智能交通项目课件

智能交通项目建设目标及系统构成智能交通项目建设目标及系统构成实现智能交通的意义 在美国有两例城市道路交通管理的范例：一是大洛杉矶圣莫尼卡市的在美国有两例城市道路交通管理的范例：一是大洛杉矶圣莫尼卡市的“聪明路廊聪明路廊”；二是得克萨斯州圣安东尼奥的道路引导系统。它们可以；二是得克萨斯州圣安东尼奥的道路引导系统。它们可以称得上是智能交在美国有两例城市道路交通管理的范例：一是大洛杉矶称得上是智能交在美国有两例城市道路交通管理的范例：一是大洛杉矶圣莫尼卡市的圣莫尼卡市的“聪明路廊聪明路廊”；二是得克萨斯州圣安东尼奥的道路引导系；二是得克萨斯州圣安东尼奥的道路引导系统。它们可以称得上是智能交通系统的雏形。通系统的雏形。统。它们可以称得上是智能交通系统的雏形。通系统的雏形。智能交通系统手册智能交通系统手册对对“智能交通系统智能交通系统”作了详细的论述和介绍。作了详细的论述和介绍。它定义智能交通系统是对通信、控制和信息处理技术在运输系统中集成它定义智能交通系统是对通信、控制和信息处理技术在运输系统中集成应用的统称，这种集成应用产生的综合效益主要体现在挽救生命、时间应用的统称，这种集成应用产生的综合效益主要体现在挽救生命、时间和金钱的节省，能耗的降低以及改善环境。和金钱的节省，能耗的降低以及改善环境。实现智能交通的意义 在美国有两例城市道路交一期可实现:1 1、电子警察监摄系统、电子警察监摄系统 1.11.1、违法抓拍、违法抓拍 1.21.2、高清监控、高清监控 2 2、自适应交通信号灯、自适应交通信号灯 2.12.1、半感应控制、半感应控制 2.22.2、相位全感应、相位全感应 2.32.3、饱和度全感应、饱和度全感应3 3、交通信息提供系统、交通信息提供系统 3.13.1、语音广播、语音广播 3.23.2、可变情报板、可变情报板一期可实现:1、电子警察监摄系统电子警察监摄系统1 1、违法抓拍、违法抓拍 A A、数码、数码+高清的取证方式高清的取证方式 B B、地感线圈的车辆检测方式、地感线圈的车辆检测方式 2 2、高清监控、高清监控 A A、130130万像素的智能球机万像素的智能球机 B B、全程数字化的信息传送、全程数字化的信息传送 电子警察监摄系统1、违法抓拍数码相机数码相机数码相机数码相机+高清高清高清高清CCDCCDCCDCCD摄像机的抓拍方式摄像机的抓拍方式摄像机的抓拍方式摄像机的抓拍方式 数码相机对违法车辆抓拍数码相机对违法车辆抓拍1 1张图片，图片信息可清晰张图片，图片信息可清晰地反映车辆闯红灯时间、号牌号码、车辆类型、红灯信号地反映车辆闯红灯时间、号牌号码、车辆类型、红灯信号（含箭头灯）以及车辆压在或越过停车线等情况；而高清（含箭头灯）以及车辆压在或越过停车线等情况；而高清CCDCCD摄像机对违法车辆抓拍摄像机对违法车辆抓拍3 3张图片，分别对应车辆违法张图片，分别对应车辆违法过程中的前、中、后过程中的前、中、后3 3个位置，可清晰地反映车辆违法闯个位置，可清晰地反映车辆违法闯红灯的过程。红灯的过程。数码相机+高清CCD摄像机的抓拍方式 数码相前端路口部分示意图 前端路口部分示意图 交通信号灯检测原理 目前路口使用的交通信号机大多是多相位交通信号灯，目前路口使用的交通信号机大多是多相位交通信号灯，因此，检测单元将分别对每一个车道应遵循的信号灯进行因此，检测单元将分别对每一个车道应遵循的信号灯进行检测，即分别将直行，左转、右转的红灯信号（检测，即分别将直行，左转、右转的红灯信号（220V220V交流交流电压信号）送至检测单元，配合信号灯与车道地感线圈的电压信号）送至检测单元，配合信号灯与车道地感线圈的逻辑关系，可以确保系统只对红灯状态下越过地感线圈的逻辑关系，可以确保系统只对红灯状态下越过地感线圈的车辆进行拍照，比如在红灯信号消失、黄闪时间段内通过车辆进行拍照，比如在红灯信号消失、黄闪时间段内通过停车线的车辆，系统将不予拍照。停车线的车辆，系统将不予拍照。交通信号灯检测原理 目前路口使用的交通信号闯红灯检测原理 埋设于车道的环行线圈由检测单元进行供电，因而形成一个磁场，当有金属埋设于车道的环行线圈由检测单元进行供电，因而形成一个磁场，当有金属物体经过磁场时，磁场的磁通量将发生一系列的变化，而机动车可被视同金物体经过磁场时，磁场的磁通量将发生一系列的变化，而机动车可被视同金属物体。属物体。在红灯信号时，当车辆经过线圈时（压上及离开），线圈所产生的磁场的磁在红灯信号时，当车辆经过线圈时（压上及离开），线圈所产生的磁场的磁通量将发生相应的变化，检测单元将会快速地检测到这些变化，并通过对这通量将发生相应的变化，检测单元将会快速地检测到这些变化，并通过对这一变化进行分析处理来判断是否有车辆通过，当检测到在红灯状态下有车辆一变化进行分析处理来判断是否有车辆通过，当检测到在红灯状态下有车辆通过时，检测主控机将通过通过时，检测主控机将通过RS232RS232将信号送至拍照及图像采集单元，检测主将信号送至拍照及图像采集单元，检测主机立即触发数码相机和摄像机对违法车辆进行抓拍。机立即触发数码相机和摄像机对违法车辆进行抓拍。车辆闯红灯过程示意图车辆闯红灯过程示意图原理原理闯红灯检测原理 埋设于车道的环行线圈由检测单元进行供电，因而系统结构图 系统结构图 信号传输信号传输前端设备连接示意图 前端设备连接示意图 闯红灯抓拍系统图 闯红灯抓拍系统图 路口视频监视系统 交通监控系统可使指挥中心管理人员直接地掌握路口道路的车辆排交通监控系统可使指挥中心管理人员直接地掌握路口道路的车辆排队、堵塞状态、交通秩序和路口信号灯色等情况，并及时做出决定，队、堵塞状态、交通秩序和路口信号灯色等情况，并及时做出决定，能有效提高道路通行能力。能有效提高道路通行能力。还能够对车辆的违法行为进行监控、录像和截图，并对驾驶人员时还能够对车辆的违法行为进行监控、录像和截图，并对驾驶人员时行处罚。行处罚。录像资料还可作为交通事故和案件追查的手段和依据。录像资料还可作为交通事故和案件追查的手段和依据。通过对道路的全面监控，能够及时发现路面的治安状况，因此还有通过对道路的全面监控，能够及时发现路面的治安状况，因此还有辅助治安的功能。辅助治安的功能。电子监视系统是城市交通系统的重要组成部分，随着城市电子监视系统是城市交通系统的重要组成部分，随着城市现代化管理水平的不断提高，监控系统在城市交通控制管现代化管理水平的不断提高，监控系统在城市交通控制管理中所起的作用日趋凸显。理中所起的作用日趋凸显。路口视频监视系统 交通监控系统可使指挥中心管理人员直接地掌握系统图 本项目采用的高清高速球（高清数本项目采用的高清高速球（高清数字摄像机）字摄像机）采用采用H.264H.264视频压缩算视频压缩算法和法和TITI高性价比的最新达芬奇处理高性价比的最新达芬奇处理芯片和平台芯片和平台,性能可靠稳定。支持性能可靠稳定。支持自动光圈、自动聚焦、自动白平衡、自动光圈、自动聚焦、自动白平衡、背光补偿和低照度背光补偿和低照度(彩色彩色/黑白黑白)自动自动/手动转换功能，支持以太网控制手动转换功能，支持以太网控制,同时支持模拟接入，支持网络光纤同时支持模拟接入，支持网络光纤模块接入，支持双码流技术，支持模块接入，支持双码流技术，支持SDHCSDHC卡和标准的卡和标准的SDSD卡存储，支持卡存储，支持TCP/IPTCP/IP、HTTPHTTP、DHCPDHCP、DNSDNS、RTP/RTCPRTP/RTCP、PPPoEPPPoE等多种网络协议等多种网络协议,可通过可通过IEIE浏览器和客户端软件观看浏览器和客户端软件观看图像并实现控制。图像并实现控制。系统图 本项目采用的高清高速球（高清数字摄像机路口视频监控效果图 路口视频监控效果图 自适应交通信号灯道路交通信号控制作为城市交通管理最核心最基道路交通信号控制作为城市交通管理最核心最基础的部分，是影响城市交通流运行质量的一个决础的部分，是影响城市交通流运行质量的一个决定性因素。定性因素。国外自适应系统都是在二相位交通控制基础上的国外自适应系统都是在二相位交通控制基础上的成功运用，采用多相位控制方式进行自适应交通成功运用，采用多相位控制方式进行自适应交通区域控制。区域控制。据国外成功经验统计，区域智能交通自适应控制据国外成功经验统计，区域智能交通自适应控制系统实施后有效地使车辆通行率提高系统实施后有效地使车辆通行率提高25%25%，交通，交通延误率减少延误率减少20%20%，停车时间缩短，停车时间缩短20%20%，停车次数，停车次数减少减少15%15%，油耗降低，油耗降低20%20%，大气中汽车废气含量，大气中汽车废气含量及噪声污染降低及噪声污染降低20%20%，交通事故减少，交通事故减少20%20%。自适应交通信号灯的主要功能是调节子区域的周期、绿信比和相位差等交通参数，最大限度降低区域中所有车辆的总停车次数和等待时间。安装在路口每个车道上的车辆检测线圈使自适应功能的实现成为可能。利用检测器收集到的流量和占有时间的数值，可以计算出车辆的排队长度、车流量、延迟时间和停止次数等交通信息，生成车流量和占有时间数学模型，用于路口链接队列长度的计算，确定负载和放行时间，同时预测每个路口链接拥堵程度和交通需求。自适应交通信号灯道路交通信号控制作为城市交通管理最核心最基础半感应自适应控制信号灯的半感应控制定义为：在某交叉路口全天信号灯的半感应控制定义为：在某交叉路口全天候或特定时段，由于主干路的车流明显的以较大候或特定时段，由于主干路的车流明显的以较大的比例多于次干路，为了主干路的交通效率而采的比例多于次干路，为了主干路的交通效率而采用的一种基于用的一种基于“主路绿灯优先，次路来车放行主路绿灯优先，次路来车放行”的路口信号灯优化方案。的路口信号灯优化方案。它的实现原理是主干路在特定时段里控制主机切它的实现原理是主干路在特定时段里控制主机切换到半感应控制状态，此时主干路保持绿灯放行，换到半感应控制状态，此时主干路保持绿灯放行，当次干路有车辆行近交叉口经过车辆感应装置时，当次干路有车辆行近交叉口经过车辆感应装置时，信号灯控制机根据感应信息自动给次干路的信号信号灯控制机根据感应信息自动给次干路的信号灯时间对车辆放行，如果次干路长时间没有车辆灯时间对车辆放行，如果次干路长时间没有车辆通过则主干路维持长绿状态。（配置行人过路按通过则主干路维持长绿状态。（配置行人过路按钮）钮）半感应自适应控制信号灯的半感应控制定义为：在某交叉路口全天候来面延时全感应控制方式 定义为：交叉口方向信号灯基于最小绿灯状态，根据各向车流情况及定义为：交叉口方向信号灯基于最小绿灯状态，根据各向车流情况及设定的步进在最长绿灯时间内自动调节各相位绿时步长。设定的步进在最长绿灯时间内自动调节各相位绿时步长。实现在流量变化较大的交叉路口（时段），动态地以即时的形式自动实现在流量变化较大的交叉路口（时段），动态地以即时的形式自动调节信号灯配时。调节信号灯配时。原理及实现方法，对各个信号相位进行实时流量检测，设交叉口的任原理及实现方法，对各个信号相位进行实时流量检测，设交叉口的任一相开始绿灯（初始绿、最小绿），当绿灯开放一段时间后，该相对一相开始绿灯（初始绿、最小绿），当绿灯开放一段时间后，该相对应的车辆感应装置（位于停车线前应的车辆感应装置（位于停车线前18361836米）开始检测后续车辆进入米）开始检测后续车辆进入情况：如果没有，则绿灯信号转入下一个相位；若有，则依车辆数量情况：如果没有，则绿灯信号转入下一个相位；若有，则依车辆数量及设置好的单位步进时长来延长绿灯时间，当没有继续来车或者累计及设置好的单位步进时长来延长绿灯时间，当没有继续来车或者累计达到设置的最大绿灯时间转入下个绿灯相位。达到设置的最大绿灯时间转入下个绿灯相位。若当前相位绿灯时间无感应若当前相位绿灯时间无感应车辆，而下一相位接到感应车辆，而下一相位接到感应请求，可以设置为跳转下一请求，可以设置为跳转下一相位绿。相位绿。若当前相位已经达到最大绿若当前相位已经达到最大绿仍然有车辆进入感应，而其仍然有车辆进入感应，而其它相位却无请求，则继续保它相位却无请求，则继续保持本相位绿。持本相位绿。基于车辆到达步进式全感应基于车辆到达步进式全感应控制，以一个最小绿时方案控制，以一个最小绿时方案为基础，根据前置的车辆检为基础，根据前置的车辆检测器所感应的进入车辆数量测器所感应的进入车辆数量按单位绿时步进延长，至最按单位绿时步进延长，至最大绿时或无来车结束；大绿时或无来车结束；基于车辆到达跳相的全感应基于车辆到达跳相的全感应控制，以一个最大相位方案控制，以一个最大相位方案为基础，根据下一相位关联为基础，根据下一相位关联的前置车辆检测器检测进入的前置车辆检测器检测进入车辆的有无决定是否跳过下车辆的有无决定是否跳过下一个相位周期。一个相位周期。来面延时全感应控制方式定义为：交叉口方向信号灯基于最小绿灯状基于饱和度的全感应控制 信号灯自适应控制应具备多种控制策略：信号灯自适应控制应具备多种控制策略：A A、定时策略，根据不同时段启动不同的自适应控制方法；、定时策略，根据不同时段启动不同的自适应控制方法；B B、感应切换方案控制策略，根据不同饱和度启动不同的存储方案；、感应切换方案控制策略，根据不同饱和度启动不同的存储方案；具备多种自适应控制方法：具备多种自适应控制方法：A A、低饱和度下的自适应控制，模糊控制；、低饱和度下的自适应控制，模糊控制；B B、中等饱和度下的自适应控制；、中等饱和度下的自适应控制；C C、饱和交通下的自适应控制，利用最优控制理论来实现道路交叉口信号的优化配时；、饱和交通下的自适应控制，利用最优控制理论来实现道路交叉口信号的优化配时；D D、生成即时或延时的配时方案，能依据各个交通流数据，智能生成配时方案：适当的、生成即时或延时的配时方案，能依据各个交通流数据，智能生成配时方案：适当的相位方法、相序、相位时间、周期时间等，能选择以即时运行方式或只是建议的方式。相位方法、相序、相位时间、周期时间等，能选择以即时运行方式或只是建议的方式。基于饱和度的全感应控制 信号灯自适应控制应具备多种控制策略：交通信息提供系统-语音广播语音广播 出行者信息系统（出行者信息系统（ATISATIS），目标是为出行者提供准确实时的交通信息。系统），目标是为出行者提供准确实时的交通信息。系统的核心是通过收集各种公共交通设施的静态和动态服务信息，并向出行者提的核心是通过收集各种公共交通设施的静态和动态服务信息，并向出行者提供当前的公共交通和道路状况等，以帮助出行者选择出行方式、出行时间和供当前的公共交通和道路状况等，以帮助出行者选择出行方式、出行时间和出行路线。出行路线。系统是在系统是在2020世纪世纪6060年代末年代末7070年代初出现的计算机技术和交通监控系统的基础年代初出现的计算机技术和交通监控系统的基础上发展起来的。最初的将通信技术进行信息发布。用于提高路网局部的通行上发展起来的。最初的将通信技术进行信息发布。用于提高路网局部的通行能力，如严重拥挤的干道与干道的交叉口，或者由特别事件和交通事故引起能力，如严重拥挤的干道与干道的交叉口，或者由特别事件和交通事故引起阻塞的部分路口与路段等。阻塞的部分路口与路段等。发布手段：可变信息标志（发布手段：可变信息标志（VMSVMS）和公路顾问广播。）和公路顾问广播。交通信息提供系统-语音广播出行者信息系统（ATIS），目交通信息提供系统-可变情报板可变情报板 可变情报板（可变情报板（Variable Message Sign,VMSVariable Message Sign,VMS）是动态标志板的一种，通常在道路口、大）是动态标志板的一种，通常在道路口、大桥、隧道、高架、高速道路等设施上，建立醒目的交通诱导信息板，用于指示驾驶员桥、隧道、高架、高速道路等设施上，建立醒目的交通诱导信息板，用于指示驾驶员前方的交通状况、道路情况和偶发性事件等信息，尤其是诱导高架路的主线、进出口前方的交通状况、道路情况和偶发性事件等信息，尤其是诱导高架路的主线、进出口的行车路线，及时准确提供驾驶员选择走哪条高架道路最方便、最快捷的信息。的行车路线，及时准确提供驾驶员选择走哪条高架道路最方便、最快捷的信息。它与交通信息广播和车载导行系统一道成为重要的信息发布手段。实质上可变情报板它与交通信息广播和车载导行系统一道成为重要的信息发布手段。实质上可变情报板是对交通信号系统自适应控制系统的补充，是更高一级的管理控制系统系统是在是对交通信号系统自适应控制系统的补充，是更高一级的管理控制系统系统是在2020世世纪纪6060年代末年代末7070年代初出现的计算机技术和交通监控系统的基础上发展起来的。最初的年代初出现的计算机技术和交通监控系统的基础上发展起来的。最初的将通信技术进行信息发布。用于提高路网局部的通行能力，如严重拥挤的干道与干道将通信技术进行信息发布。用于提高路网局部的通行能力，如严重拥挤的干道与干道的交叉口，或者由特别事件和交通事故引起阻塞的部分路口与路段等。的交叉口，或者由特别事件和交通事故引起阻塞的部分路口与路段等。因为交通参与的随意性和无规律性，使交通管理者无法提前规划，也因此加因为交通参与的随意性和无规律性，使交通管理者无法提前规划，也因此加剧了城市交通管理的压力。交通诱导技术是更有效地管理现代交通、实现交剧了城市交通管理的压力。交通诱导技术是更有效地管理现代交通、实现交通流优化的一种技术。交通诱导系统主要由交通状况信息探测采集、信息的通流优化的一种技术。交通诱导系统主要由交通状况信息探测采集、信息的汇总处理、诱导信息的发布等几方面组成，形成一个完整的系统。汇总处理、诱导信息的发布等几方面组成，形成一个完整的系统。诱导信息的发布信息是交通诱导中的将诱导信息传播给交通参与者的环节。诱导信息的发布信息是交通诱导中的将诱导信息传播给交通参与者的环节。其发布手段及途径呈线多元化。首先可以采用较为传统的方式，比如交警疏其发布手段及途径呈线多元化。首先可以采用较为传统的方式，比如交警疏导、可变情报板导、可变情报板VMSVMS信息发布、交通广播等，而随着通信技术的不断发展，信息发布、交通广播等，而随着通信技术的不断发展，目前也可采用短信平台、手机、网站等实现交通诱导信息的发布，当道路发目前也可采用短信平台、手机、网站等实现交通诱导信息的发布，当道路发生拥堵等事件时，交通部门可各种手段发布诱导，生拥堵等事件时，交通部门可各种手段发布诱导，“提前提前”调节交通流，还调节交通流，还可利用流动交通巡逻车上的车载动态信息板发布信息。可利用流动交通巡逻车上的车载动态信息板发布信息。交通信息提供系统-可变情报板可变情报板（Variable一期的建设范围:一期的建设范围:工程总系统图 工程总系统图 欢迎各位专家、领导提出意见，谢谢！欢迎各位专家、领导提出意见，谢谢！