扬州市法马智能设备有限公司
1. 方案总体设计
设计目标
1、城区外围相对孤立的交叉口，采用感应控制或单点自适应模式控制，根据交通流变化实时调整信号配时方案，减少绿灯空放，提高路口运行效率。
2、平峰期城区内主要干道实现“绿波”控制，高峰期采用自适应控制，提升区域交通运行效率。
实现 “立足于交叉口的点优化控制、保障主干道的线协调控制、实现分区域的自适应控制”，即根据关键交叉口、主干道（包括瓶颈路段）、分区域的交通流特点，基于自动采集的实时数据，采取合理的控制策略，保障主干道的线协调控制、进而最大限度实现分区域的自适应控制，减少车辆在区域内的旅行时间、停车次数以及运行延误，提升区域交通的运行品质。
3、采用信号系统提供的本地遥控控制、中心手动控制、快速警卫任务等功能，提高工作效率，减少交警现场工作量，节省警力。
信号控制系统可提供中心手动控制、本地手动及遥控手动功能，交警可在中心进行远程或在路口进行远程指挥，不需要进行路面的现场指挥，减少交警的人身安全问题。
提供警卫预案控制，保证警务车队准时、安全到达目的地，同时尽量减少对社会车辆的影响。提供专用的、合理的行人相位及相序设置，消除人车之间的交通冲突、行人过街的安全隐患，保障行人交通的人本安全。
设计原则
针对智能交通建设的实际情况，充分考虑系统建设的发展需求，以实现提高道路通行效率、缓解城市交通压力、保证系统兼容性作为目标，以”先进、可靠、成熟、兼容、经济、实用”为总体设计原则。
方案总体架构
交通信号控制系统在现代智能交通领域，是极其重要的组成部分。利用先进的交通信号控制系统，可以有效管理交通流量，增进城市道路畅通水平。各种先进的道路交通管理方案，最终都要依靠交通信号控制系统来实现。
法马交通信号控制系统吸取国内外系统的先进控制经验，依托强大的研发实力，软硬件完全自主开发，各项性能都达到国内领先水平。系统包括前端信号控制单元、交通信息采集单元、网络传输单元和中心管理控制单元。
前端信号控制单元
道路交通信号控制机是按照循环交通信号规则控制交通信号灯显示状态指示车道实际状态。
集中协调式智能交通信号控制机（如图1所示）是由法马交通自主研发的产品，它结合中国的复杂交通情况和国内外新近道路交通控制器的经验研发而成，是一款具有国内领先水平的集中协调式的交通信号控制机。适用于各种十字、丁字等交叉路口，控制机动灯红、黄、绿及行人红、绿灯的通、禁行工作时间自动执行控制设置。可根据不同路口或同一路口不同时间段车流量的大小，自动调节相应的通、禁行时间。对维护交通秩序，改善路口通行率，避免路口交通事故起到举足轻重的作用。
图1法马交通集中协调式智能交通信号控制机
信号机硬件采用32位微处理器控制，软硬件设计采用模块化设计思想，实现交通信号的控制和通信功能。可实现全天侯自动控制，或夜间自动关机、黄闪等工作方式。本系统设计先进，具有多时段多方案运行、感应调节、自适应协调控制，自动和手动控制转换、遥控控制、断电保护等功能，使路口间协调控制，不会因断电而丢失时间信息和控制参数。另外还采用了固态继电器驱动电路，改善了无触点磨损，延长其使用寿命。
设备具有外型美观，结构简单合理，操作简便灵活，实用性强，稳定性好，可靠性高功损耗小，使用寿命长等特点，是控制交通信号的高科技产品。
交通信息采集单元
交通信息是交通信号控制调控的基础和依据，也是交通管理者进行交通管理和规划的数据支撑，科学、完备的交通数据采集系统是智能交通建设的重要组成部分。
交通信号控制系统能够按照用户设定的间隔上载信号机检测的交通信息。信号机可连接视频、线圈等多种检测器。
信号机能够准确地自动采集交通数据，并根据各种交通控制需求，按相应的数据格式进行预处理。所有检测器信息数据应支持系统传输要求，在系统传输正常的情况下，以设定的时间间隔上传数据，时间间隔依从系统需求。
中心管理控制单元
交通信号控制系统中心服务是由中心服务器、数据库服务器、区域（优化）服务器组成的服务器群，通过控制平台可实现信号机添加管理、参数配置、实时监控、特勤任务、统计查询、报警管理等功能，利用检测器对交通流量、时间占有率进行检测，采用先进的优化模型对交通信号配时进行实时优化，实现各种协调控制功能。
建议主城区、警卫线路区域、绿波协调区域信号机全部采用同一品牌交通信号控制机，交通信号控制系统中心服务器是由数据库服务器、平台服务器等组成的服务器群；
数据库服务器：采用MySql数据库、安全稳定；
平台服务器：控制连到中心的各信号机；
2. 方案详细设计
系统组成
交通信号控制系统是智能交通管理系统的核心，其主要功能是自动协调和控制整个控制区域内交通信号灯的配时方案，均衡路网内交通流运行，使停车次数、延误时间及环境污染减至最小，充分发挥道路系统的交通效益。必要时，可通过控制中心人工干预，直接控制路口信号机执行指定相位，强制疏导交通。
法马交通信号控制系统采用三级分布式递阶控制结构：中心控制级，区域控制级，路口控制级。具体如图2：
图2法马交通三级分布式递阶控制结构
负责管理和分配各个服务器的职责，包括系统管理功能，包括设备添加、参数配置、实时监控、特勤任务、统计查询、报警管理等。还包括区域服务器、优化服务器等中心调度功能，分配区域服务器和优化服务器管理的设备，协调服务器之间的工作。
中央控制级由中央控制计算机及其配套软件组成，中央控制机采用企业级PC服务器。中央控制机不直接进行自适应控制，主要功能是：
负责协调区域控制级的运行；
连接各种服务，提供系统参数、路口特征参数的上传下载及同步；
连接用户终端监视系统运行、修改参数、进行人工干预；
连接数据终端进行交通信息的统计处理；
监视系统各组成部分的运行情况，并维护相关日志；
进行信息的发布，可与上层指挥系统提供相关交通数据。
区域控制级是实时自适应控制的核心，监控受控区域的运行，具体功能如下：
对路口交通信号进行优化协调控制；
对路口交通信号机的工作状态和故障情况进行监视；
监视和控制区域级外部设备的运行，并维护相关日志。
区域控制级主要由区域控制计算机、通信设备和系统控制软件组成，区域控制计算机采用工业PC机，通讯设备由设在控制中心（或分中心）的内站通信装置（ITU）和装在路口信号控制机处的外站通信装置（OTU）组成，ITU与区域控制计算机通过以太网连接，ITU与各OTU之间采用有线光纤的以太网连接。
路口控制级由路口信号控制机及检测器组成，它是信号控制系统的执行终端和交通流数据采集终端，主要功能有：
控制路口交通信号灯；
接收处理来自车辆检测器的交通流信息，并定时向区域计算机发送；
接收处理来自区域计算机的命令，并向区域计算机反馈工作状态和故障信息；
具有单点信号优化功能。
系统功能
单点多时段控制
把一天按交通流大小分成若干时段，在高峰时段执行高峰配时方案，低、平峰时又分别执行低峰、平峰信号配时方案，这样有效地提高了交通信号的控制效率。
系统具有时间表控制功能：设置时间包括年、月、周、日、时、分，日时段划分为40个，可设置16个周期方案，7×16个日期类型，可分别设置工作日、周末、节日或特别指定日的时间表，系统根据日期自动改变执行时间表。
单点自适应控制
信号机单点运行时可采集实时流量、占有率等数据，数据经过处理后通过优化软件对信号周期时长和绿信时间进行优化，提高交叉口通行效率，达到单点的最优控制。
干线绿波控制
在城市交通中，交通干线承担了大量的交通负荷，通过协调控制的方式保证干线交通的畅通，对改善城市交通状况具有很大的作用。
在干线协调中，路口信号控制有一个明显的规律：绿灯时车辆以车队形式通过路口，而当路口前的车辆放空后出现断流，路段上出现空闲时间，放行相交方向的交通流。根据上述规律，我们将针对整个信号控制系统中涉及的道路和路口进行干线控制线路，优先保证这些干线方向运行畅通，提高交通信号控制的整体效应。
区域协调控制
将重点区域及相关联路口划为同一个子系统，有多个子系统组成一个区域，子系统内各个路口均配备交通流量检测器。系统能够根据各路口检测的交通流信息自动进行交通控制参数的优化并执行优化后的配时方案，实现区域协调控制，提高区域通行能力，解决城市交通中存在的结点区域。
远程手动控制
系统按等级设置用户权限，当发现紧急情况下需要人工干预时，拥有权限的用户将对需要控制的路口进行人工干预，待路口秩序恢复正常情况后切换为自动控制。
路口排队溢出控制
路口出口处排队溢出，造成路口拥堵，影响其它方向车辆行驶，在这种情况下，系统进行饱和控制模式，避免排队上溯，避免大范围拥堵；减少上游路口绿灯，极限时不放行绿灯；增加下游路口绿灯，如图3所示。
图3路口溢出控制图
紧急车辆优先控制
系统能够按预定时间和预定路线进行信号优先控制，以满足重大活动、重大事件及特殊警务的通行需求。系统能响应特殊情况下的警务、消防、救护、抢险等特种车辆的紧急请求，使车辆迅速通过沿线路口。
公交优先控制
系统具有多种科学合理、灵活实用的公交优先控制算法并能执行相应的优先控制，以满足一般公交优先、双向高频度公交优先或多方向公交优先的需求。通过在公交车辆安装特殊发射装置（RFID标签）或在公交专用车道上设置车辆检测器采集公交车辆的交通需求，通过专门的公交优先算法，给公交车辆以适当的提前放行或绿灯时间延长。
故障降级控制
故障降级机制，系统运行安全可靠，中心软件可监视系统内所有设备的运行状况，在设备发生故障时产生报警，系统在出现严重冲突如绿冲突、某信号组所有红灯均熄灭或信号灯组红灯、绿灯同时点亮时，信号机应能立即自动切断信号输出通道，转入黄闪或关灯状态。信号机设有独立黄闪器，即使在信号机主控制器故障的情况下仍然能进行黄闪控制，系统依次降为：系统控制→单点控制→黄闪。
环形线圈交通流检测器接入
环形线圈检测器是传统的交通检测器，是目前世界上用量最大的一种检测设备。车辆通过埋设在路面下的环形线圈，引起线圈磁场的变化，检测器据
此计算出车辆的流量、速度、时间占有率和长度等交通参数，并上传给中央控制系统，以满足交通控制系统的需要。此种方法技术成熟，易于掌握，并有成本较低的优点。
作为目前检测精度最高、建设成本低、技术最成熟、不受天气等因素影响的流量检测方式，地感线圈检测依然适用于小型车辆占多数、道路改造较少的城市道路，但是建设过程中需要占道施工、维护比较麻烦的缺点阻碍了线圈检测技术的大范围的推广。
