机电及交安工程互通立交监控系统的控制策略方案

机电及交安工程互通立交监控系统的控制策略方案 2.1 交通管理策略…………………………………38 2.2 交通事件的判断与处理…………………………39 2.3 控制模型的设计思想……………………………40 2.4 监控系统的逻辑结构……………………………41 2.5 交通阻塞的计算方法……………………………41 2.6 交通事件的生成与实施…………………………41 2.1 监控系统的控制策略 2.1.1 交通管理策略 交通管理涉及到的范围和内容是相当广泛的，但简单地讲，在本系统涉及的方案中是通过交通监控系统在现有道路条件下预防交通事件、事故和阻塞的发生；使交通事件及时发现和排除，防止蔓延；并进一步提高交通通行能力，改善交通安全环境。 针对不同的交通阻塞情况，有多种方法可供选择，譬如： 一、对周期性交通阻塞问题的管理方法 1．车流量的管理 1）入口匝道的控制、管理； 2）匝道关闭、匝道调节、匝道的分配、控制等。 2．道路主线监视控制 1）交通事件自动判断、车速控制、驾驶员信息系统； 2）行驶优先权控制、通道控制等。 3．交通事件的处理、服务等 二、对非周期性交通阻塞的管理方法 1．交通监视与控制 1）基于车辆检测器的监视以及交通事件自动判断 2）闭路电视系统监视 3）紧急电话系统 4）道路巡警、路政人员的巡察监视、管理等 2．交通事件的处理、服务等 根据上述分析，针对G85渝昆（内宜）宜宾南站（互通立交区）改造工程（机电及交安工程）项目的实际情况，以及招标文件中对外场设备种类、数量的规定和要求，本项目的监控系统主要以解决非周期性交通阻塞问题为首要目标，围绕着这个目标，建立切实可行的监控模型，通过对路上交通事件的判断和处理，达到疏导车辆，保障交通安全、舒适。 2.1.2 交通事件的判断与处理 交通事件的起因和种类是比较多的，而且在大多数情况下，事件发生后会引起不同程度的交通阻塞和延误。因此为达到减少交通阻塞的目的，必须从解决事件入手。 就交通监控系统来讲，其首要任务就是要能迅速、自动地反映交通事件，及时检测到事件信息，快速地反映、判断和处理事件。为此，首先要对交通事件进行分析，了解和掌握事件的起因、种类、影响的区域等各种相关情况，为判断和处理事件做好准备。 我们将按照下列内容对道路事件的检测和处理进行分析与描述： 一、检测方法 自动检测和人工检测 二、影响区域 小区域和大区域 三、事件的状态 事件是稳定的还是变化的 四、事件的起因 是独立事件还是由其它事件引起的 五、监控系统所需的相关设备 道路上常见的事件及其属性分类如下表所示： 事件分类表 事件分类 检测方法 影响区域 事件状态 事件起因 所需设备 计量法 自动 人工 小 大 可变 稳定 独立 关联 CMS CSLS 交通阻塞 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 阻塞程度 交通事故 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 影响车道数 汽车起火 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 影响车道数 路面凹陷 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 影响车道数 路面积水 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 影响车道数 汽车失灵 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 影响车道数 货物洒落 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 影响车道数 施工 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 影响车道数 雾雨雪 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 能见度 道路关闭 ○ ○ ○ ○ ○ 无 车道控制 ○ ○ ○ ○ ○ 车道数 速度限制 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 限速 注：○表示有相应处理功能或使用相关设备。 在对交通事件进行了上述分析之后，我们再对交通阻塞问题进行进一步的定量分析。 2.1.3 控制模型的设计思想 监控系统的控制模型即监控策略的确定按以下原则：一旦确定交通事故的发生，应迅速及时地调动有关人员和车辆救助伤员，迅速发布交通信息，避免二次事故的发生，最后清除事故影响如事故的处理和清障等，快速恢复交通的正常通行。 在本路段开通运行初期，交通流较少和不稳定，对设置在路段监测点上的各种检测、监控设备的参数还需要积累，方案确定所涉及到的各类交通参数值也必须根据实际的交通状况进行修正，这时监控系统对事件的检测采取人工和自动相结合的方式，车辆检测器及其它检测设备参数应采用较高的安全系数，生成的控制方案应经管理人员确认方可执行，以避免因设备原因或人为因素造成对交通流的不当干预或有害干预。对监控方案中的一些涉及全局性的命令要十分慎重，需经更高一级的批准认可才能执行。 控制方案按照形成条件分为下列几种类型： 一、偶发事件的控制方案。 二、恶劣气象条件下的控制方案。 三、事件及不良气候下的综合控制方案。 2.1.4 监控系统的逻辑结构 监控系统的逻辑结构的是监控系统方案生成的基础。整个系统逻辑结构采用树形结构生成法，即由路段监控点上车辆检测器收集现场截面交通参数，并进行事件的自动检测，由路侧紧急电话、业务电话传来车辆事故信息，由巡逻车、养护车和路上工作人员传达的其他综合信息等共同构成事件检测处理；事件一经确认，由管理人员输入相关参数并由监控系统的计算机网络子系统自动生成相应控制方案，最后由管理人员认可确认后执行。方案内容包括出动救护、排障等各种车辆，通过可变情报板、可变限速标志向道路使用人员显示警告、限速等信息正确引导交通流，并通过业务电话等向医务、消防、公安、交警等报警要求协同处理。若某区段交通出现异常拥挤情况，可通过与之相联的收费系统关闭某些入口车道或全部车道控制车辆的进入，从而减轻道路的拥挤程度。 2.1.5 交通阻塞的计算方法 监控系统是通过设置在路上的车辆检测器来计量交通阻塞情况的。为能得到更多的交通数据，使计量更为准确，就应在路上设置尽可能多的车辆检测器。但在G85渝昆（内宜）宜宾南站（互通立交区）改造工程（机电及交安工程）上并未全线密设车辆检测器。根据这种情况，本系统拟采用根据单位时段内交通量、速度和占有率等参数作为计算和判断交通阻塞依据的双截面MacMaster算法。根据历史和预测的交通信息，可以通过该算法计算出每天不同时段内的各种交通参数阈值，该阈值可根据情况的变化按一定的周期自动进行调整。 通过设置的车辆检测器，可以检测到通过该断面的交通量、占有率和车速，从而依据各自的阈值和一定的算法，就可以计算出该截面各种交通参数溢出阈值的具体情况。再进一步判断是否n（判断周期数）个周期均超出阈值，以此来区分交通阻塞的程度，进而决定是否要报警，以及准备何种信息传给相应显示设备（控制台终端计算机、地图板等）。 2.1.6 交通事件的生成与实施 一、控制策略的生成 控制策略的生成由监控分中心的交通监控计算机完成。假定某个事件发生，监控分中心交通监控计算机通过对通信计算机采集的各种信息进行处理后，形成G85渝昆（内宜）宜宾南站（互通立交区）改造工程（机电及交安工程）监控系统的控制方案，由管理人员选择并确定是否实施该方案。 由于G85渝昆（内宜）宜宾南站（互通立交区）改造工程（机电及交安工程）上布设的监控系统外场检测设备密度小，真正做到自动检测交通事故是比较困难的，沿路布设的24套车辆检测器严格意议上讲只能检测这些断面上的交通检测数据，而不能从微观上作出准确检测。因此，控制策略的形成更多地需要人为因素的参与，要求控制系统具备一定的智能化，建立交通控制智能化系统，通过建立丰富的控制规则信息和严密的逻辑推理机制，生成系统的控制方案。当某种事件出现时，只要管理人员点击相应环境条件，系统便会据此提出备选控制方案。 二、控制策略的实施 在交通事件发生后，由交通控制计算机生成的控制方案和策略，该计算机同时编辑、修改可变情报板和可变限速标志的显示方案内容，并通过通信计算机控制显示信息库存放的预先编制好的显示信息，通过通信计算机经通信线路控制情报板或可变限速标志显示编辑后的信息。交通控制计算机能够回显该显示内容和监视其工作状态，并对其故障报警。 出现交通异常和事故时，分中心值班员可通过指令电话，业务电话等进行指挥和调度，迅速处理事故、抢救伤员及疏导交通，避免二次事故的发生。 具备的控制策略实施方案如下： 1．由沿线隧道内与主线上的摄像机监视其可视范围内的交通状况，对事件进行确认和录像。在可视范围内的交通事件可由CCTV系统快速跟踪进行监视，直观现场情况。 2．通过设在公路上的车道控制标志和可变限速标志向过往车辆发布交通信息和控制指令，诱导和控制交通流。 3．未来省网建成并联网后，分中心可将事件信息及其处理结果上传省网中心，同时省网中心也可进行切换和控制（优先权可设定），形成三级可控监控网络，本工程将在硬件和软件上预留接口和功能。