流向的车辆标准化
5、的过程。（比如货运车对小客车以及不同速度的“转弯”车对“直行”车之比较。）这就使得二个可能具有完全不同组成的交通流可以直接比较。不同车种和流向之间的关系举例：（澳大利亚）一辆直行小车 =1 PCU 一辆直行货车 =2 PCUs 一辆右转小车 =1.25 PCUs (小转弯)一辆左转小车 =3 PCUs (大转弯)一辆右转货车 =2.5 PCUs(小转弯)一辆左转货车 =6 PCUs(大转弯)饱和流量（s）单位时间内能通过道路某一车道截面的最大流量。单位：一般以车道为单位计算，辆/小时（V/H）或 辆/秒（V/S）。；饱和流量按车道特性因数而各不相同：车道，左转、直行、右转各不相同。车道宽度。坡
6、度（上坡或下坡）。环境（市区、商业区，天气，路面等等）流量流量速速度度流入逐渐增加，流出与流入相配达到饱和流量。达到饱和后仍增加进入流量则引起排队。举例说明：流入较少，流出与流入相同，不达到饱和流量。设置信号路口的交通流常被交通信号所打断，这时的通行能力不仅由饱和流量而且由它所能得到的时间比例来决定。从漏斗来看，好比加上了一只开关，通行量与打开时间成正比。举例说明：通行能力（Q）与流量和饱和流量单位相同：辆/小时（V/H）；或 辆/秒（V/S）。道路通行能力：单位时间内能通过道路某一截面的最大流量。路口通行能力：单位时间内能通过路口某一截面的最大流量。-道路通行能力与车道数量和车道的饱和流量大
7、小有关。-信号路口通行能力不仅与车道数量和车道的饱和流量大小有关，还与车道或进口所给绿灯时间比率有关。交通流量可定义为：一个单独的车道；一组车道组（一个行驶方向）；一个单独进口（各车道之和）；整个路口（所有进口之和）。饱和流量（s）与通行能力（Q）：单位相同，概念有区别。饱和流量是不受信号控制的概念下的通行量，而通行能力是受信号控制的概念下的通行量。在信号控制路口：Q=s（g/C）=sg/C举例说明：交通需求通行能力 饱和度（Degree of Saturation）交通流量（交通需求q）与通行能力（Q）的比。通常用百分比表示。饱和度可以为一个车道、一个进口或整个路口所计算。x=q/Q=qC/
8、sg一个交通流向的饱和度（x）是它相应车辆活动水平的一个定义。一个高饱和度值对应于拥挤状况，而低饱和度是具有较自由流的状况。饱和度与延误的关系饱和度与延误的关系：0.2 0.4 0.6 0.8 1.0延误饱和度智能交通环境下的交通信号控制随着社会科技水平的进步，诞生了智能交通系统，智能交通的核心之一就是交通信息化，把交通状态实时的用具体的数字表示出来，实现更为精确的控制，车辆检测手段较以前更为快捷、准确；对数据的要求发生了变化：以往的信号数据，无论是控制数据还是车检数据都是仅供信号系统本身使用的，现在需要与其他的系统共享，综合利用；信号的涵义发生了变化：除了红绿灯信号，交通诱导等也对驾驶员的驾
9、驶行为存在影响，成为广义意义上的信号；检测信息的多样性；处理方式的实时性；动态信息的开放性；与其它系统的兼容性；控制功能的可扩展性；高新技术日新月异的应用性。城市交通控制系统的发展：为什么交通信号控制重要？从交通信号系统的诞生、发展来看，交通信号控制与道路的通畅、安全息息相关；对用户来说：我们的主要客户之一是交警，交警的日常工作是什么？排堵保畅，交通安全是交警管理的两大永恒主题，这两项都与交通信号有关；对民众来说：交通信号与老百姓的生活紧密相连，信号出问题，将直接导致交通瘫痪，信号设计不合理，将导致通行能力下降和交通事故隐患；对公司业务发展来说：随着中小城市的发展，机动车保有量的增加，首先需要
10、增加的交通设备就是交通信号控制，有利于开拓新的市场；对交通管理水平较高的大中城市，交通信号控制效率的高低对交通管理水平具有重大影响；对于公司的系统集成业务来说，强大、便捷的交通信号控制是整个集成业务中的核心模块之一；交通信号交通信号控制的重控制的重要性要性老百姓关老百姓关心心用用户（交（交警）需要警）需要公司公司业务发展需要展需要适适应时代代发展要求展要求二、二、MiTCO系统思路与架构分析系统思路与架构分析理解交通信号控制的设计理念和架构设计阶段的MiTCO 系统思路及架构实现阶段的MiTCO 系统思路及架构MiTCO系统MiTCO信号控制系统（Mixed-Traffic Classifie
11、d Optimize Control System：混合交通分型优化控制系统）是我公司于2001年推出的面向城市交通管理的智能化交通信号控制系统。系统借鉴了当时控制系统的发展趋势，结合国内城市交通的实际情况，进行了自主开发，拥有完全自主知识产权（MiTCO的开发和推广得到国家科技部企业创新基金的支助）。它是结合了我国城市具体的交通特点而开发的具有集散控制和分型优化两大特点的控制系统。2003年推出 GBS 2100信号机。MiTCO系统的总体目标 1、通过交叉口渠化的合理设计和相位的科学设置，实现交通流在交叉口的安全有序；2、通过设置战术和战略检测器，为系统收集全面详细的路网交通信息；3、综合
12、考虑战术和战略检测器收集的信息，监控受控区域内的拥堵情况，如果存在拥堵，则以消除拥堵为目的；4、通过单点感应和协调控制这两种方式的科学组合，力求发挥受控区域内路网交通的最大运行效率。对数据利用上的一些思考信号系统本身采集有大量的实时交通数据？如何把这些数据盘活？加强对这些数据的处理，分析，挖掘里面潜在的信息；到一个城市部署时，可以做为整个城市交通信息采集的一个有效来源，如何与其它渠道的信息进行整合，将成为新版ICV中的一个亮点；如何利用交通信号控制系统中采集的数据？原有系统的处理MITCO系统设计时的一些理念和算法是不错的，在开发新一代信号系统时并不一定要完全推到重来，哪些值得我们保留和借鉴？我们新开发的算法能否考虑与GBS 2100信号机的兼容，即保证了已经售出的信号机的升级与维护，另一方面可以使老的信号机焕发新的生命力，做为公司整个信号系列产品链上的一环；原有系统怎么办？写在最后本文档中尽可能的汇集了来自用户的反馈，以及开发部、市场部、工程部、售后服务部各位同仁的的建议，力求全面地反映MITCO系统在近10年的开发、使用过程中的经验教训；希望大家能提出更多的宝贵意见，使得我们在开发新一代信号控制系统时考虑更加全面；谢谢大家！欢迎提问！联系人：技术部，管青，张志宇