楊 坤，張大為

（天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津300051）

0 引言

目前，國(guó)內(nèi)開發(fā)建設(shè)的城市片區(qū)項(xiàng)目大多是以“智慧城市”的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)劃建設(shè)，打造智慧化城市管理模式。智能交通是目前智慧城市建設(shè)投入中投資最大、覆蓋范圍最廣的細(xì)分領(lǐng)域，是智慧城市的重要組成部分。智能交通系統(tǒng)將傳感技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)等有效地集成運(yùn)用于交通管理系統(tǒng)，可以有效地緩解交通擁堵和減少環(huán)境污染、提高交通安全保障和交通管理服務(wù)質(zhì)量，從而獲得巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。本文將對(duì)國(guó)內(nèi)某經(jīng)濟(jì)實(shí)驗(yàn)區(qū)智能交通系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)展開探討。該經(jīng)濟(jì)實(shí)驗(yàn)區(qū)的面積約為100 多平方公里，將被打造為“引領(lǐng)社會(huì)的創(chuàng)新發(fā)展”的智慧城市，建立“以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)組合為基礎(chǔ)”，“具有信息聯(lián)通、實(shí)時(shí)監(jiān)控、管理協(xié)同、人物合一”特征的智能交通系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)構(gòu)成

本經(jīng)濟(jì)實(shí)驗(yàn)區(qū)智能交通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用了以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的智能交通系統(tǒng)架構(gòu)（見(jiàn)圖1），分為感知層、傳輸層、應(yīng)用層。其中感知層是以視頻監(jiān)控技術(shù)、無(wú)線磁映像技術(shù)、電子標(biāo)簽技術(shù)、傳感器技術(shù)為代表的信號(hào)采集感知層面；傳輸層是以千兆以太網(wǎng)技術(shù)、WIMAX 無(wú)線網(wǎng)技術(shù)、光纖傳輸技術(shù)為代表的信息傳輸層面；應(yīng)用層涵蓋了本區(qū)域智能交通系統(tǒng)的6個(gè)子系統(tǒng)的應(yīng)用層面，分別為：交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)，電子警察系統(tǒng)，交通數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、交通信號(hào)控制系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)及服務(wù)系統(tǒng)、智能公共交通系統(tǒng)。本系統(tǒng)設(shè)置區(qū)域交通控制中心，將智能交通系統(tǒng)中各個(gè)層面及子系統(tǒng)有效整合，實(shí)現(xiàn)集中控制和信息共享。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)智能交通系統(tǒng)架構(gòu)圖

2 交通控制中心設(shè)計(jì)方案

實(shí)驗(yàn)區(qū)交通控制中心設(shè)在本區(qū)域的交管局，是本區(qū)域智能交通管理系統(tǒng)的核心?？刂浦行南略O(shè)三個(gè)監(jiān)控站，負(fù)責(zé)各自轄區(qū)內(nèi)智能交通信息采集及控制，并與控制中心通過(guò)千兆以太網(wǎng)通訊。本系統(tǒng)的管理模式為：實(shí)驗(yàn)區(qū)交通控制中心→交通監(jiān)控站→外場(chǎng)設(shè)備。

控制中心搭建由硬件和軟件所組成的信息平臺(tái)（見(jiàn)圖2），主要用于承載交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)、電子警察系統(tǒng)、交通信息采集系統(tǒng)、交通信號(hào)控制系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)及服務(wù)系統(tǒng)、智能公交系統(tǒng)等子系統(tǒng)所用的數(shù)據(jù)。控制中心使各個(gè)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息的高度共享，完成對(duì)大量交通信息的整理與集成，由交通信息數(shù)據(jù)處理及決策系統(tǒng)處理交通數(shù)據(jù)，并建立以GIS地理信息為綜合集成的可視化支持平臺(tái)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能決策和交通調(diào)度。

圖2 實(shí)驗(yàn)區(qū)交通控制中心信息平臺(tái)構(gòu)成圖

3 交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)本區(qū)域內(nèi)路段上車輛信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控，在重要路段、路口、互通立交、流量密集處、事故多發(fā)地段等重點(diǎn)地段實(shí)行重點(diǎn)監(jiān)控。系統(tǒng)可與交通事件檢測(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，在發(fā)生交通異常時(shí)，能及時(shí)確定事故或受阻區(qū)域，并實(shí)時(shí)發(fā)布相應(yīng)的誘導(dǎo)和救援信息，通過(guò)協(xié)調(diào)指揮調(diào)度，及時(shí)處理現(xiàn)場(chǎng)的交通突發(fā)事件。系統(tǒng)可通過(guò)統(tǒng)一的GIS平臺(tái)調(diào)用任意點(diǎn)位圖像信息，實(shí)現(xiàn)集成化的管控操作。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)在交通控制中心的設(shè)備由大屏幕顯示系統(tǒng)、光傳輸管理平臺(tái)、存儲(chǔ)服務(wù)器、磁盤陣列、視頻發(fā)布服務(wù)器、管理終端、視頻事件檢測(cè)儀、視頻事件管理終端、事件檢測(cè)軟件和視頻播放軟件等組成。前端監(jiān)控設(shè)備包括高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、鏡頭、解碼箱、云臺(tái)、防護(hù)罩、傳輸設(shè)備以及攝像機(jī)桿、支架、基礎(chǔ)、電源等配套設(shè)備（見(jiàn)圖3）。

圖3 交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成示意圖

4 電子警察系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

電子警察包括不同的應(yīng)用系統(tǒng)，一種是專用于偵測(cè)超速行駛車輛的超速抓拍電子警察系統(tǒng)，一種是安裝于紅綠燈路口的闖紅燈電子警察系統(tǒng)以及在重要卡口對(duì)車輛進(jìn)行記錄的高清卡口系統(tǒng)。

4.1 超速電子警察系統(tǒng)

通過(guò)建立超速抓拍系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)區(qū)域內(nèi)通行的車輛實(shí)時(shí)檢測(cè)車速，抓拍超速信息、識(shí)別、報(bào)警、保存記錄信息。系統(tǒng)集合了車輛違章監(jiān)測(cè)、車輛號(hào)牌識(shí)別、車輛速度檢測(cè)和路面監(jiān)控等功能，可對(duì)車輛超速等交通違法行為進(jìn)行取證，同時(shí)能監(jiān)控路面車輛通行信息并在地理信息系統(tǒng)上反映出來(lái)，定時(shí)將路況安全信息發(fā)布在路旁違法信息提示屏上為駕乘人員服務(wù)。

系統(tǒng)由高清攝像機(jī)、雷達(dá)（微波）測(cè)速單元、用于參數(shù)設(shè)置和觀察圖像的控制主機(jī)組成一個(gè)高度集成的單元。

4.2 闖紅燈電子警察系統(tǒng)

系統(tǒng)采用無(wú)線磁映像技術(shù)[1]檢測(cè)闖紅燈違法車輛，結(jié)合先進(jìn)的視頻跟蹤技術(shù)，對(duì)視頻中車輛進(jìn)行跟蹤，能夠準(zhǔn)確判定其行為方向，有效地克服了感應(yīng)線圈檢測(cè)無(wú)法判定車輛左右拐的弊端，并結(jié)合紅燈檢測(cè)器的信號(hào)，對(duì)車輛違法闖紅燈過(guò)程進(jìn)行全天候自動(dòng)記錄。本系統(tǒng)進(jìn)行闖紅燈、壓線、違法變道、不按道行駛、逆行等違法行為的檢測(cè)。

闖紅燈電子警察系統(tǒng)主要由高清攝像機(jī)、紅燈檢測(cè)器、視頻檢測(cè)器、LED補(bǔ)光燈、室外電子警察機(jī)柜、桿體、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備及無(wú)線磁映像系統(tǒng)等組成。采用一臺(tái)200～500 萬(wàn)像素級(jí)高清攝像機(jī)和相應(yīng)的高清鏡頭，可以同時(shí)檢測(cè)抓拍2～3條車道的違法行為。

4.3 高清卡口系統(tǒng)

高清卡口系統(tǒng)是采用先進(jìn)的高清視頻檢測(cè)和識(shí)別技術(shù)[2]對(duì)經(jīng)過(guò)的每一輛汽車均拍下車輛的圖像，并自動(dòng)識(shí)別出車輛的牌照，所采集到的車輛的信息數(shù)據(jù)均保存在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中。系統(tǒng)實(shí)時(shí)抓拍車輛圖像為保證較高的車輛捕獲率，方案采用磁映像技術(shù)[1]來(lái)檢測(cè)車輛，當(dāng)車輛經(jīng)過(guò)地磁感應(yīng)檢測(cè)器時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)時(shí)捕獲一幅車輛高清圖像。系統(tǒng)由高清攝像機(jī)、抓拍主機(jī)、無(wú)線磁映像系統(tǒng)等設(shè)備組成。

5 交通信號(hào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

5.1 系統(tǒng)構(gòu)成原則

交通信號(hào)控制系統(tǒng)主要由主車道交通信號(hào)控制、平面交叉口交通信號(hào)燈控制、特殊路段出入口匝道交通信號(hào)控制組成。交通信號(hào)采集系統(tǒng)對(duì)本區(qū)域路網(wǎng)行駛的機(jī)動(dòng)車流量等參數(shù)采集后，由交通控制中心或監(jiān)控站做出控制決策，交通信號(hào)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，與誘導(dǎo)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，均衡路網(wǎng)的交通流量，達(dá)到交通安全、暢通、有序、快速的目的。交通信號(hào)燈的控制同時(shí)作為闖紅燈電子警察系統(tǒng)的信號(hào)來(lái)源。

5.2 系統(tǒng)功能

交通信號(hào)控制系統(tǒng)的功能主要包括以下方面。

（1）定時(shí)時(shí)制控制：執(zhí)行交通實(shí)時(shí)配時(shí)方案，實(shí)現(xiàn)車道的全程控制，有效控制每一條車道關(guān)閉或開啟，處理緊急事件。

（2）臨界出入口控制：通過(guò)設(shè)定某個(gè)出入口的臨界閥值，自動(dòng)完成信號(hào)開閉控制功能。

（3）手動(dòng)控制：系統(tǒng)提供由交通警察手動(dòng)控制信號(hào)變換功能。

（4）策略控制：系統(tǒng)提供對(duì)所有信號(hào)機(jī)的控制方案及控制方式的改變，包括配時(shí)方案、交通控制預(yù)案及控制算法等控制策略，實(shí)現(xiàn)信號(hào)機(jī)的自適應(yīng)控制功能。

（5）特殊控制功能[3]：系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際交通需求，由中心發(fā)出命令進(jìn)行特殊控制，主要有：綠波控制，在特殊情況下，如運(yùn)動(dòng)會(huì)、警衛(wèi)、消防、救護(hù)、搶險(xiǎn)等，信號(hào)燈按預(yù)定的路線進(jìn)行綠波推進(jìn)，以保證車輛暢通無(wú)阻。單點(diǎn)控制，各路口的信號(hào)燈由各路口交通信號(hào)控制機(jī)獨(dú)立控制。閃光控制，信號(hào)燈黃燈按一定的頻率閃爍，向車輛和行人發(fā)出警告或提示。指定相位控制，根據(jù)路口交通需求，由中心發(fā)出命令控制信號(hào)相位的執(zhí)行時(shí)間，進(jìn)行交通疏導(dǎo)。

6 交通信息采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

6.1 系統(tǒng)概述

交通信息采集系統(tǒng)通過(guò)分布于路網(wǎng)上的交通流檢測(cè)設(shè)備、交通事件檢測(cè)設(shè)備及氣象檢測(cè)設(shè)備，以一定的時(shí)間間隔將檢測(cè)數(shù)據(jù)回傳至控制中心或監(jiān)控站的信息處理/分析系統(tǒng)，并將處理后的交通狀態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)提供給交通管理者，滿足交通管理者對(duì)交通進(jìn)行管理和控制的需求，同時(shí)為道路交通規(guī)劃、交通經(jīng)濟(jì)分析等宏觀決策分析提供準(zhǔn)確、翔實(shí)的交通數(shù)據(jù)。系統(tǒng)還可通過(guò)數(shù)據(jù)交換平臺(tái)與其他系統(tǒng)如交通誘導(dǎo)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、交通信號(hào)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息共享，為其他系統(tǒng)的控制運(yùn)行提供決策依據(jù)和觸發(fā)條件。

6.2 系統(tǒng)組成

本工程采用無(wú)線磁映像技術(shù)[1]進(jìn)行交通流量檢測(cè)。無(wú)線磁映像車輛檢測(cè)器是利用無(wú)線地磁感應(yīng)檢測(cè)器檢測(cè)車輛對(duì)地磁的影響來(lái)誘發(fā)信號(hào)，通過(guò)無(wú)線傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的采集。

無(wú)線地磁感應(yīng)檢測(cè)器主要是檢測(cè)路口相關(guān)路段的車流量、車速、占有率等交通信息，并將這些信息通過(guò)無(wú)線傳輸技術(shù)傳送到路口控制器，路口控制器通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送給交通監(jiān)控站進(jìn)行分析處理（見(jiàn)圖4）。交通流量檢測(cè)裝置設(shè)置于本區(qū)域內(nèi)重要的交通節(jié)點(diǎn)，如快速路/主干路出入口、立交橋出入口等。本套裝置可為電子警察系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)、交通信號(hào)控制系統(tǒng)提供觸發(fā)條件。

圖4 無(wú)線磁映像檢測(cè)技術(shù)原理示意圖

（2）氣象檢測(cè)設(shè)備

氣象檢測(cè)器可檢測(cè)能見(jiàn)度參數(shù)及路面狀況、風(fēng)速風(fēng)向、溫濕度等，其中路面檢測(cè)器采用遙感式，無(wú)需切割路面，不影響交通運(yùn)行。為最大程度地避免惡劣天氣對(duì)交通的影響，本工程在交通監(jiān)控站、互通立交、行政區(qū)劃邊界處等區(qū)域設(shè)置全數(shù)據(jù)氣象檢測(cè)站和能見(jiàn)度檢測(cè)器。通過(guò)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析，可實(shí)現(xiàn)對(duì)本路沿線的氣象信息的日常預(yù)告一級(jí)異常天氣情況的預(yù)告服務(wù)。

（3）事件檢測(cè)設(shè)備

事件檢測(cè)系統(tǒng)采用視頻交通事件檢測(cè)系統(tǒng)，由事件檢測(cè)處理器、事件檢測(cè)服務(wù)器、事件檢測(cè)工作站、以太網(wǎng)交換機(jī)以及全套檢測(cè)軟件和管理軟件組成。

事件檢測(cè)處理器設(shè)置在設(shè)有圖像傳輸節(jié)點(diǎn)的站點(diǎn)處。事件檢測(cè)服務(wù)器和工作站設(shè)置在交通監(jiān)控站。視頻事件檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)重要路段、橋梁等等地段的攝像機(jī)傳回的圖像信號(hào)進(jìn)行事件檢測(cè)。

徑向力波特征參數(shù)如表1所示。表1中,fe=ω/2π=np/60;k為磁導(dǎo)諧波次數(shù),k=1,2,3,…。

7 交通誘導(dǎo)及服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

交通信息采集系統(tǒng)將信息發(fā)送到控制中心或交通監(jiān)控站，經(jīng)過(guò)信息處理后，交由交通誘導(dǎo)及服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行信息生成和發(fā)布，實(shí)現(xiàn)交通誘導(dǎo)和服務(wù)功能。本系統(tǒng)包含交通公共信息服務(wù)子系統(tǒng)及交通誘導(dǎo)屏信息發(fā)布子系統(tǒng)。

交通公共信息服務(wù)子系統(tǒng)不僅可以通過(guò)基于電臺(tái)、電視臺(tái)、互聯(lián)網(wǎng)、交通熱線電話等的公眾服務(wù)信息平臺(tái)向出行前的駕駛員發(fā)布實(shí)時(shí)的交通信息，還可以通過(guò)數(shù)字移動(dòng)通信和車載誘導(dǎo)終端向正在行駛的駕駛員發(fā)布動(dòng)態(tài)的交通誘導(dǎo)信息。

交通誘導(dǎo)屏信息發(fā)布子系統(tǒng)主要是利用道路側(cè)的戶外大屏，采用區(qū)域誘導(dǎo)策略對(duì)駕駛員提供誘導(dǎo)。系統(tǒng)將交通實(shí)時(shí)信息通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)布到交通誘導(dǎo)屏，向廣大公眾提供包括路況信息、停車信息、交通預(yù)告等全方位、動(dòng)態(tài)的交通信息服務(wù)[4]，從而實(shí)現(xiàn)疏導(dǎo)交通、緩解擁堵的功能。

8 智能公交系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

本工程智能公交系統(tǒng)可以具體描述為：利用本區(qū)域規(guī)劃中要求建設(shè)的WIMAX 無(wú)線通訊基站，通過(guò)無(wú)線傳輸進(jìn)行車輛位置數(shù)據(jù)采集，以地理信息系統(tǒng)（GIS）為操作平臺(tái)，在對(duì)公交線網(wǎng)布局、線路公交方式配置、站點(diǎn)布置、發(fā)車間隔確定等進(jìn)行優(yōu)化和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)公交車輛的智能化調(diào)度和排班，保證車輛的穩(wěn)定運(yùn)行，并使乘客能夠通過(guò)電子站牌了解車輛的到達(dá)時(shí)刻，從而節(jié)約乘客的出行時(shí)間。采用RFID 技術(shù)實(shí)現(xiàn)公交信號(hào)優(yōu)先的車站控制策略，以提高公交服務(wù)水平。此外建設(shè)公交智能調(diào)度、公交信息發(fā)布、公交客流信息采集系統(tǒng)，公交乘客可以通過(guò)媒體如電子站牌、電話、互聯(lián)網(wǎng)等方便地獲得公交信息（如：出行線路換乘點(diǎn)、票價(jià)、車型等），使更多居民采用公交方式出行。

9 信息通訊傳輸設(shè)計(jì)方案

9.1 構(gòu)成原則

由于本工程采用高清攝像機(jī)作為視頻采集的前端設(shè)備，視頻數(shù)據(jù)量大，需要的光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)帶寬較大，如將系統(tǒng)中所有信號(hào)同網(wǎng)傳輸，會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)擁擠。本工程將數(shù)字視頻信號(hào)和其他外場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)信號(hào)分網(wǎng)傳輸，以提高視頻信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸穩(wěn)定性和可靠性。信息通信傳輸平臺(tái)以大容量光傳輸設(shè)備為基礎(chǔ)，以數(shù)字視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)分網(wǎng)傳輸為手段，以交通控制中心為核心，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控圖像信息實(shí)時(shí)、無(wú)損的傳輸及交通指揮信息、交通流信息、事件信息和前端設(shè)備控制信號(hào)的傳輸。

9.2 數(shù)字視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)組成

數(shù)字視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)交通控制中心與交通監(jiān)控站、視頻節(jié)點(diǎn)、前端監(jiān)控點(diǎn)之間的視頻圖像信息傳輸。

本次設(shè)計(jì)采用數(shù)字化光傳輸平臺(tái)設(shè)備，將交通控制中心與其下轄的三個(gè)交通監(jiān)控站組成環(huán)狀光纖通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)全區(qū)域內(nèi)視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的雙向傳輸。在路段攝像機(jī)端設(shè)置視頻傳輸節(jié)點(diǎn)，每個(gè)視頻節(jié)點(diǎn)可以接1～6 路圖像，每個(gè)視頻信號(hào)在攝像機(jī)端壓縮，多個(gè)視頻節(jié)點(diǎn)（不大于16 個(gè)）與交通監(jiān)控站視頻傳輸平臺(tái)構(gòu)成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，組成多個(gè)雙向自愈環(huán)，每個(gè)環(huán)網(wǎng)傳輸通道最大能傳輸16路圖像（千兆網(wǎng)），每個(gè)視頻傳輸平臺(tái)最多可以接入16 個(gè)環(huán)網(wǎng)傳輸通道。本工程視頻傳輸采用自建1 000M 光傳輸網(wǎng)絡(luò)方案。此方案多個(gè)視頻節(jié)點(diǎn)共用2芯光纖，將極大地節(jié)約光纖資源；同時(shí)，光纖或單個(gè)視頻節(jié)點(diǎn)的故障也不會(huì)影響到其他視頻節(jié)點(diǎn)的傳輸，其系統(tǒng)構(gòu)成安全可靠。控制中心與監(jiān)控站視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)如圖5所示。交通監(jiān)控站視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)如圖6所示。

圖5 控制中心與監(jiān)控站視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)示意圖

圖6 交通監(jiān)控站視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)示意圖

9.3 數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)組成

數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)（見(jiàn)圖7）可實(shí)現(xiàn)交通控制中心與交通監(jiān)控站、數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)、前端設(shè)備之間的信息實(shí)時(shí)、無(wú)損的傳輸。本設(shè)計(jì)采用千兆以太網(wǎng)傳輸設(shè)備，將交通控制中心與其下轄的三個(gè)交通監(jiān)控站之間組成星型以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)；在交通監(jiān)控站管轄范圍內(nèi)設(shè)置多個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)可接受多個(gè)智能交通外場(chǎng)設(shè)備（視頻監(jiān)控設(shè)備除外），數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)域監(jiān)控站以太網(wǎng)交換機(jī)組成星型結(jié)構(gòu)。

圖7 數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)示意圖

10 智能交通系統(tǒng)供電方案

本次供電設(shè)計(jì)分為兩個(gè)部分：機(jī)房供電和外場(chǎng)設(shè)備供電。

10.1 機(jī)房供電

交通總控中心設(shè)置一組配電屏供電系統(tǒng)分別為智能交通系統(tǒng)引兩路低壓電源。

10.2 外場(chǎng)設(shè)備供電

智能交通的外場(chǎng)設(shè)備負(fù)荷較小，且分散，如就近引電則存在電源不穩(wěn)定因素，會(huì)影響到交通安全；供電距離較遠(yuǎn)，為滿足壓降要求電纜截面設(shè)計(jì)較粗，不經(jīng)濟(jì)。

本次設(shè)計(jì)采用了電流源浮動(dòng)電壓供電系統(tǒng)[8]，很好地解決了以上問(wèn)題。電流源浮動(dòng)電壓供電系統(tǒng)是采用電源發(fā)生器及隔離變換器等元件，達(dá)到電流源浮動(dòng)電壓供電的目的，使供電回路中任何一點(diǎn)的電流均等。在用電點(diǎn)再通過(guò)隔離變換器將電流源轉(zhuǎn)變?yōu)樾枰碾妷?。由于浮?dòng)電壓抵消線路壓降，將智能交通系統(tǒng)的供電電纜工程造價(jià)大大縮減，并提高了供電的可靠性。電流源浮動(dòng)電壓供電系統(tǒng)主要包括電源發(fā)生器、隔離變換器和專用供電電纜。

本工程在外場(chǎng)設(shè)備較多的路口等區(qū)域設(shè)置專用箱變，在外場(chǎng)設(shè)備附近設(shè)置隔離變換器，組成可靠的供電網(wǎng)絡(luò)（見(jiàn)圖8）。

圖8 智能交通外場(chǎng)設(shè)備供電方案示意圖

11 防雷與接地

11.1 系統(tǒng)構(gòu)成原則

智能交通系統(tǒng)是一個(gè)功能強(qiáng)大、強(qiáng)弱電設(shè)備種類繁多的電子系統(tǒng)，極易遭受雷電攻擊，因此系統(tǒng)防雷必須受到重視，這直接關(guān)系到人身和設(shè)備的安全。防雷是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，應(yīng)重視全方位、立體化綜合防治，以達(dá)到防雷減災(zāi)的目的。

11.2 系統(tǒng)功能

（1）防雷系統(tǒng)應(yīng)能夠防直擊雷和感應(yīng)雷。

（2）機(jī)房電源采用聯(lián)合接地，接地電阻＜1Ω。

（3）機(jī)房電源防雷，要求建立兩級(jí)電源防雷防護(hù)：第一級(jí)防護(hù)在機(jī)房總配電柜進(jìn)線端，第二級(jí)防護(hù)在機(jī)房供電的UPS進(jìn)線端。

（4）道路外場(chǎng)設(shè)備電源防雷，包括攝像機(jī)、信號(hào)燈、通信及計(jì)算機(jī)等設(shè)備的電源防雷應(yīng)分三級(jí)保護(hù)：第一級(jí)保護(hù)為直擊雷保護(hù)；第二級(jí)保護(hù)為過(guò)電壓保護(hù)；第三級(jí)保護(hù)為浪涌吸收保護(hù)，各級(jí)應(yīng)配合使用，在保護(hù)方式上應(yīng)多相進(jìn)行保護(hù)。

（5）道路外場(chǎng)設(shè)備接地采用多級(jí)保護(hù)共用接地，接地電阻＜4Ω。

（6）信號(hào)防雷。應(yīng)提供外場(chǎng)設(shè)備的視頻信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)、控制信號(hào)防雷。

12 結(jié)語(yǔ)

城市片區(qū)智能交通系統(tǒng)建設(shè)是發(fā)展智能、低碳的智慧城市的關(guān)鍵支撐點(diǎn)，有著重要的試驗(yàn)意義和示范意義。該系統(tǒng)可為其他同類區(qū)域或整個(gè)城市智能交通系統(tǒng)的建設(shè)、改造提供經(jīng)驗(yàn)和參考。

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