1、I 交 通 信 号 灯 设 计 方 案 书 2013 年 07 月 设计依据及原则（交通控制系统） 2 概述 近年来，随着经济发展，营运车辆拥有量的增加使道路市场必须规范有序，交通安全管理必须上一新台阶。按照“高起点规划，高标准建设，高效能管理”的思路，坚持把城市化作为城市经济的一大战略来抓，积极建设城区交通基础设施工程，建立交通安全管理网络。严格抓好交通管理，以加强交通队伍建设和行业文明建设。针对交通拥堵、交通秩序乱、易发生交通事故等的现状为出发点而对这些路口的信号灯系统进行增设。 1、设计依据 GA/T47-93 交通信号机技术要求与测试方法 GB 25280-2010道路交通信号机标准
2、GB14887-2011 道路交通信号灯 2、设计原则 本期工程按“国内领先、国际先进”的原则设计方案，提供完整、最新而成熟的产品，并保证各项技术和设备的先进性、实用性和扩展性。提高交通道路口的车辆通行速度，保证道路畅通。因此该系统是建设畅通工程中的重要措施之一。 信号控制系统的设 置应充分结合本路段的工程自身特点，在达到适时、适量地提供交通信息，确保行车安全目的的同时，尽可能与道路的整体效果相结合。 1）设计思路 以有效地管理道路交通，达到安全、经济、合理、美观为目的，严格按照国家有关规定设置信号灯等交通设施。 交通拥挤情况主要发生在车流人流相对集中的主要繁华城区路口和路段，根据现有主要交通
3、干道路面宽度划分车道，基本可以满足城区车辆通行的需要。 2）预期实现目标 完善城区交通安全设施布局，规范行车和行人秩序，减少交通事故，一定程度上改善城市形象。 3 1 工程概况 智慧平安城市系统是 近年建水县政府建设的重点工程，城区道路交通设施的建设将带动区域经济的良好发展，对县城区及周边的发展具有重要意义。本次工程涉及城市智能交通信号控制系统 -道路智能交通设施配套的建设，具体包括交通信号灯与交通信号控制系统等。 2 路口 设计方案 （效果图有附件） （ 1） 交通信号 灯工程 部分 1、 交通信号灯 部分 路口状况： 东西方向 双向 5 车道十字路口、南北方向双向 4 车道 4 设备配置
4、设备 ： 方案中 路口采用 最 新国标型集中协调式 自适应式 联网控制机， 东西 方向安装 400 型 3 组三灯三色 左直右箭头式 信号灯 、 1 个通讯型倒计时器 ，南北 方向安装 框架式 400 型 3 组三灯三色 左直右箭头式信号灯 、 1 个通讯型倒计时器 ； 和 8 组 静态红人动绿人人行信号灯 ；信号灯杆件采用热镀锌喷塑灯杆，表面热镀锌，银灰色喷塑。 2、路口详细相位设计设计 2.1 相位设计 对于平面交叉口，需根据其几何特性和交通流条件，选择信号相位方案和确定信号配时参数，其中相位设计是信号设计的首要步骤，直接影响到交通流运行的安全 性 和交叉口可提供的通行能力。 相位可以用车
5、道相关的次级相位的分级结构式集合，每个道路方向为一个主相位，即东西相位和南北相位。主相位之下是 分相位，包括相位绿灯时间、黄灯时间和红灯时间等属性，分相位的类型又分为直行、双向左转、左转和直行混合、保护冲突混合左转等。 一般需要获取交通流信息作为设置相位的依据，包括对向左转车流量，计算它们之间的差值；各进入车道的交通总量；对向进口交通量（如东西向或南北向）。在进行相位设计时，最重要的是左转相位的设计。 对于左转车流，一般有三种方式：冲突式、保护式和无对向式。冲突式左转是在对向的直行车流放行的同时，左转车流利用直行车流的空挡穿过交叉口；保护式左转是不受任何冲突影响的左转车流放行；无对向式左转是由
6、于交叉口 的几何特点，左转车流不会与对向的直行车流发生冲突，例如单行道或“ T”形交叉口等。一般在以下情况下，需要采用保护式左转相位： 对向交通流速度较快； 左转交通流较流畅； 左转交通流量或者与其冲突的交通流量较大； 左转交通流不容易看见冲突的交通流； 驾驶员左转时需要注意很多可能的冲突。 常用的判据是： 左转车流是否大于 200vph？ 对向每车道的直行车流与左转车流的乘积是否大于 50000？ 保护式左转相位又分为三种模式：双向左转相位、左转 +直行混合式相位、左转保护 +5 冲突混合式相位。 双向左转相位：即相对向的左转车 流均采用保护式相位完成左转，适用于双向左转车流都满足保护式相位
7、条件且相对向的左转车流基本相当。 左转 +直行混合相位：同一进入方向的直行和左转车流同时采取保护式信号相位放行，与其冲突的交通流禁止放行。可以分为两种模式，如图 3.19 所示。其中模式一的适用条件为：相对向的左转车流满足设置保护式相位的条件，且左转车流量差值在 75vph 以上；对向的直行车流量很大，差值在 100vph/车道以下。采用模式一可以利用直行车流作为过渡信号阶段，可以减少相位交替的损失时间。模式二的适用条件是：左转车流都满足设置保护式相位的条件 ，并且左转车流量差值在 75vph 以上；相对向的直行车流不均衡，差值在 100vph/车道以上。 图 3.19 左转 +直行混合相位模
8、式示意图 左转保护 +冲突混合式相位：对某进入方向的左转车流先给予保护式（冲突式）相位通行，再给予冲突式（保护式）通行。采用这种方式，可以减少左转车流以牺牲其它相位时间为代价而利用的左转绿灯时间，提高交叉口的通行能力，可根据交通流的变化调整混合相位中冲突式和保护式的比例，达到优化控制的效果。 6 ( b )( c )( d )( e )( f )( a )( g )主 路次 路图 3.20 可选择的相位顺序 3.3.2.2 控制策略的选择 控制策略通常分为两级：宏观控制和微观控制，前者主要应用于长时间交通量变化缓慢的路网或部分路网，其配时方案可依据时间或流量进行选择，一般较长的时间才进行变换。
9、微观控制级别所采用的控制策略一般情况下服从宏观控制策略，单个交叉口针对不同的流量变化情况，采用不同的信号配时方案。根据信号配时参数是否可变，微观控制策略可分为以下三种：定时信号方案、信号方案可调、信号方案生成。三种策略均以离线计算的全部或部分配时方案为基础。 7 表 3.2 控制策略概述 控制级别 数量 控制方式 控制方案中的配时 参数 控制策略描述 基于时段 基于流量 周期 相序 相位数 绿灯时长 配时方案调整特征 共同特征 不可变 可变 不可变 可变 不可变 可变 不可变 可变 A：宏观 A1 根据 B 组控制策略选择 基于时间段选择 控制方案选择 A2 基于交通流量选择 B：微观 B1
10、根据 A组控制策略选择 配时参数不做调整 定时控制 B2 绿灯时长调整 控制方案调整 B3 相序变换 B4 请求相位提出请求 B5 配时参数自由调整 控制方案生成 如果交叉口拥有充足的通行能力余量，并且交通量波动不大时，可以采用定时控制。一般情况下，需根据交通状况的变化设定多套配时方案，通过时段或交通流量来选择相应的方案。前者即多时段控制，适合于一天中或一周中交通流量变化可预测，高峰时段相对固定的情况；后者为动态方案选择控制，需根据在线检测数据来选择信号配时方案，需设定交通流数据和可选择的配时方案之间的对应关系，动态方案选择控制的有效性依赖于及时的控制响应、可 选择控制方案的数量和控制级别以及
11、配时方案切换程序的稳定性。 在选择路口的控制方式时， 均应根据交通需求和道路条件选定，并需进行技术 -经济评价，宜采用计算机仿真技术进行分析比较和配时方案的优化，一般遵循以下基本原则： 1、 单点多时段定时控制方式适用原则 单点多时段定时控制方式是最基本、最经济的控制方式。 当交通状况符合总体流量稳定，变化比较规律的条件时，可选用此种控制方式。 2、 单点感应控制方式适用原则 当单点控制的交叉口交通状况变化比较频繁且没有规律时，宜采用单点感应控制。 8 单点感应控制一般在交叉口进口车道设 置检测器或在人行横道线前设置行人按钮，信号配时参数可随检测到的信息而改变。 单点感应控制分为半感应控制和全
12、感应控制。 在支路流量比较小的信号控制交叉口或路段的人行横道处，可采用半感应控制。在支路上设置检测器或在人行横道处设置行人按钮，根据是否有交通需求而确定是否运行该相位，并根据交通需求情况确定相应相位时间。 在各进口流量相近，且变化较为频繁的信号控制交叉口，宜采用全感应控制方式。若单个路口信号机有能力根据检测的实时交通状况进行配时优化，也可实现单点优化控制。 3、 线协调控制方式适用原则 当需要在单点控制的 基础上扩大控制范围，对若干连续交叉口形成的线路上进行协调控制以提高整体通行效率时，可采用线协调控制方式。 采用此种控制方式时，针对若干连续交叉口设计一种相互协调的配时方案，通过时钟同步，各交
13、叉口的信号机按预设方案协调运行。 线协调控制方式应考虑相邻交叉口的距离。通常若路口间距离大于 800 米以上时，会降低路口间的协调效果。 3、 路口设备清单及预算 前端设备 序号 名 称 品牌、 规格 单位 数量 单价 总价 1 自适应智能交通信号机 FM-ZNUTC3000-V3.0 台 1 2 400 型 LED 箭 头灯 FM-FX400-3-35-1A 组 12 3 800*600 双色双位倒计时器 FM-DX-S-X-800B2 组 4 4 300 动态人行灯 RX300-3-25-2A 组 8 信号灯杆 定制、热镀锌喷塑，立杆6.5m、 10m 横臂，含钢筋笼预埋件等 根 4 信号
14、机基础 0.8 米 X0.6 米 X1.0 米 个 1 F 型灯杆基础 个 4 人行灯基础 个 8 9 电源电缆 KVV2X2.5 米 60 电缆 RVV4X1.5 米 500 电缆 RVV3X1.5 米 300 手井 只 8 破路埋管恢复 米 200 电缆线管道 PVC 线管 50 米 140 路口运输费用 项 1 调试、技术指导费 路口 1 吊车费用 项 1 人员施工、安装费 项 1 5 单路口合计 6 1 个路口合计 4、 自适应式智能交通信号控制机 自适应式智能交通信号控制机 概述 道路交通信号控制机采用本公司自行研制生产的 FM-ZNUTC3000-V3.0型交通信号机，该信号机满足
15、中华人民共和国道路交通信号控制机 集中协调式信号机国家标准 GB 25280-2010 的所有要求，符合 GB/T20999-2007 信号机通讯协议，可与符合该协议的各种系统联网运行。符合 GA/T508-2004 倒计时器通讯协议，可与符合该协议的各型倒计时器通讯。 由于采用了高性能 CPU、触摸显示屏模块等先进器件和工艺技术，使产品功能更为强大，操作界面更加美观、友好。产品经过严格检测，即使在相当恶劣的环境下仍能稳 定工作，众多的技术优势及可靠的质量使本型信号机赢得了众多客户的信赖和支持。 特点和主要功能 多种控制方式：区域控制、线协调控制、多时段控制方式、感应控制方式、 单点自适应控制
16、、 手动控制方式、行人过街触发功能、实时灯态控制 10 系统数据的设定、修改和查询：系统数据包括：时基调度表、时段表、方案表、阶段表、相位表、通道表、公共参数等等。可对各种系统参数进行设定、修改和查询。并同时完成操作正确性检查和数据正确性检查。 交通流信息采集功能：可以与开关量、 RS232 串行通讯方式作为输出的车辆检测器接口，完成交通流信息采集 功能。 完善的故障检测功能：具有绿冲突故障检测，信号灯组所有红灯熄灭故障检测，信号灯工作电压、工信电流检测，通讯故障检测等功能。 系统故障黄闪功能：在信号机有任何故障情况下（包括电源故障），可控制路口信号灯黄闪，最大限度保证路口通行安全。 过电压保
17、护：在供电电压超过AC280V 时，系统自动断电保护。 主要技术参数指标 外形尺寸： 1000 600 440mm（高宽深） 重量： 40kg 外壳防护等级： IP54 电压：单相 AC220V 20% 50Hz 无负载功耗： 20W 信号灯输出： 48 路，可扩展至 72 路，可控硅输出 ,单路驱动能力 AC220V/3A； 车辆检测输入： 24 路，可扩展至 48 路，干触点或 OC 晶体管输出； 通讯接口：标准 EIA 电平 RS232 接口： 4 个，波特率： 1200bps 115200 bps； RS485电平信号接口： 1 个，用于倒计时器通讯； 网络接口： 1 个， 10M/100M 自适应； GPS 接口： 1 个，可接收 GPS 授时（选配件）； 行人请求接口： 4 个，干触点信号（选配件）； 绿冲突故障检测； 信号灯组所有红灯熄灭故障； 信号灯工作电压，工作电流检测； 通讯故障检测； 可预置的时基调度表数： 40 可预置的时段表数： 16；每个时段表可预置的时段数： 48 可预置方案数： 32
