候 志 軍

(太原市市政工程設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030002)

1 概述

隨著社會(huì)的進(jìn)步，機(jī)動(dòng)車輛呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)交通信號(hào)誘導(dǎo)及傳輸系統(tǒng)提出了更高的要求。一個(gè)先進(jìn)、高效、簡(jiǎn)潔的交通信號(hào)誘導(dǎo)及傳輸系統(tǒng)可以在現(xiàn)有的道路條件下實(shí)現(xiàn)更高的交通流量并且能大大緩解城市的交通擁擠狀況。

交通信號(hào)誘導(dǎo)系統(tǒng)是現(xiàn)代城市交通管理的重要內(nèi)容，也是交通系統(tǒng)中最基本、最關(guān)鍵的組成部分，其協(xié)調(diào)、控制、誘導(dǎo)的最終效果將直接決定整個(gè)ITS的運(yùn)行高效性，其控制策略的多樣性以及后期的服務(wù)水平將決定著整個(gè)智能交通系統(tǒng)建設(shè)的效果。

為實(shí)現(xiàn)城市交通效率的整體提高，提升道路交通控制水平，根據(jù)模塊化設(shè)計(jì)原則、分級(jí)設(shè)計(jì)原則以及集中控制要求，對(duì)所有新建燈控路口實(shí)現(xiàn)單個(gè)路口內(nèi)所有交通信號(hào)燈、監(jiān)控?cái)z像機(jī)聯(lián)動(dòng)控制。每個(gè)燈控路口將所有信號(hào)、監(jiān)控的數(shù)據(jù)編碼壓縮后通過(guò)路口的信號(hào)控制機(jī)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，然后通過(guò)光纖傳輸?shù)匠鞘械慕煌刂浦行囊詫?shí)現(xiàn)集中控制要求。

2 交通信號(hào)誘導(dǎo)、遠(yuǎn)程傳輸設(shè)計(jì)的組成

交通信號(hào)誘導(dǎo)、遠(yuǎn)程傳輸設(shè)計(jì)共包含四大部分內(nèi)容：

1)燈控路口內(nèi)單個(gè)設(shè)備的設(shè)計(jì)。2)燈控路口的綜合控制系統(tǒng)。3)信號(hào)傳輸路由系統(tǒng)。4)交警設(shè)備的防雷設(shè)計(jì)。

3 燈控路口內(nèi)單設(shè)備設(shè)計(jì)

3.1 信號(hào)燈

信號(hào)燈具應(yīng)滿足GB 14887—2011道路交通信號(hào)燈的要求。

3.2 信號(hào)燈的設(shè)置

機(jī)動(dòng)車道信號(hào)燈的設(shè)置為燈控路口在每個(gè)車輛行駛方向采取對(duì)向安裝，燈桿的挑臂長(zhǎng)度最短不應(yīng)小于最內(nèi)側(cè)車道的邊線，最長(zhǎng)不應(yīng)大于道路雙黃線。信號(hào)燈的設(shè)置應(yīng)以道路標(biāo)線為依據(jù)，不分相位的設(shè)置滿屏信號(hào)燈。需要左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)分相位放行的，每個(gè)相位最少設(shè)置一組信號(hào)燈。機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈為豎向三聯(lián)燈組成，分別由綠黃紅三色組成。信號(hào)燈三種顏色的切換時(shí)間由燈控路口信號(hào)機(jī)自動(dòng)控制，在特殊時(shí)刻可以由交通警察手動(dòng)控制。

人行橫道信號(hào)燈設(shè)置于人行橫道兩側(cè)，同樣采取對(duì)向安裝方式，有中央分隔綠化帶或者安全島的需增加一組人行橫道燈。在小型路口可以兩個(gè)方向共享一組信號(hào)燈桿，安裝雙頭信號(hào)燈。人行信號(hào)燈的組成由紅色行人站立圖案及動(dòng)態(tài)綠色行人行走圖案組成。

非機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈一般懸掛于機(jī)動(dòng)車道信號(hào)燈桿上，同樣為豎向三聯(lián)燈組成，分別由綠黃紅三種顏色的自行車圖樣組成。

3.3 大屏誘導(dǎo)設(shè)備的設(shè)置

現(xiàn)代城市的道路網(wǎng)密度已經(jīng)很大，當(dāng)某條道路擁堵時(shí)，選擇其他道路繞行，可以大大減少通行時(shí)間，同時(shí)也可以減少機(jī)動(dòng)車怠速等待所產(chǎn)生的空氣污染。而大屏誘導(dǎo)設(shè)備就提供了一個(gè)可視的城市道路的通行狀態(tài)，擁堵用紅色表示、暢通用綠色表示。在大屏誘導(dǎo)設(shè)備中室外LED交通顯示屏由于其具有視角大、可全天候運(yùn)行、信息量大、實(shí)時(shí)性好等優(yōu)點(diǎn)，從而成為最常用的誘導(dǎo)形式。LED大屏在播報(bào)道路通行狀態(tài)的同時(shí)也可播報(bào)天氣預(yù)報(bào)、交通事故、道路施工禁行、機(jī)動(dòng)車限行等信息，從而大大豐富了機(jī)動(dòng)車駕駛員的信息，提高了道路通行效率。設(shè)計(jì)中一般在城市主干路的燈控路口的出口方向100 m左右設(shè)置LED誘導(dǎo)屏。

3.4 車檢線圈的設(shè)置

車檢線圈主要是為了對(duì)機(jī)動(dòng)車流量檢測(cè)而設(shè)置的設(shè)備。每當(dāng)機(jī)動(dòng)車通過(guò)時(shí)，車檢線圈會(huì)將檢測(cè)到的信號(hào)累加，從而能夠計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的機(jī)動(dòng)車數(shù)量。檢測(cè)器線圈一般采用耐800 ℃以上高溫、高強(qiáng)度塑料護(hù)套,截面面積1.5 mm2單芯多股非屏蔽銅線制作。

燈控路口設(shè)備設(shè)置完畢后如圖1所示。

4 燈控路口的綜合控制系統(tǒng)

燈控路口的控制系統(tǒng)主要由通訊管線、信號(hào)機(jī)構(gòu)成。

每個(gè)燈控路口都在路口內(nèi)形成環(huán)形管線，環(huán)形管線將所有的設(shè)備的信號(hào)線集中在一起送往信號(hào)機(jī)，信號(hào)機(jī)經(jīng)過(guò)一系列的運(yùn)算后對(duì)燈控路口內(nèi)的所有設(shè)備做出精確控制。信號(hào)機(jī)的構(gòu)成包括：CPU板、具有通信功能主控板、16車道車輛檢測(cè)器、4塊4相位燈控板、電源模塊、串口板、機(jī)箱。

信號(hào)機(jī)的主要功能為對(duì)燈控路口的信號(hào)燈、電子警察、車檢線圈等設(shè)備的信號(hào)采集，然后經(jīng)過(guò)信號(hào)機(jī)內(nèi)部控制器的精確計(jì)算，對(duì)燈控路口所有設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。包括電子警察與信號(hào)燈的聯(lián)動(dòng)、事件監(jiān)測(cè)攝像機(jī)與電子警察攝像機(jī)的聯(lián)動(dòng)等。同時(shí)信號(hào)機(jī)內(nèi)部的通信模塊能夠?qū)崿F(xiàn)與交警控制中心遠(yuǎn)程光纖通訊，當(dāng)遠(yuǎn)程通訊失效時(shí)，能夠?qū)⑺械娜罩居涗?、視頻信號(hào)存儲(chǔ)在信號(hào)機(jī)內(nèi)置的硬盤上，硬盤的容量需要能滿足3×24 h的記錄。

此外信號(hào)機(jī)能夠?qū)Ρ镜責(zé)艨芈房诘男盘?hào)燈實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控以及就地手動(dòng)控制，并且信號(hào)燈顏色能夠任意控制，比如:紅→紅黃→綠→黃→紅。信號(hào)機(jī)還可以對(duì)每個(gè)信號(hào)燈的不同相位實(shí)現(xiàn)單獨(dú)相位控制功能。

5 信號(hào)傳輸路由系統(tǒng)

5.1 系統(tǒng)描述

根據(jù)通信設(shè)計(jì)要求，每個(gè)燈控路口設(shè)置1臺(tái)遠(yuǎn)端接入設(shè)備，作為通信匯聚點(diǎn)。每個(gè)燈控路口的信號(hào)及監(jiān)控設(shè)備，信號(hào)燈、電子警察、攝像機(jī)、可變情報(bào)板、卡口的數(shù)據(jù)全部接入通訊匯聚點(diǎn)。一個(gè)或者兩個(gè)燈控路口自建光纖環(huán)網(wǎng)，然后通過(guò)光纖主干網(wǎng)傳輸?shù)浇痪刂浦行?。將信?hào)接入控制中心的機(jī)房中心光傳輸管理平臺(tái)并存儲(chǔ)，如圖2所示。

5.2 路由設(shè)計(jì)

城市主要道路一般都全線敷設(shè)2根24芯單模光纜。在每個(gè)平交口設(shè)置6芯單模光纜分支至平交口配電箱內(nèi)的ODF。燈控路口之間的零星設(shè)備單獨(dú)敷設(shè)4芯單模光纜就近接入周邊路口配電箱，所有監(jiān)控設(shè)備傳輸視頻信號(hào)時(shí)，當(dāng)距離小于80 m時(shí)采用超五類線直連，當(dāng)超過(guò)80 m時(shí)采用4芯單模光纜連接。道路內(nèi)所有信號(hào)匯總后，沿周邊道路引至城市主干路，最后沿主干路進(jìn)入交通警察指揮中心。

6 交警設(shè)備防雷設(shè)計(jì)

交通信號(hào)的設(shè)備一般都安裝在6.5 m或者更高的信號(hào)桿或監(jiān)控桿上，所以由于架設(shè)位置較高，有比較大的受到雷電直擊的風(fēng)險(xiǎn)。所以將雷電直擊過(guò)電壓、電源線過(guò)電壓作為防護(hù)重點(diǎn)。每個(gè)信號(hào)桿或者監(jiān)控桿上都應(yīng)安裝限流避雷針進(jìn)行直擊雷保護(hù)，桿體本身作為接地引下線。當(dāng)桿體本身基礎(chǔ)的接地電阻足夠小時(shí)使用桿體基礎(chǔ)內(nèi)部鋼筋作為自然接地極。當(dāng)接地電阻達(dá)不到要求時(shí)，增加L50×5的角鋼接地極，接地母線采用40×40扁鋼，接地電阻要求小于4 Ω。在交通信號(hào)燈與信號(hào)控制機(jī)電源引線處采用過(guò)電壓保護(hù)器作為電源防護(hù)，接地電阻小于4 Ω。

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