上海的交通信号控制与SCATS系统.ppt

区域交通信号控制—— 上海的SCATS系统上海市交警总队高工：韩如文老师*1国家精品课程：交通控制与管理交通信号控制 Contents*2国家精品课程：交通控制与管理交通信号控制SCATSSCATS系统系统简介*国家精品课程：交通控制与管理3交通信号控制 SCATS系统的历史背景§ 澳大利亚新南威尔士州公路局（RTA）开发；§ 早在30年代初期， 进行了交通控制的研发；§ 1969年，首次将计算机应用于交通控制系统 ；§ 1973年，应用于在澳大利亚主要城市；§ 通过30多年的不断实践、完善发展形成目前世界最成功最先进的城市智能交通控制系统之一；§ SCATS目前是唯一的由使用者开发的成熟先进的系统*4国家精品课程：交通控制与管理交通信号控制事件检测 与处理交通灯 控制路口可变 时速标志闭路电视可变标志电子可变 车道系统收音机/电台 提供现时交通信息互联网信息SCATS SCATS 是先进城市理想的交通管理系统是先进城市理想的交通管理系统（ 智能运输系统主干部分）*5国家精品课程：交通控制与管理交通信号控制 SCATS是什么？SYDNEY 悉尼 COORDINATED 协调 ADAPTIVE 自适应 TRAFFIC 交通 SYSTEM 系统*6国家精品课程：交通控制与管理交通信号控制 SCATS是什么？Ø 是自适应交通控制技术 Ø 灵活采用控制方案 Ø 对每个周期调整周期长度、绿信比及相位差，以适应主体交通情 况 Ø 是一个交通管理系统 Ø 设备管理及故障报告 Ø 数据采集及分析 Ø SCATS 适用环境广泛 Ø 对不同的道路系统做不同的配置 Ø 采用PC机，操作与维护方便 Ø 超过30年历史及悉尼奥运会的实践检验 Ø 是智能交通系统（ITS）平台 Ø 可集成公交优先和车辆行驶时间系统 Ø 与其他ITS系统集成*7国家精品课程：交通控制与管理交通信号控制美国的第一个智能运输系统示范工程 1st ITS Demonstration Project in USA–– FAST-TRAC ProjectFAST-TRAC Project (1992) in Oakland County,Michigan (奥克兰，密歇根州） • • 采用澳大利亚的采用澳大利亚的 SCATSSCATS 自适应交通控制系统自适应交通控制系统作为它的 主干－先进交通管理系统 (ATMS). • 使用视频检测器技术 – 取得辉煌成绩， 增强美国对智能运输系统的兴趣， 确保ITS技术继续开发与应用。

澳大利亚的智能运输系统的地位 得到国际性确认*8国家精品课程：交通控制与管理交通信号控制 SCATS在中国的应用超过100个路口的城市： §上海（包括浦东）: 15个区域控制中心，超过2000个路口； §香港：控制超过1400个路口；（香港岛300个路口取代SCOOTS)； §沈阳：5个区域控制中心，超过600个路口，ITS接口； §苏州：控制150个路口，视频检测器应用、ATM通讯传输 §广州： 8个区域控制中心，控制1000个路口； §石家庄：控制300＋个路口，视频检测器应用、 ITS接口 §杭州：控制500＋个路口； §东莞：控制200＋个路口； §宁波：控制200+个路口； §海口：100 ＋个路口； 其他业绩： §天津: 80＋个路口； §余姚：50＋个路口； §合肥： 40＋个路口； §宜昌：60 ＋个路口； §温州：20＋个路口； §重庆：30＋个路口；*9国家精品课程：交通控制与管理交通信号控制 SCATS在中国的应用综上： ü SCATS在中国拥有16个城市，控制超过 6500个路口，这是在国内应用的其他系统 不可比拟的 ü 每个城市应用后，系统都得到快速的扩展 。

10国家精品课程：交通控制与管理交通信号控制SCATSSCATS系统系统结构*国家精品课程：交通控制与管理11交通信号控制SCATS 区PC域 2SCATS PC 区域 3SCATS 中央管理 PCSCATS PC 区域 1Video WallLAN or WAN解调器 & RAS connectionSCATS 操作台 (PC’s)遥远终端其它 ITS 设备PSCPSCSCATS系统结构示意图*12国家精品课程：交通控制与管理交通信号控制*国家精品课程：交通控制与管理13SCATS系统结构示意图路口控制器l路口控制器n路口控制器l路口控制器m路口控制器l路口控制器m区域信号控制中心区域信号控制中心区域信号控制 中心区域控制中心新增区控中心1SCATS 中央/管理系统ITS port交通信号控制§ SCATS中央管理控制级 § SCATS区域管理控制级 § SCATS系统工作站 § SCATS系统的路口控制器－Eclipse § SCATS系统的通讯 *国家精品课程：交通控制与管理14SCATS系统结构纲要交通信号控制SCATS组成结构——中央管理控制级SCATS中央管理控制级：•采用IBM兼容工业型计算机或服务器 • 要求极低：最低要求：CPU 350MHZ内存 256MB硬盘 20G • 每个中央管理级计算机可以管理64个 区域管理控制计算机 • 中央管理级安装在与系统中任何一个区域管理控制计算机上*15国家精品课程：交通控制与管理交通信号控制中央控制器的作用§ SCATS是以模块化结构设计的，可以应用于小、中、 大规模的城市。

§ 通常在多个区域计算机组成的系统中，需要一个管理计 算机，负责数据的输入、采集、监测、数据分析、系统 记录与备份等管理性工作，以简化大系统的运营管理§ SCATS可以将网络中的任何一台区域计算机定义为管 理计算机，从而无需单独设置独立的管理计算机16国家精品课程：交通控制与管理交通信号控制SCATS组成结构——区域管理控制级SCATS区域管理控制级：•采用IBM兼容工业型计算机或服务器 • 要求极低：最低要求：CPU 1GHZ内存 256MB硬盘 20G • 每个区域管理控制计算机可以管理控制250个路口信号控制器 SCATS使用个人计算机（PC）作为区域计算机，每台PC机可 以控制128个路口当系统超过这个数量时，增加区域计算 机即可17国家精品课程：交通控制与管理交通信号控制区域机的作用SCATS使用运行Windows 的PC机为区域计算机，用 异步串口接口和调制解调器（使用线）或ATM等网络 等为通讯手段，将区域计算机和路口控制器连接在一起 这使得计算机硬件和操作系统软件的维护工作非常容易进 行§控制 § 当区域计算机运行时，可以通过终端操作指令和自动时间 表，显示和或改变所有实时控制数据。

§ 在改变参数和调整任何数列维度数据时，无需切断区域计算机 的运行 § 可以从任何终端人工干预路口的运行 § 管理该区域控制器下的路口控制器18国家精品课程：交通控制与管理交通信号控制SCATS组成结构——SCATS工作站SCATS工作站：•采用IBM兼容计算机 • 要求极低：最低要求：CPU 1GHZ内存 256MB硬盘 20G • 每个SCATS系统连接的管理控制工作站的数量 没有限制，用户200个，同时允许30个工作站对系 统操作 *19国家精品课程：交通控制与管理交通信号控制SCATS组成结构——路口控制器SCATS路口控制器（ECLIPSE）•RTA授权认证产品 • 针对路口特征的软件定义 • 多相位控制 • 特殊控制 • 高可靠性 • 高可维护性 *20国家精品课程：交通控制与管理交通信号控制路口控制器特征数据行人按钮检测 输入口车辆检测器行人信号灯组通讯SCATS 区域控制器逻辑模块车辆信号灯组8－32个输出SCATS组成结构——路口控制器*21国家精品课程：交通控制与管理交通信号控制 SCATS组成结构——信号机Eclipsep 主要特点： •RTA最新TSC4认证的SCATS控制 器 •最大设计：32灯组输出＋48通道检 测器输入+48路干触点输入 • 冲突监视 • 特殊用途输入、输出：12路 • 通讯：FSK、RS232 p 控制模式： –手动、定时、感应控制； – 降级无线缆协调； – 黄闪； – 紧急呼叫优先； – 公交优先*22国家精品课程：交通控制与管理交通信号控制控制器构造 •全铝合金设计 •控制模块化组合 主要部件 •机箱 –地址板 –黄闪单元 –输出端子 –通讯隔离 –电源过滤 –电源开关及空开输出 –现场插座 •控制模块机箱 –CPM－中央处理板 –LCM－灯组控制板（8SG） –PSM－电源板 –LDM－车辆检测板*23国家精品课程：交通控制与管理SCATS组成结构——信号机Eclipse交通信号控制*24国家精品课程：交通控制与管理SCATS组成结构——信号机Eclipse交通信号控制*25国家精品课程：交通控制与管理SCATS组成结构——信号机Eclipse交通信号控制*26国家精品课程：交通控制与管理SCATS组成结构——信号机Eclipse交通信号控制*27国家精品课程：交通控制与管理SCATS组成结构——信号机Eclipse交通信号控制SCATS组成结构——通讯SCATS的通讯中央管理级、区域管理控制、用户端、与集成平台 等之间的通信是通过TCP/IP协议通讯；区域控制计算机与路口控制器之间的通讯可以根据 条件通过多种方式实现：1、FSK调制线通讯（沈阳、上海…） 2、点对点光纤RS232通讯（杭州、宁波、广州、合肥 …）3、TCP/IP网络通讯（重庆、苏州、上海（部分）….）4、无线（GSM）网络通讯（广州（部分）…）5、以上多种形式并存*28国家精品课程：交通控制与管理交通信号控制SCATSSCATS系统系统控制基本原理*国家精品课程：交通控制与管理29交通信号控制系统控制的核心理念*30国家精品课程：交通控制与管理p通过系统的合理配时“均衡”路网交通流量，达到对 车辆、路网的“平衡”控制，提高整体效率！p在系统控制时综合考虑路网交通，如“绿波”设置也 是有条件的，如考虑到绿波的下游是否有“消化”能 力。

p饱和流量时的协调控制更偏重疏导路口排队堵塞 等交通信号控制 系统主要控制原理利用收集的交通情况实时全自动地优化以下交通控制参数周期Cycle Length灵活子系统连锁LINKSDynamic Marriage相位（时）差OFFSETSsub-systems相位（时）差OFFSETSintersections绿信比Splits*31国家精品课程：交通控制与管理交通信号控制 SCATS系统基本原理• 系统控制原理 – SCATS的基本原理是采用有效的负反馈 – 这种设计能非常有效的适应交通路口的变化，能对路口 的情况的变化自身作出调整 – 无须管理人员经常性对系统干预 – 因此，非常适合交通发展迅速的中国城市最佳效果时间+F控制有效的反馈参 数-DS视频与其他 车辆检测器线圈车辆检测器*32国家精品课程：交通控制与管理交通信号控制 SCATS系统基本原理高效的“集装箱运输”原理： 1、交通信号最佳工作条件是把交通车流分配为一个个车队(集装箱式） 的通行 2、“红灯”可以起到“整理车流”的作用 3、“车间距”控制原理，与车型无关 4、协调功能*33国家精品课程：交通控制与管理交通信号控制 SCATS基本原理“饱和度”控制原理： 1、绿灯时间的使用效率充分对路口绿灯时间的利用，来提高路口交通通过效率 2、停车线检测器的使用*34国家精品课程：交通控制与管理交通信号控制DS = [green-(unused green)]/green •Green ：可用绿灯时间 •Unused green ： 大于或小于每条车道 标准车间距的时间 •H－标准车间距 •W－浪费时间=unused green=T-H •T－实际车头时距HW基本概念—— 饱和度DST交通信号控制*36国家精品课程：交通控制。