HiCon交通信号控制系统的控制算法及应用

交通信号控制系统方案摘要交通信号控制系统是城市交通管理的重要组成部分，目的是通过合理的信号控制，优化交通流量，减少交通拥堵，提高交通效率和安全性。

本文将介绍一个基于智能执法技术的交通信号控制系统方案，并讨论它的优势和应用场景。

简介随着城市化进程的不断加快，交通拥堵问题日益突出，传统的交通信号控制方式已无法满足需求。

为了解决这个问题，智能交通信号控制系统应运而生。

该系统利用先进的技术手段，通过实时监测和交通流量预测等方法，智能化地调度交通信号，提高交通流量的运输能力，减少拥堵现象的发生。

系统方案1. 硬件设施交通信号控制系统的硬件部分主要包括以下设施：•信号灯控制器：负责控制信号灯的状态和切换，根据交通流量情况进行智能调度。

•传感器：用于实时监测道路车流量、行驶速度等信息，并将数据传输给信号灯控制器。

•通讯设备：用于信号灯控制器与中央交通管理系统之间的数据传输，以及与其他设备的通讯。

2. 软件系统交通信号控制系统的软件部分主要包括以下功能：•数据采集与处理：根据传感器获取的数据，对交通流量、行驶速度等信息进行实时采集和处理。

•信号灯控制算法：根据采集到的数据和预设的信号灯控制策略，对信号灯进行智能调度，以优化交通流量。

•交通拥堵预测与解决方案：基于历史数据和实时数据，通过智能分析和预测算法，提前预测交通拥堵的可能发生地点和时间，并提出解决方案。

•中央交通管理系统：负责接收和管理所有交通信号控制系统的数据，监控和调度交通信号控制系统的运行状态。

3. 工作流程交通信号控制系统的工作流程如下：1.传感器实时监测道路车流量、行驶速度等信息，并将数据传输给信号灯控制器。

2.信号灯控制器根据传感器数据和信号灯控制算法，智能地调度信号灯的状态和切换。

3.交通拥堵预测与解决方案模块根据采集到的数据和预测算法，提前预测可能发生的拥堵情况，并提出相应的解决方案。

4.中央交通管理系统通过与各个信号灯控制器的通讯，接收和管理所有交通信号控制系统的数据，并监控和调度交通信号控制系统的运行状态。

HiCon智能交通信号控制系统某某海信网络科技股份某某2008年1月1海信交通信号控制系统介绍11.1系统概述11.2系统特点21.3H I C ON交通信号控制系统软件功能21.4HSC-100交通信号机4概述4信号机的生产和检测5信号机功能7信号机性能指标71海信交通信号控制系统介绍1.1系统概述“HiCon交通信号控制系统〞是我公司开发的交通控制领域高端产品，该产品与国内著名高校强强联合，应用国际领先技术，结合国内复杂交通特征与国外城市交通特点研发，为同内外城市提供完备的交通管理与控制方案、自适应控制系统软件与系统兼容的信号机，我公司对该产品具备自主。

“HiCon交通信号控制系统〞是包括HiCon交通信号控制系统中心软件、HSC系列交通信号机和CMT交通信号机配置与维护工具软件。

图1 海信交通信号控制系统结构图系统的结构图如上图所示，分为管理控制平台、中心控制级、通信级和路口控制级。

路口级交通信号机通过串行通信或以太网连接到控制中心，通信协议采用的是NTCIP。

路口信号机实时从路口采集交通流量、时间占有率、速度等信息，并实时上传到中心机级，存入实时和历史数据库，为路口的统计分析提供数据，提供辅助决策支持和交通信号设备维护与管理。

控制中心根据实时的检测信息对当前的交通状态进展合理决策，对所控制的路口信号配时参数进展实时优化，并将优化结果下达给信号机执行，目的在于减少车辆与行人等待时间，缓解城市交通拥堵，降低环境污染，实现对城市交通的最优控制。

1.2系统特点〔1〕系统的应用X围广，可以用于城市的一般交叉口控制、也可以用于快速路、高速路的匝道、车道灯的控制，同时还能用于公交优先的控制。

〔2〕系统采用的是NTCIP通信协议，NTCIP作为美国乃至整个北美地区的智能交通系统的标准通信协议，体系完整，通用性与兼容性好。

〔3〕系统具有高效可靠开放的通信子系统，保证了内部实时通讯的可靠性、效率、可扩展性，同时实现了系统的开放性.〔4〕系统的接口透明，提供二次开发能力，便于多系统的集成。

交通信号控制系统技术方案1.交通流量检测技术：在交通信号控制系统中，准确地检测路口上的交通流量是至关重要的。

传感器和相机等设备可以用来监测车辆和行人的数量和移动方向。

这些设备可以通过无线技术将数据传输到控制中心，以实时更新交通信号。

2.信号控制算法：在交通信号控制系统中，信号灯的定时和变化必须是根据实际交通流量和道路情况来动态调整的。

基于流量检测数据，信号控制算法可以根据不同的情况来调整信号灯的时间间隔和信号灯的变化顺序。

这可以提高交通流动性，减少交通拥堵。

3.无线通信技术：为了实现交通信号控制系统的实时调整和数据传输，无线通信技术是必不可少的。

无线通信可以用于设备之间的通信，比如检测设备与控制中心之间的数据传输。

此外，无线通信还可以用于车辆与交通信号的通信，以提供实时的信息和指示。

4.智能交通管理系统：交通信号控制系统可以与其他智能交通管理系统集成，以实现更高效的交通管理。

例如，与交通管理中心的系统整合，可以使交通信号根据整个城市的交通状况进行协调和调整。

此外，交通信号控制系统还可以与智能车辆系统集成，以提供更好的交通导航和交通信息。

5.数据分析和预测：6.系统监控和故障排除：为了保证交通信号控制系统的正常运行，系统监控和故障排除是必不可少的。

监控中心可以监测信号灯的运行状态，并及时发现和解决任何故障。

此外，交通信号控制系统还可以实现远程操作和管理，便于维护和调整系统。

综上所述，一个完善的交通信号控制系统技术方案应该包括交通流量检测技术、信号控制算法、无线通信技术、智能交通管理系统、数据分析和预测以及系统监控和故障排除等方面。

这些技术的综合应用可以提高交通流动性，减少交通拥堵，提高交通安全。

交通指挥系统中的信号控制算法的使用技巧交通拥堵是城市交通管理中常见的问题，如何合理地控制交通信号，优化交通流量，提高交通效率对于缓解交通拥堵至关重要。

在交通指挥系统中，信号控制算法被广泛运用于调控交通信号，本文将介绍交通指挥系统中的信号控制算法的使用技巧。

一、基本原理信号控制算法的目标是在给定的时间内最大限度地增加通过交叉路口的车辆数量，并减少车辆的等待时间。

基本原理是根据实际交通情况和交通需求，动态调整信号灯的变化规律，将交通流量最大化地分配到各个方向，并确保交通的安全性和高效性。

二、常见信号控制算法1. 定时控制算法定时控制算法是最简单、最常见的信号控制算法之一。

它根据交叉口的交通需求情况，通过预设的时间表来控制信号灯的变化。

优点是简单易行，适用于交通流量相对较小的路口。

缺点是无法应对交通流量的变化，可能导致交通堵塞。

2. 检测器控制算法检测器控制算法是一种基于交通流量检测器的信号控制方法。

通过设置车辆检测器来实时监测路口各个方向的车流情况，根据实时数据调整信号灯的变化时间。

优点是可以根据交通流量的实际情况灵活调整信号控制，减少交通堵塞。

缺点是需要额外的设备，并且对车辆流量检测器的精度要求较高。

3. 队列长度控制算法队列长度控制算法是一种基于路口车辆排队长度的信号控制方法。

通过设置车辆排队长度检测器来监测路口排队的车辆数目，根据队列长度调整信号灯的变化时间。

该算法适用于应对交通流量突发增加的情况，能够快速调整信号控制以缓解交通拥堵。

缺点是需要准确的排队长度检测器，并且对于车辆流量波动较大的路口来说，算法的精度可能较低。

三、使用技巧1. 结合实时交通数据在使用信号控制算法时，结合实时的交通数据是非常关键的。

通过在交叉口设置车辆检测器和排队长度检测器，可以实时监测交通流量和车辆排队情况，并根据实际数据调整信号控制。

这样可以更加准确地控制信号灯的变化，提高交通流量的分配效果。

2. 预测交通需求根据历史数据和实时数据，可以对交通流量进行预测。

HiCon智能交通信号控制系统青岛海信网络科技股份有限公司2008年1月目录1海信交通信号控制系统介绍 (1)1.1系统概述 (1)1.2系统特点 (2)1.3H I C ON交通信号控制系统软件功能 (2)1.4HSC-100交通信号机 (4)1.4.1概述 (4)1.4.2 3.4.2信号机的生产和检测 (5)1.4.3信号机功能 (7)1.4.4信号机性能指标 (7)1海信交通信号控制系统介绍1.1系统概述“HiCon交通信号控制系统”是我公司开发的交通控制领域高端产品，该产品与国内著名高校强强联合，应用国际领先技术，结合国内复杂交通特征及国外城市交通特点研发，为同内外城市提供完备的交通管理与控制方案、自适应控制系统软件及系统兼容的信号机，我公司对该产品具备自主知识产权。

“HiCon交通信号控制系统”是包括HiCon交通信号控制系统中心软件、HSC系列交通信号机和CMT交通信号机配置与维护工具软件。

图1 海信交通信号控制系统结构图系统的结构图如上图所示，分为管理控制平台、中心控制级、通信级和路口控制级。

路口级交通信号机通过串行通信或以太网连接到控制中心，通信协议采用的是NTCIP。

路口信号机实时从路口采集交通流量、时间占有率、速度等信息，并实时上传到中心机级，存入实时和历史数据库，为路口的统计分析提供数据，提供辅助决策支持和交通信号设备维护与管理。

控制中心根据实时的检测信息对当前的交通状态进行合理决策，对所控制的路口信号配时参数进行实时优化，并将优化结果下达给信号机执行，目的在于减少车辆及行人等待时间，缓解城市交通拥堵，降低环境污染，实现对城市交通的最佳控制。

1.2系统特点（1）系统的应用范围广，可以用于城市的一般交叉口控制、也可以用于快速路、高速路的匝道、车道灯的控制，同时还能用于公交优先的控制。

（2）系统采用的是NTCIP通信协议，NTCIP作为美国乃至整个北美地区的智能交通系统的标准通信协议，体系完整，通用性与兼容性好。

欢迎共阅HiCon 自适应交通信号控制系统系统概述??? “HiCon 交通信号控制系统”是青岛海信网络科技股份有限公司斥巨资开发的ITS 行业交通控制领域高端产品，该产品应用国际领先技术，结合复杂交通特点研发，主要为城市交通提供实时控制的软件及精品文档，超值下载与软件兼容的信号机。

??? “HiCon 交通信号控制系统”是路口信号机、通信服务器到区域控制服务器、中央控制服务器的整套解决方案，包括HSC-100系列交通信号机、HiCon 交通信号控制系统软件、CMT 交通信号机配置与维护工具?系统具备良好的故障诊断功能：实时显示路口设备故障状况，并能通过网络实现信号机的远程维护功能。

?系统采用方案选择与方案生成相结合的实时优化算法。

?利用先进的预测及降级技术，使得系统对检测器的依赖性大大降低。

?交通信号机的CPU 采用的32位的芯片，控制功能强大。

?交通信号机能够实现实时倒计时功能。

系统功能?系统用户管理； ? 系统设置功能；? 系统子区授权；? 系统功能定义；? 系统设备管理；? 系统区域管理；? 系统路口管理；? GIS操作功能；? 交通监视功能；? 查询统计功能；? 日志管理；? 交通控制参数设置功能。

? 数据采集功能：信号机可以连接多种检测器，能够采集各种交通信息；? 数据断电保存功能；? 多信号机区域协调控制功能；? 主从式线控功能；? 无电缆线控功能；? 单点感应控制功能；? 单点优化控制功能；? 动态方案选择功能；? 多时段控制功能；? 手动控制功能；? 黄闪控制功能；? 全红控制功能；? 关灯控制功能；? 行人过街按钮功能；? 特殊控制功能：紧急车辆优先控制功能和公交优先控制功能。

（3）信号机技术指标? 16个独立的相位设定；? 配时方案数32个；? 最大阶段表数8个，每个阶段表的最大阶段数16个；（2）信号机控制功能??? HSC-100B信号机的功能很多，除了和HSC-100A信号机具有相同的功能外，还具备如下功能：? 自适应控制? 路段行人过街协调控制? 倒计时功能（3）端口指标?32相位，96路灯控端子? 32路机动车检测器? 8路行人按钮? 8路自行车检测器? 预留8个开关量输入接口? 8路继电器输出??? 其余通信接口、电气指标、环境指标与HSC-100A信号机相同。

HiCon交通信号控制系统的控制算法及应用张本令汪志涛管德永一、引言交通信号控制是交通工具现代化的产物。

在平面交叉口，为了把可能发生冲突的车流从时空上分离，必须通过交通信号对交通流进行有效的引导和调度。

1868年，英国伦敦安装了世界上第一组交通信号灯。

1914年以及稍晚一些时间，美国的一些城市也出现了交通信号灯。

1963年，加拿大多伦多市建立了一套由IBM650型计算机控制的交通信号协调控制系统，这标志着交通信号控制技术进入了一个新的发展时期。

该系统第一次把计算机技术用于交通控制，大大提高了控制系统的性能和水平。

在此之后，美国、英国、澳大利亚、法国、日本等国家相继建成以计算机为核心的区域交通控制系统。

上个世纪七八十年代，中国开始了研究和开发交通信号控制系统，并且得到了应用，但这些系统没有充分考虑中国的复杂的交通特征，所以应用效果不好。

为了解决上述问题，我公司开发了实时自适应交通信号控制系统HiCon，该系统充分考虑国内城市的复杂特征，同时借鉴了国外交通信号控制系统的成功经验，从目前在福州的应用效果来看，系统的控制效果比较理想。

二、HiCon交通信号控制系统简介2.1 系统结构HiCon交通信号控制系统是我公司自主研发的适合复杂交通特征的控制系统，系统采用的是多层次分布式控制结构，结构如下图所示，控制结构共分为四层：（1）控制平台层：提供与其它系统以及平台的接口；（2）控制中心层：具有管理、控制、监视等功能，同时还能处理、保存、查询交通信息等功能；（3）通信层：能够采用多种接口实现通信功能；（4）路口层：具有控制、采集、存储等功能。

系统提供的产品主要有包括中心软件和配置软件等软件产品，还有系列信号机和检测器等硬件产品。

2.2 系统算法概述HiCon系统具有完整的算法体系，包括区域协调控制算法、感应式协调控制算法、行人二次过街算法、城市快速出入口与城市路口的协调控制算法以及突发事件的检测算法，这里只简要说明其中的区域协调控制算法、城市快速出入口与城市路口的协调控制算法和突发事件的检测算法。

HiCon自适应交通信号控制系统系统概述“HiCon交通信号控制系统”是青岛海信网络科技股份有限公司斥巨资开发的ITS行业交通控制领域高端产品，该产品应用国际领先技术，结合复杂交通特点研发，主要为城市交通提供实时控制的软件及与软件兼容的信号机。

“HiCon交通信号控制系统”是路口信号机、通信服务器到区域控制服务器、中央控制服务器的整套解决方案，包括HSC-100系列交通信号机、HiCon交通信号控制系统软件、CMT交通信号机配置与维护工具软件。

系统结构系统结构系统特点系统采用的是NTCIP通信协议，NTCIP作为美国乃至整个北美地区的智能交通系统的标准通信协议，体系完整，通用性与兼容性好。

高效、可靠、开放的通讯子系统，保证了内部实时通讯的可靠性、效率、可扩展性；同时，真正实现了系统的开放性；系统接口透明，提供二次开发能力，便于多系统的集成。

系统具备良好的故障诊断功能：实时显示路口设备故障状况，并能通过网络实现信号机的远程维护功能。

系统采用方案选择与方案生成相结合的实时优化算法。

利用先进的预测及降级技术，使得系统对检测器的依赖性大大降低。

交通信号机的CPU采用的32位的芯片，控制功能强大。

交通信号机能够实现实时倒计时功能。

系统功能系统用户管理；系统设置功能；系统子区授权；系统功能定义；系统设备管理；系统区域管理；系统路口管理；GIS操作功能；交通监视功能；查询统计功能；日志管理；交通控制参数设置功能。

实时自适应优化控制；固定配时控制；联机线控；感应式线协调控制；紧急车辆优先控制；警卫路线设定功能；强制控制功能。

HSC-100A集中协调式信号机（1）信号机特点信号机采用了NTCIP通信协议，提供符合标准的协议接口，信号机嵌入式系统已经通过中国软件评测中心的测试；采用Motorola的32位微处理器MCF-5272，保证了信号机能承担复杂的运算，并实现强大的通信功能，保证系统的基于NTCIP通信机制；既可单点独立运行，也可与网络完美集成，组成区域交通控制网络；可与视频检测器和环形线圈车辆检测器无缝集成，实现自适应控制，提高系统控制水平，减少系统维护工作；信号机控制特征参数可以通过中心客户端、现场用的信号机维护工具和手持终端进行配置，方便用户的应用；信号机具有驱动可变标志的功能；信号机算法丰富，可提供单点优化控制算法、单点感应控制算法和单点方案选择控制算法等。