區(qū)域交通信號(hào)控制 上海的SCATS系統(tǒng),上海市交警總隊(duì)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(jìn)行了交通控制的研發(fā)； 1969年，首次將計(jì)算機(jī)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(shí)踐、完善發(fā)展形成目前世界最成功最先進(jìn)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(jìn)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(jìn)城市理想的交通管理系統(tǒng)（智能運(yùn)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(duì)每個(gè)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(gè)交通管理系統(tǒng) 設(shè)備管理及故障報(bào)告 數(shù)據(jù)采集及分析 SCATS 適用環(huán)境廣泛 對(duì)不同的道路系統(tǒng)做不同的配置 采用PC機(jī)，操作與維護(hù)方便 超過30年歷史及悉尼奧運(yùn)會(huì)的實(shí)踐檢驗(yàn) 是智能交通系統(tǒng)（ITS）平臺(tái) 可集成公交優(yōu)先和車輛行駛時(shí)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(gè)智能運(yùn)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(jìn)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(qiáng)美國對(duì)智能運(yùn)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(yùn)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(gè)路口的城市： 上海（包括浦東）: 15個(gè)區(qū)域控制中心，超過2000個(gè)路口； 香港：控制超過1400個(gè)路口；（香港島300個(gè)路口取代SCOOTS)； 沈陽：5個(gè)區(qū)域控制中心，超過600個(gè)路口，ITS接口； 蘇州：控制150個(gè)路口，視頻檢測器應(yīng)用、ATM通訊傳輸 廣州： 8個(gè)區(qū)域控制中心，控制1000個(gè)路口； 石家莊：控制300個(gè)路口，視頻檢測器應(yīng)用、 ITS接口 杭州：控制500個(gè)路口； 東莞：控制200個(gè)路口； 寧波：控制200+個(gè)路口； 海口：100 個(gè)路口； 其他業(yè)績： 天津: 80個(gè)路口； 余姚：50個(gè)路口； 合肥： 40個(gè)路口； 宜昌：60 個(gè)路口； 溫州：20個(gè)路口； 重慶：30個(gè)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(gè)城市，控制超過6500個(gè)路口，這是在國內(nèi)應(yīng)用的其他系統(tǒng)不可比擬的。 每個(gè)城市應(yīng)用后，系統(tǒng)都得到快速的擴(kuò)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(jí) SCATS區(qū)域管理控制級(jí) 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(jí),SCATS中央管理控制級(jí)： 采用IBM兼容工業(yè)型計(jì)算機(jī)或服務(wù)器 要求極低： 最低要求：CPU 350MHZ 內(nèi)存 256MB 硬盤 20G 每個(gè)中央管理級(jí)計(jì)算機(jī)可以管理64個(gè) 區(qū)域管理控制計(jì)算機(jī) 中央管理級(jí)安裝在與系統(tǒng)中任何一個(gè) 區(qū)域管理控制計(jì)算機(jī)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(jì)的，可以應(yīng)用于小、中、大規(guī)模的城市。 通常在多個(gè)區(qū)域計(jì)算機(jī)組成的系統(tǒng)中，需要一個(gè)管理計(jì)算機(jī)，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(yùn)營管理。 SCATS可以將網(wǎng)絡(luò)中的任何一臺(tái)區(qū)域計(jì)算機(jī)定義為管理計(jì)算機(jī)，從而無需單獨(dú)設(shè)置獨(dú)立的管理計(jì)算機(jī)。,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(jí),SCATS區(qū)域管理控制級(jí)： 采用IBM兼容工業(yè)型計(jì)算機(jī)或服務(wù)器 要求極低： 最低要求：CPU 1GHZ 內(nèi)存 256MB 硬盤 20G 每個(gè)區(qū)域管理控制計(jì)算機(jī)可以管理控 制250個(gè)路口信號(hào)控制器 SCATS使用個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）作為區(qū)域計(jì)算機(jī)，每臺(tái)PC機(jī)可以控制128個(gè)路口。當(dāng)系統(tǒng)超過這個(gè)數(shù)量時(shí)，增加區(qū)域計(jì)算機(jī)即可。,2019/11/22,17,國家精品課程：交通控制與管理,區(qū)域機(jī)的作用,SCATS使用運(yùn)行Windows 的PC機(jī)為區(qū)域計(jì)算機(jī)，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(jì)算機(jī)和路口控制器連接在一起。這使得計(jì)算機(jī)硬件和操作系統(tǒng)軟件的維護(hù)工作非常容易進(jìn)行。 在線控制 當(dāng)區(qū)域計(jì)算機(jī)在線運(yùn)行時(shí)，可以通過終端操作指令和自動(dòng)時(shí)間表，顯示和或改變所有實(shí)時(shí)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(shí)，無需切斷區(qū)域計(jì)算機(jī)的在線運(yùn)行。 可以從任何終端人工干預(yù)路口的運(yùn)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(jì)算機(jī) 要求極低： 最低要求：CPU 1GHZ 內(nèi)存 256MB 硬盤 20G 每個(gè)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(gè)，同時(shí)允許30個(gè)工作站對(duì)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(duì)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(hù)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(hào)燈組,通訊,SCATS 區(qū)域控制器,邏輯模塊,車輛信號(hào)燈組,832個(gè)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(hào)機(jī)Eclipse,主要特點(diǎn)： RTA最新TSC4認(rèn)證的SCATS控制器 最大設(shè)計(jì)：32燈組輸出48通道檢測器輸入+48路干觸點(diǎn)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(dòng)、定時(shí)、感應(yīng)控制； 降級(jí)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(jì) 控制模塊化組合 主要部件 機(jī)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(jī)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(hào)機(jī)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(hào)機(jī)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(hào)機(jī)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(hào)機(jī)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(hào)機(jī)Eclipse,SCATS組成結(jié)構(gòu)通訊,SCATS的通訊,中央管理級(jí)、區(qū)域管理控制、用戶端、與集成平臺(tái)等之間的通信是通過TCP/IP協(xié)議通訊； 區(qū)域控制計(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)： 1、FSK調(diào)制電話線通訊（沈陽、上海） 2、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)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(shí)“均衡”路網(wǎng)交通流量，達(dá)到對(duì)車輛、路網(wǎng)的“平衡”控制，提高整體效率！ 在系統(tǒng)控制時(shí)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(shí)的協(xié)調(diào)控制更偏重疏導(dǎo)路口排隊(duì)堵塞等。,系統(tǒng)主要控制原理,利用收集的交通情況實(shí)時(shí)全自動(dòng)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(jì)能非常有效的適應(yīng)交通路口的變化，能對(duì)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(duì)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(yùn)輸”原理： 1、交通信號(hào)最佳工作條件是把交通車流分配為一個(gè)個(gè)車隊(duì)(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(shí)間的使用效率 充分對(duì)路口綠燈時(shí)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(shí)間 Unused green ： 大于或小于每條車道 標(biāo)準(zhǔn)車間距的時(shí)間 H標(biāo)準(zhǔn)車間距 W浪費(fèi)時(shí)間=unused green=T-H T實(shí)際車頭時(shí)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(shí)間與綠燈顯示時(shí)間之比。 式中： DS飽和度； g 可供車輛通行的顯示綠燈時(shí)間總和（s）； g被車輛有效利用的綠燈時(shí)間（s）； T綠燈期間，停止線上無車通過（即出現(xiàn)空當(dāng)）的時(shí)間（s）； t車流正常駛過停止線斷面時(shí)，前后兩輛車之間不可少的一個(gè)空當(dāng)時(shí)間（s）； h必不可少的空當(dāng)個(gè)數(shù)。 參數(shù)g、T及h可以直接由系統(tǒng)、路口信號(hào)機(jī)、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(shí)的標(biāo)準(zhǔn)間隔時(shí)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(shí)距控制原理 用時(shí)間表示車間距，與車型無關(guān)； 間隙計(jì)時(shí)器是用來偵查車隊(duì)通過； 車頭時(shí)距和浪費(fèi)時(shí)間計(jì)時(shí)可用來看車隊(duì)的通行效率； 判斷連續(xù)車隊(duì)的指標(biāo)： Headway：2.5s GAP:3.5s Wast:7s （累計(jì)）,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(shí)時(shí)響應(yīng)交通需求和系統(tǒng)容量的變化，調(diào)整整個(gè)區(qū)域的信號(hào)時(shí)間以提供最佳的交通流，并確定每個(gè)交叉路口的最合適的綠燈定時(shí)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(shí)的延遲最小。稱之為“戰(zhàn)略控制”。 系統(tǒng)進(jìn)行整體協(xié)調(diào)控制，同時(shí)系統(tǒng)允許每個(gè)路口“各自為政”，實(shí)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(jī)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(shí)間、手動(dòng)、強(qiáng)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(hào)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(gè)子系統(tǒng)包含一個(gè)或多個(gè)路口，但只有一個(gè)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(hào)。 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(gè)子系統(tǒng)只可有一個(gè)對(duì)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(hào)是用于整個(gè)子系統(tǒng)不單用于一個(gè)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(shí)差計(jì)算方案的選擇需考慮整個(gè)子系統(tǒng)。 子系統(tǒng)內(nèi)所有路口都使用同一: 綠信比計(jì)算方案號(hào) 周期時(shí)間 相位差計(jì)算方案號(hào),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(dòng)連接,為了實(shí)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(gè)周期時(shí)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(shí)的。 當(dāng)子系統(tǒng)之間需要協(xié)調(diào)運(yùn)行時(shí)，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(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)以低周期各自運(yùn)行才有效率時(shí)，其連接就會(huì)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(shí)，動(dòng)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(yùn)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(shí)，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(dú)信號(hào)控制路口 :,周期,延遲,Co - 最佳周期,延遲會(huì)快速提升. 引起車輛排長隊(duì),2019/11/22,52,國家精品課程：交通控制與管理,周期是運(yùn)行所有相位所需的時(shí)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(shí)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(gè)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(gè)周期的SA流量在612輛 Stretch cycle time:主周期時(shí)間，當(dāng)周期大于主周期時(shí)間時(shí)，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(shí)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(shí)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(huì)快速提升. 引起車輛排長隊(duì),Equisat - 均勻飽和度的時(shí)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),LCLHCL：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(duì)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(shí)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,ABC均指相位,周期時(shí)間,綠信比方案的選擇是以子系統(tǒng)為基本單位進(jìn)行的。 SCATS自動(dòng)地選擇預(yù)先設(shè)置的綠信比方案。 通過對(duì)比運(yùn)行當(dāng)前綠信比與計(jì)算實(shí)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(hào)周期的調(diào)整交錯(cuò)進(jìn)行！ 兩者結(jié)合起來，對(duì)各相位綠燈時(shí)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(shí)行當(dāng)前方案2所測量的各個(gè)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(shí)例分析,基本概念綠信比,SCATS自動(dòng)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(shí)例分析,當(dāng)前使用方案,其他因素不變，通過對(duì)比各相位 綠信比計(jì)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(yùn)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(shí)例分析,基本概念綠信比,同樣計(jì)算出各方案各相位的飽和度： 哪個(gè)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(shí)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(gè)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(yùn)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(shí)例分析,基本概念綠信比,每個(gè)路口可以有 1, 4, 8 或 16 綠信比方案 每個(gè)相位綠信比變化不小于2，但不大于6 在相連的兩個(gè)方案中，只可以有兩個(gè)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(xiàng):,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(gè)綠信比方案可以有1、4、8、16個(gè)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(shí)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(dòng)控制時(shí)也不能跳過） NS相位在當(dāng)前相序中不可以被跳過； AS自動(dòng)不可以跳過相位，當(dāng)周期大于所 設(shè)的雙周期值時(shí)； FS強(qiáng)制跳過相位，當(dāng)周期小于所設(shè)的雙 周期值時(shí)； FG允許該相位獲取下一個(gè)相位的時(shí)間， 當(dāng)下個(gè)相位無需求時(shí)； TG允許該相位獲取上一個(gè)相位未用完的 時(shí)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(shí)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(diǎn)與另一路口某一指定相位起點(diǎn)的時(shí)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(gè)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(qiáng)制連接：每周期通過N輛車時(shí) 投標(biāo)連接：每小時(shí)流量達(dá)到N輛時(shí) 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(shí)使用事項(xiàng),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(jì)，一定要通過多時(shí)段實(shí)際的應(yīng)用觀察來確定，理論計(jì)算值僅做設(shè)置參考； 2）LP方案的切換或其他手動(dòng)控制會(huì)引起幾個(gè)周期的調(diào)整，短時(shí)間內(nèi)影響路口的控制； 3）一個(gè)路口可以同時(shí)進(jìn)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(shí)可能會(huì)降低某些路口的效率，但提高了整個(gè)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(hào)控制 自動(dòng)降級(jí)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(diǎn)感應(yīng)控制模式、無電纜控制模式、聯(lián)機(jī)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(jī)主控模式，簡稱“主控式SCATS”,因此重點(diǎn)介紹！,主控式信號(hào)控制,主控式操作時(shí)，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(shí)的相位 同時(shí) 指定下一個(gè)運(yùn)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(shí)間如: 相位最低綠燈時(shí)段 信號(hào)燈組最低綠燈時(shí)間段 人行燈綠燈與閃綠時(shí)間段,主控式信號(hào)控制,2019/11/22,80,國家精品課程：交通控制與管理,行人清除時(shí)間（Walk Clearance),A Phase,B Phase,機(jī)動(dòng)車相位,2019/11/22,81,國家精品課程：交通控制與管理,機(jī)動(dòng)車相位,行人燈,機(jī)動(dòng)車、行人綠燈相位時(shí)序圖,綠閃時(shí)間,可變綠燈時(shí)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(shí)間需要加于其它相位!,主控式信號(hào)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(jí)協(xié)調(diào)模式 (Flexilink) 單點(diǎn) / 獨(dú)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(dòng)降級(jí)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(shí)時(shí)顯示車輛占有狀態(tài)； 信號(hào)燈組狀態(tài) - 現(xiàn)時(shí)顯示綠燈的； 控制器狀態(tài) - 能否工作正常； 多種計(jì)時(shí)器狀態(tài)； 控制器故障與警報(bào)；,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(shí)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(hào)燈故障 檢測線圈故障 通訊錯(cuò)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(bào)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(bào)記錄,SCATS自動(dòng)把所有故障與警報(bào)儲(chǔ)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(shí)打印。 SCATS 提供故障與警報(bào)檔案分析軟件，方便處理故障與警報(bào)。,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(hào)為1998的路口在09年10月15日發(fā)生DA報(bào)警，報(bào)警線圈為1-6，8-11 其中5號(hào)線圈為第一次報(bào)警,普陀區(qū) 編號(hào)為849的路口在09年10月15日發(fā)生ST報(bào)警，報(bào)警時(shí)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(shí)不斷收集以下資料： 5 或 15 分鐘車輛流量 0 到 24 個(gè)車道 戰(zhàn)略性操作 實(shí)施的周期 實(shí)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(shí)的5分鐘流量分析,子系統(tǒng)運(yùn)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(shí) 路口交通流量、 飽和度、 相位時(shí) 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(hào)機(jī)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(hào)燈排列 信號(hào)燈組沖突表 相位的車道檢測器設(shè)置 基本配時(shí)數(shù)據(jù)： 相位最小時(shí)間 相位最大時(shí)間 相位安全間隔時(shí)間 行人最小安全時(shí)間 單點(diǎn)控制配時(shí)方案、時(shí)段,SCATS系統(tǒng),擴(kuò)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(jìn)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(bào) 操作指令 已經(jīng)用于多個(gè)ITS系統(tǒng) 悉尼奧運(yùn)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(kuò)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(kuò)展應(yīng)用公交優(yōu)先,針對(duì)不同的城市BRT規(guī)劃條件可以有不同的優(yōu)先實(shí)現(xiàn)方式，主要分為三種實(shí)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(yùn)行時(shí)間表的公交“準(zhǔn)時(shí)” 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(hào)系統(tǒng)針對(duì)BRT車道的車輛進(jìn)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(hào)系統(tǒng)的連接： 僅需在距離路口80150米處的BRT專用道上埋設(shè)一個(gè)檢測線圈，線圈連接信號(hào)機(jī)。,2019/11/22,98,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS擴(kuò)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(shí)別檢測設(shè)備，同樣在距離信號(hào)控制路口80150米的位置給信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送請求優(yōu)先信號(hào)。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(tái)（可選）,2019/11/22,99,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS擴(kuò)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(kuò)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(hào)控制器收到優(yōu)先信號(hào)后，如果不在當(dāng)前要求的通行相位時(shí)，系統(tǒng)在保證安全情況下，結(jié)束當(dāng)前運(yùn)行相位進(jìn)入所需優(yōu)先相位，這種方式對(duì)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(hào)控制器收到優(yōu)先信號(hào)后，如果不在當(dāng)前要求的通行相位時(shí)，控制器按照運(yùn)行相位順序運(yùn)行各個(gè)相位設(shè)定的最小相位時(shí)間后，進(jìn)入所需優(yōu)先相位，這種方式對(duì)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(duì)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(kuò)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(hào)，請求信號(hào)采用干觸電信號(hào)。 系統(tǒng)收到優(yōu)先請求后，當(dāng)前不是運(yùn)行在BRT通行相位時(shí)，信號(hào)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(yùn)行BRT通行相位的后程時(shí)，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(yùn)行BRT通行相位的前半程時(shí)，BRT有充足的時(shí)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(kuò)展應(yīng)用公交優(yōu)先,無公交要求時(shí),2019/11/22,103,國家精品課程：交通控制與管理,SCATS擴(kuò)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(shí),SCATS擴(kuò)展應(yīng)用公交優(yōu)先,公交優(yōu)先在上海的應(yīng)用,信號(hào)優(yōu)先方法,本工程示范研究設(shè)計(jì)并實(shí)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(dòng)請求式公交信號(hào)優(yōu)先。 （2）復(fù)興中路預(yù)信號(hào)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(hào)優(yōu)先,通過預(yù)置信號(hào)，保證公交車在社會(huì)車輛前進(jìn)入該車道，常見于進(jìn)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(shí)方案,2019/11/22,國家精品課程：交通控制與管理,112,跨龍路錯(cuò)位綠波實(shí)施方案,跨龍路實(shí)施錯(cuò)位綠波后的配時(shí)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(duì)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(shí)行優(yōu)先控制時(shí)，也要考慮到BRT車輛運(yùn)行班次的密度，我們認(rèn)為最少34個(gè)信號(hào)周期以上，提供一個(gè)優(yōu)先控制是合適，若密度太高，甚至每個(gè)周期均有優(yōu)先請求，那么對(duì)路口信號(hào)的控制會(huì)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(kuò)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(hào)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(hào)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,