道路交通信號(hào)燈控制設(shè)置技術(shù)手冊(cè)

周蔚吾，男，1946年11月生，1970年畢業(yè)于西安交通大學(xué)機(jī)械制造系，1979~1982年在大連海運(yùn)學(xué)院自動(dòng)化系碩士畢業(yè)，1984~1987年在丹麥技術(shù)大學(xué)電子計(jì)算機(jī)系自動(dòng)控制專業(yè)博士畢業(yè)，1987~1988受邀任挪威工業(yè)大學(xué)電子計(jì)算機(jī)系副教授。1988~1990年受邀在加拿大BC省大學(xué)(UBC)任教。1990年底，出任加拿大英屬哥倫比亞(BC)省交通部交通工程處處長(zhǎng)。1990~2002年在BC省交通部任職期間，先后領(lǐng)導(dǎo)完成30余項(xiàng)有關(guān)交通工程規(guī)范、道路交通設(shè)計(jì)、交通控制，以及智能交通方面的項(xiàng)目，并且代表BC省出任加拿大聯(lián)邦政府交通工程專業(yè)委員會(huì)和智能交通專業(yè)委員會(huì)委員。當(dāng)他2002年為回國(guó)報(bào)效祖國(guó)從BC省交通部提前退休之際，時(shí)任部長(zhǎng)的Doyle先生特地寫信嘉獎(jiǎng):"我代表BC省人民與省交通部，對(duì)您11年來在交通系統(tǒng)工程領(lǐng)域上杰出的貢獻(xiàn)與服務(wù)表示衷心感謝，你完全有理由為你的成就和對(duì)BC省交通的貢獻(xiàn)自豪!"。2002年中，周蔚吾博士回國(guó)創(chuàng)辦了專門從事交通工程和智能交通規(guī)劃和設(shè)計(jì)的北京華通世達(dá)智能交通技術(shù)有限公司。公司成立以來，先后在上海、成都、北京、江蘇、南京、南通、蘇州、連云港、安徽、寧夏銀川等地區(qū)圓滿完成了50余個(gè)交通和智能交通規(guī)劃、交通工程和交通安全保障工程設(shè)計(jì)、交通工程標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范編制、道路交通信號(hào)燈優(yōu)化控制設(shè)計(jì)、高速公路一干線公路指路標(biāo)志設(shè)計(jì)、平面交叉口優(yōu)化設(shè)計(jì)等項(xiàng)目。已經(jīng)出版了《公路平面交叉口優(yōu)化設(shè)計(jì)》、《道路交通標(biāo)志標(biāo)線設(shè)置技術(shù)手冊(cè)》、《公路道路指路標(biāo)志設(shè)置技術(shù)手冊(cè)》、《公路交通標(biāo)志標(biāo)線綜合設(shè)置技術(shù)手冊(cè)》、《公路平面交叉設(shè)計(jì)和實(shí)施技術(shù)手冊(cè)》、《公路和城市交通優(yōu)化改造設(shè)計(jì)實(shí)例》6本書籍。

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1 概述

1.1 背景和意義

1.2 交通信號(hào)燈控制的發(fā)展?fàn)顩r

1.2.1 國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r

1.2.2 我國(guó)發(fā)展?fàn)顩r

1.3 交通信號(hào)燈控制與標(biāo)志標(biāo)線控制

1.3.1 兩者區(qū)別

1.3.2 信號(hào)控制優(yōu)缺點(diǎn)

1.4 信號(hào)燈控制設(shè)置基本原則

2 交通信號(hào)燈控制總論

2.1 交通信號(hào)燈控制分類

2.1.1 單點(diǎn)交通信號(hào)燈控制

2.1.2 干道交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制

2.1.3 區(qū)域交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)

2.2 城市交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)

2.2.1 控制系統(tǒng)組成

2.2.2 信號(hào)控制系統(tǒng)和交通流模型關(guān)系

2.2.3 信號(hào)控制基礎(chǔ)

2.2.4 交通信號(hào)控制原理與步驟

2.2.5 城市交通信號(hào)控制的基本原則

2.2.6 道路交通信息化管理

2.2.7 城市干道交通信號(hào)燈控制基本形式

2.2.8 城市交通管理中心

2.3 道路交叉口交通質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.3.1 交叉口的道路交通特點(diǎn)

2.3.2 信號(hào)燈控制評(píng)價(jià)體系

2.4 信號(hào)控制系統(tǒng)的其他方式

2.4.1 道路車道控制

2.4.2 高速公路入口匝道控制

2.4.3 可變車道方向控制

3 交通信號(hào)燈控制設(shè)計(jì)

3.1 交通信號(hào)燈設(shè)置依據(jù)與判別條件

3.1.1 設(shè)置信號(hào)燈判別的基本方法

3.1.2 設(shè)置信號(hào)燈與否的判定條件

3.1.3 英國(guó)信號(hào)燈設(shè)置依據(jù)

3.1.4 我國(guó)公路系統(tǒng)設(shè)置信號(hào)燈的一般原則

3.1.5 信號(hào)燈設(shè)置的利弊

3.1.6 信號(hào)燈設(shè)置理論分析方法

3.2 信號(hào)燈控制的設(shè)計(jì)參數(shù)

3.2.1 主要術(shù)語(yǔ)

3.2.2 單點(diǎn)控制系統(tǒng)的參數(shù)

3.2.3 干線控制系統(tǒng)的參數(shù)

3.3 信號(hào)燈相位設(shè)置原則

3.3.1 左轉(zhuǎn)相位和左轉(zhuǎn)信號(hào)燈

3.3.2 信號(hào)相位和相位設(shè)計(jì)

3.3.3 交通流方向分配

3.3.4 左轉(zhuǎn)信號(hào)燈設(shè)置條件

3.3.5 受保護(hù)+允許與受保護(hù)左轉(zhuǎn)相位

3.3.6 相序(相位執(zhí)行次序)設(shè)置

3.3.7 前置、后置和前后置錯(cuò)位左轉(zhuǎn)相序

3.3.8 相位方案設(shè)置的注意事項(xiàng)

3.4 信號(hào)燈配時(shí)設(shè)置原則

3.4.1 最短綠燈時(shí)間

3.4.2 相位跳越時(shí)間

3.4.3 車輛清空時(shí)間

3.4.4 清空(黃燈一全紅燈)時(shí)間表

3.4.5 最大綠燈時(shí)間

3.4.6 人行道信號(hào)間隔

3.4.7 行人清空時(shí)間

3.4.8 前置警告閃亮燈

3.4.9 交叉口閃光控制

3.4.10 延遲檢測(cè)

3.4.11 協(xié)調(diào)控制

3.4.12 周期時(shí)長(zhǎng)和間隔

3.4.13 協(xié)調(diào)控制中的相位差

3.4.14 協(xié)調(diào)控制的相位強(qiáng)制終止與允許執(zhí)行時(shí)間

3.4.15 優(yōu)先通行相位

3.4.16 緊急情況優(yōu)先通行

3.4.17 鐵路優(yōu)先通行

3.4.18 鐵路交叉口準(zhǔn)備停行信號(hào)

3.4.19 控制器時(shí)鐘安裝和設(shè)置

4 交通信號(hào)燈控制設(shè)備

4.1 道路交通信號(hào)燈

4.1.1 LED交通信號(hào)燈概述

4.1.2 LED道路交通信號(hào)燈與傳統(tǒng)光源信號(hào)燈的區(qū)別

4.1.3 LED信號(hào)燈光學(xué)設(shè)計(jì)分析

4.1.4 LED信號(hào)燈驅(qū)動(dòng)電路分析

4.2 信號(hào)燈顯示方法與標(biāo)志

4.2.1 車輛信號(hào)指示

4.2.2 行人信號(hào)指示

4.2.3 信號(hào)指示輔助標(biāo)志

4.2.4 危險(xiǎn)狀況辨識(shí)信號(hào)

4.2.5 停車標(biāo)志信號(hào)

4.2.6 車道使用信號(hào)

4.2.7 自行車信號(hào)燈

4.2.8 道路交通倒計(jì)時(shí)顯示器

4.3 交通流檢測(cè)

4.3.1 交通流檢測(cè)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

4.3.2 交通流檢測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)原則

4.3.3 交通流檢測(cè)系統(tǒng)的組成

4.3.4 交通流檢測(cè)技術(shù)

4.3.5 交通流檢測(cè)數(shù)據(jù)采集

4.4 交通流檢測(cè)設(shè)備

4.4.1 車輛檢測(cè)器

4.4.2 行人檢測(cè)器

4.4.3 檢測(cè)器設(shè)備介紹

4.5 交通信號(hào)燈控制機(jī)

4.5.1 信號(hào)控制機(jī)的基本功能

4.5.2 信號(hào)機(jī)的基本功能

4.5.3 信號(hào)機(jī)系統(tǒng)硬件

4.5.4 信號(hào)機(jī)硬件模塊

4.5.5 嵌入式Linux系統(tǒng)

4.5.6 北美國(guó)家運(yùn)輸ITS通信協(xié)議(NTCIP)

4.5.7 我國(guó)信號(hào)機(jī)現(xiàn)狀分析

4.5.8 我國(guó)交通信號(hào)機(jī)產(chǎn)品介紹

4.6 信號(hào)燈控制柜和電子信號(hào)

4.6.1 信號(hào)控制柜

4.6.2 電子信號(hào)

4.6.3 M型交通控制柜

4.6.4 S型交通控制柜

4.6.5 卡片架裝配

4.7 信號(hào)控制通信系統(tǒng)

4.7.1 單個(gè)交叉口通信系統(tǒng)

4.7.2 多個(gè)交叉口聯(lián)控通信系統(tǒng)

4.7.3 地面控制器與控制中心的通信系統(tǒng)

5 信號(hào)燈系統(tǒng)的安裝

5.1 信號(hào)燈安裝

5.1.1 機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈安裝

5.1.2 行人信號(hào)燈安裝

5.1.3 非機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈安裝

5.2 信號(hào)燈燈桿安裝

5.2.1 機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈燈桿安裝

5.2.2 行人信號(hào)燈燈桿安裝

5.2.3 非機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈燈桿安裝

5.3 信號(hào)機(jī)柜安裝

5.3.1 機(jī)箱基礎(chǔ)

5.3.2 信號(hào)機(jī)機(jī)箱

5.3.3 安裝技術(shù)要求

5.3.4 接地防雷

5.4 檢測(cè)器安裝

5.4.1 埋設(shè)

5.4.2 封裝

5.4.3 線圈與饋線的連接

5.5 信號(hào)線纜敷設(shè)

5.5.1 電纜線選擇

5.5.2 地下電纜線敷設(shè)

5.5.3 架空電纜線敷設(shè)

5.6 系統(tǒng)安裝和集成

5.6.1 施工前的工作

5.6.2 施工檢查清單

6 驗(yàn)收、運(yùn)行和維護(hù)

6.1 驗(yàn)收

6.1.1 驗(yàn)收總則

6.1.2 竣工驗(yàn)收一般性要求

6.2 運(yùn)行

6.2.1 啟動(dòng)和關(guān)閉

6.2.2 信號(hào)安全保障

6.2.3 運(yùn)行監(jiān)控

6.3 養(yǎng)護(hù)

6.3.1 養(yǎng)護(hù)文件

6.3.2 信號(hào)控制柜的養(yǎng)護(hù)

6.3.3 控制器的養(yǎng)護(hù)

6.3.4 沖突監(jiān)視器的養(yǎng)護(hù)

6.3.5 檢測(cè)器的養(yǎng)護(hù)

6.3.6 架空項(xiàng)目的養(yǎng)護(hù)

6.3.7 支撐柱的養(yǎng)護(hù)

6.3.8 信號(hào)中斷的替代措施

7 交通信號(hào)燈控制與設(shè)計(jì)軟件介紹

7.1 TRANSYT-7F

7.1.1 軟件簡(jiǎn)介

7.1.2 軟件應(yīng)用

7.2 PASSER

7.2.1 軟件簡(jiǎn)介

7.2.2 軟件應(yīng)用

7.3 Synchro

7.3.1 軟件簡(jiǎn)介

7.3.2 軟件應(yīng)用

7.4 Green-Star綠星

7.4.1 軟件簡(jiǎn)介

7.4.2 軟件應(yīng)用

7.5 VISSIM

7.5.1 軟件簡(jiǎn)介

7.5.2 軟件應(yīng)用

7.6 SCATS控制系統(tǒng)

7.6.1 SCATS系統(tǒng)概況

7.6.2 SCATS系統(tǒng)工作結(jié)構(gòu)和原理

7.6.3 SCATS系統(tǒng)特點(diǎn)

7.7 SCOOT控制系統(tǒng)

7.7.1 SCOOT系統(tǒng)概況

7.7.2 SCOOT系統(tǒng)工作結(jié)構(gòu)和原理

7.7.3 SCOOT系統(tǒng)特點(diǎn)

8 主干道雙向綠波控制實(shí)施案例

8.1 案例一:南京市北京東一西路雙向綠波

8.2 案例二:上海市浦東張楊路雙向綠波

9 信號(hào)燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝施工圖實(shí)例

參考文獻(xiàn)

作者簡(jiǎn)介

道路交通信號(hào)燈控制與道路交通標(biāo)志和標(biāo)線設(shè)置部分共同組成了對(duì)道路交通控制和管理的一個(gè)完整內(nèi)容。交通信號(hào)燈控制在整個(gè)道路交通工程中起到了交通標(biāo)志標(biāo)線不能夠代替的一個(gè)重要部分，它的應(yīng)用主要是在那些交通量較大、交通流沖突較多和復(fù)雜的交叉口與岔道口，以及某些道路路段上對(duì)交通流方向控制的地方。

隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，中國(guó)正在成為擁有全球最多的城市群國(guó)家，并且中國(guó)已經(jīng)擁有世界第二位數(shù)量的公路網(wǎng)絡(luò)，對(duì)交通信號(hào)機(jī)和信號(hào)系統(tǒng)的需求量無疑是極大的。我國(guó)交通部管轄下的各省市公路管理部門，自從在20世紀(jì)80年代初將公路交通信號(hào)燈部分交給公安部來管理之后，整個(gè)公路管理部門完全缺乏對(duì)信號(hào)燈設(shè)置和管理方面的知識(shí)和管理能力，形成其道路管轄區(qū)內(nèi)的一個(gè)重要職能空白區(qū)，造成公路管理職能上交錯(cuò)和沖突，形成在公路管理職能上一個(gè)十分不正?，F(xiàn)象，即公路本身沿線需要設(shè)置各種交叉口的信號(hào)燈控制，但是其需求并不是由公路管理部門提出，而是公安交通部門提出要求，由公路管理部門出錢，再由公安部門管理的奇怪現(xiàn)象。這種不正常體制給地方上公路管理部門帶來許多困難和矛盾。另一方面，目前我國(guó)公路管理部門的技術(shù)人員對(duì)道路交通信號(hào)燈控制的知識(shí)幾乎完全不了解。

為了今后公路管理部門能夠較好地承擔(dān)道路交通信號(hào)燈控制和管理，公路部門的有關(guān)人員必須從理論、設(shè)計(jì)、施工、安裝、運(yùn)營(yíng)和養(yǎng)護(hù)等全面知識(shí)范圍進(jìn)行培訓(xùn)和提高。為此，江蘇省交通廳公路局和南通市公路處提出需要開展道路交通信號(hào)燈控制的專題研究，出臺(tái)一整套有關(guān)交通信號(hào)燈控制的理論、設(shè)計(jì)、施工、安裝設(shè)置、運(yùn)營(yíng)和養(yǎng)護(hù)全方面的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)手冊(cè)。

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