交通信號燈配時技術向懷坤第二講交通信號控制設備討論一：交通信號控制系統哪些設備構成，能否列舉幾款產品？討論二：信號控制設備有哪些性能指標？討論三：關于交通信號控制設備的安裝工程？交通信號控制系統由哪些設備構成？一、交通信號燈交通信號燈色代表什么含義？1．對于指揮燈信號(1)綠燈亮時，準許車輛、行人通行，但轉彎的車輛不準妨礙直行的車輛和被放行的行人通行；(2)黃燈亮時，不準車輛、行人通行，但已越過停止線的車輛和已進人人行橫道的行人，可以繼續通行；(3)紅燈亮時，不準車輛、行人通行；(4)綠色箭頭燈亮時，準許車輛按箭頭所示方向通行；(5)黃燈閃爍時，車輛、行人須在確保安全的原則下通行。2．對于車道燈信號(1)綠色箭頭燈亮時，本車道準許車輛通行；(2)紅色叉形燈亮時，本車道不準車輛通行。3．對于人行橫道燈信號(1)綠燈亮時，準許行人通過人行橫道；(2)綠燈閃爍時，不準行人進入人行橫道，但已進人人行橫道的，可以繼續通行；(3)紅燈亮時，不準行人進入人行橫道。LD—控制信號輸入端；OPC1—光電耦合器（隔離作用）；SSR—固體開關；TL－交通信號燈；F－過流保險絲；T－電流互感器；DB－橋式整流器（檢測作用）；OPC2－光電耦合器（確認作用）；LA－信號輸出端。信號燈組驅動電路作業：根據所學電工電子基礎知識，設計一個控制信號燈不斷閃爍的電路，并且制作出來。二、交通信號燈桿交通信號燈桿的結構？交通信號燈桿的施工與安裝要求？1、交通信號燈桿一般為倒L型立桿與橫支臂構成，立桿與橫支臂之間通過法蘭盤連接。2、立桿的整體高度一般為5m，立桿采用Φ159×6直縫鋼管；立桿與橫支臂的連接端頭(0.2m)采用Φ89×4.5直縫鋼管，焊接加強板(δ10鋼板)保護；立桿與基礎采用法蘭盤加預埋螺栓連接，焊接加強板(δ10鋼板)保護；橫支臂與立桿端頭連接方式采用法蘭盤連接，并進行焊接加強板(δ10鋼板)保護。3、橫支臂根據路面車道寬度確定。4、燈桿整體采用熱鍍鋅。5、加工、制作、安裝交通標志桿及基礎施工包括：選購材料、焊接管材、鍍鋅處理、預埋基礎、組織安裝等均按規范進行。三、交通信號機交通信號機的功能、結構？交通信號機的施工安裝與參數設置？網絡交通信號機的工作參數設置？交通信號機干道綠波控制手動控制定周期控制多時段控制感應控制交通控制模式：自適應控制區域協調控制區域自適應控制點控線控面控交通信號機的基本功能：1)聯機控制

在聯機控制方式下，交叉路口的信號機受上位控制計算機的控制，信號機將自身的運行狀態、控制方式、路口車輛檢測器的信息通過通信網絡傳至上位機，并且接收上位機的控制信息，執行相應的控制方案。2)車輛感應控制

在感應控制方式下，交叉路口的信號機不受上位計算機的控制，而是根據該路口各個方向檢測的車流量，選擇某——控制策略，使得通行能力最大、或排隊長度最短、或堵塞最小，實現對路口車流量的優化控制。3)多時段控制在多時段控制方式下，用戶將一天劃分為多個時段，并為每個時段設置一個方案，信號機按時間順序在不同的時段內執行相應的方案。多時段控制方式至少需要設置一個時段和與之對應的方案，否則多時段控制無效。而對于平時和特殊日(法定假期，節日等)的時段劃分和方案設置可以有所不同，并通過對信號機進行特殊日設定，使得信號機能在特殊日運行相應的時段方案設置。4)定周期控制在定周期控制方式下，信號機將循環執行指定的周期方案，使信號燈燈色按固定周期循環變化。5)手動控制手動控制用于需要人工干預的特殊情況。可以通過信號機控制面板上的手動按鈕開關實現自動與手動切換，其步伐的切換通過手動步進按鈕實現。手動控制方式結束后，按原定周期，多時段，感應控制和聯機控制的順序各執行一個周期以測試信號機，最終執行最高級的可執行控制方式。6)閃光控制交叉路口的黃燈或紅燈以規定的頻率進行閃光控制。信號機在下述4種情況下進入閃光控制：(1)軟件設定：用戶可以通過控制面板來設置各種日期類型的閃光起始時間和終止時間。在多時段控制方式下，在到達設定時間時信號機自動進入或退出閃光狀態。(2)維修手動：在信號機需要維修時，用戶可以把面板上的閃光開關撥到“閃光”狀態，信號機立即進入閃光控制，直到閃光開關被撥到另一狀態。(3)綠沖突故障：信號機可以對綠燈信號進行檢測，通過沖突邏輯分析，實現綠沖突檢測功能。當產生綠沖突現象時，信號機將自動進入閃光狀態。(4)自動降級：自動降級功能是指信號機發生故障時，信號機按照聯機控制、感應控制、多時段控制、定周期控制和閃光控制的順序實現控制方式的降級，以保證對路口交通的有效控制。7)調光控制調光控制是指信號控制機對信號燈亮度的調節，用戶可以通過人機接口部分，為信號機設置調光控制的起始時間和終止時間，信號機在到達設定時間時進入或退出調光控制。在進入調光控制后，信號機原來的控制方式和控制方案不變，但信號燈的亮度有所下降。該控制方式主要適用于夜間控制，避免因為光線過強而使駕駛人“眩目”。8)滅燈控制同閃光控制方式一樣，用戶可以通過人機接口部分設置信號機滅燈的起始時間和終止時間。到達設定的起始時間時信號機的信號燈將全部熄滅，到達設定的滅燈終止時間時信號燈將啟亮，執行其他相應的控制方式。滅燈控制一般用于夜間車流量較小的場合。交通信號機分類：1)定時信號控制機機電型：它由同步電動機、定時刻度盤、定時鍵、控制周期時長的齒輪、凸輪軸、凸輪、凸輪啟動裝置等部件組成。控制機的信號周期時長設定在周期齒輪上，由電動機帶動周期齒輪，周期齒輪又帶動定時刻度盤轉動。

電子型：目前大量使用的電子型定時信號控制機，其各功能部分都做成集成電路板，將集成電路板插入板座內，連線后，總機運行時實現各項操作功能。定時信號的配時方案也做成線路板，并使用插銷式、數字鍵盤式或字輪式等各種配時盤來設置配時方案。交通信號機分類：2)感應式信號控制機感應信號控制機可以分為半感應信號控制機與全感應信號控制機。其中，半感應信號控制機有兩種：一種是對非主要道路的所有信號相位提供感應控制的信號控制機，其對主要道路不執行感應控制，另外一種是對主要道路的信號相位提供感應控制的信號控制機，其對次要道路不執行感應控制；全感應信號控制機將對所有信號相位都執行車輛感應控制。全感應控制機可以對一個簡單的十字交叉口進行控制，也可以對帶有多條支路的復雜交叉口進行控制。交通信號機分類：3)協調式信號控制機協調式信號控制機是城市交通自適應控制系統中的重要組成單元，可以使自適應控制系統根據交通流的實際狀態對區域、子區、路口信號參數進行實時動態調整，使得車輛通行效率達到最佳。協調式信號控制機將實時監視子區內信號機的工作狀態、車輛檢測器的狀態以及信號燈的狀態，如有故障發生，實時向控制中心發送故障信息及故障發生變化后的信息。協調式信號控制機可以進行交通流量采集、統計以及相應的制表，而且具有自動升降級控制處理、進行鎖相位、鎖周期、鎖方案、開關燈、黃閃、特種車輛優先等功能，必要時還可以進行人工干預。MTC-2000交通信號機MTC-2000交通信號機不僅可滿足交通控制需求，而且易于現場安裝及維護，在硬件架構采用模塊化功能設計，提供RS-485接口連接外圍設備，機柜采用3.2mm厚鋁合金制品，同時預留放置未來擴充設備空間，信號機提供24Pin電力連接器與燈號纜線連接，減少安裝及換裝配線時間，降低轉接信號機所造成之路口交通沖擊。組成及架構MTC-2000組成及架構MTC-2000交通信號機1.控制單元控制單元為信號機之核心，依預設之日程表、周程表、法定假日等不同交通型態需求時段，選擇配時方案執行路權分配，接受行人及火車優先控制信號并接受中心計算器下傳優化配時，執行燈號變換并監視燈號沖突、電源電壓、燈泡及燈相輸出模塊是否故障要。(1)微處理器模塊A.CPU：MOTOROLA68HC00016bit，工作頻率：8MHZ。B.內存：EPROM256KB。SRAM256KB，內含1F金電容，停電時數據至少可保存100小時。C.輸出/入：a.輸出接口：44點開路集極NPN晶體管輸出，驅動固態負載開關(SolidStateLoadSwitch)，有效動作為〝0〞V(ActiveLow)。b.輸入接口：32點光藕合隔離器(OptoisolatorIC)，隔離外界與內部電路，提供車輛或行人檢測器、小門手動、全紅、閃爍、關閉信號燈及箱門開關等輸入信號使用。D.實時時鐘：采用DS12887時鐘IC，準確度±20PPM(±20×10－6秒)具三種自動校時功能，停電時可維持繼續執行時鐘運作一年以上。E.看護時鐘：一組，監視CPU動作。(2)監視模塊A.燈號沖突檢測：利用綠燈回授信號再以軟件判別是否燈號沖突。B.燈號監視：可控硅打穿、燈泡燒壞、信號燈開關關閉等監視。C.電源電壓監視。(3)顯示控制面板模塊A.設定、查詢鍵盤：包含0-9、A-F、↑、↓、→、←、、F1、F2、F3等24數/文字及功能：(A)0~9、A~F為設定鍵。(B)↑為光標往上移鍵。(C)↓為光標往下移鍵。(D)→為光標往右移鍵。(E)←為光標往左移鍵。(F)為功能進入鍵。(G)F1為退出鍵。(H)F2為刪除鍵。(I)F3為保存鍵。(3)顯示控制面板模塊B.控制開關：包含手動按鈕、手動/自動、閃光/自動、全紅

/自動、測試、背光、重置等開關。(A)全紅

/自動：開關撥到全紅位置時執行四面全紅燈號。(B)閃光

/自動：開關撥到閃光位置時執行閃燈。(C)手動/自動：手動時維持燈號不變，(每一步階時間上限可由主菜單第2)項“基本資料”之第2)項功能“設定信號機組態”之“手動超時”上限設定。a.手動：開關撥至手動位置信號機燈態維持不變，步階秒數往上數，配合手動鈕動作改變燈態。b.自動：正常運作位置，信號機依日程表、周程表及中心下傳優化配時方案，執行燈號變換。(3)顯示控制面板模塊(D)手動鈕：此控制開關配合上述手動開關執行變換燈態。(E)測試：為一自動復原開關，撥至測試位置時，信號機執行自我診斷測試。(F)背光：撥至此位置LCD顯示屏將增強亮度，以利夜晚使用。(G)重置：為一防止誤觸之隱密開關，按此開關時，信號機將重新啟動。(H)LED：對應路口燈態顯示及異常指示燈(檢測器、配時方案、離線操作、微處理器、燈相輸出、燈泡)。(J)LCD顯示屏：如下圖(4)電源模塊：提供控制單元所需+5VDC電源，另提供二只LED指示燈，其中一只為+5VDC電源指示，另一只為+24VPHO電源指示，+24VPHO提供燈相輸出模塊使用。(3)顯示控制面板模塊2.燈相輸出模塊模塊化設計，利用DIN41612H15連接器與背板（Back

plane）介接，接受微處理器模塊輸出驅動信號控制可控硅，執行燈泡亮或滅控制。(1)16A400VAC可控硅（TRIAC）當作固態負載開關（SolidStateLoadSwitch

），執行燈泡亮、滅控制，每一模塊提供八只可控硅組件。(2)每一驅動輸入信號以光藕合隔離器（Optoisolator）與可控硅隔離，避免反饋電壓損及內部電路。(3)每一固態負載開關加裝突波吸收器（Varistor）及保險絲，防止雷擊突波過電壓及過電流保護。(4)每一燈相輸出模塊提供二組紅、黃、綠、及一組行紅、行綠共八只可控硅組件控制燈泡亮、滅。(5)每一燈相輸出模塊面板提供LED指示燈對應運作中之燈號，定義由上而下，燈相輸出模塊排列定義如：排列定義說明：左1：(北口)左紅、左黃、左綠、直紅、直黃、直綠、行紅、行綠左2：(東口)左紅、左黃、左綠、直紅、直黃、直綠、行紅、行綠左3：(南口)左紅、左黃、左綠、直紅、直黃、直綠、行紅、行綠左4：(西口)左紅、左黃、左綠、直紅、直黃、直綠、行紅、行綠左5：(北口)右紅、右黃、右綠、(東口)右紅、右黃、右綠左6：(南口)右紅、右黃、右綠、(西口)右紅、右黃、右綠3、閃爍模塊微處理器模塊故障或綠-綠沖突時執行閃燈控制。4、電源配置電源配置包含2A220VAC插座、信號機電源開關、3A保險絲、RS-232接口及交流電源噪聲（Noise）抑制裝置。(1)2A220VAC插座：提供外接設備電源。(2)信號機電源開關：提供電源供應器及變壓器（Transformer）之交流電源，關閉時整部信號機停止運作。(3)3A保險絲：信號機控制電路過電流保護。(4)RS-232C接口：一組與手提測試機連接，另一組備用，可與光端機或調制解調器連接。(5)交流電源噪聲抑制裝置：防止電源瞬間浪涌輸入影響信號機正常運作之裝置。5、輸出/輸入連接器及信號燈開關

信號燈開關、信號燈電力輸出連接器、外圍輸入連接器及電源接線端子板。(1)電源接線端子板：連接220VAC電源線輸入，分別為220V（Line）OV（Neutral）及地線（EarthGround）。(2)信號燈開關：其主要功能為關閉信號燈輸出時信號機內部仍可正常運作。(3)信號燈電力輸出連接器：提供二組（每組含24接點），一組連接北口及東口燈號，另一組連接南口及西口燈號。連接器、電源接線端子板及信號燈開關圖外箱機柜：由主箱體、側邊執勤手動小門，外圍控制纜線與信號機介接接線板三大部分組成。外箱機柜正視圖(1)主箱體

A材料采用AL5052-H34鋁合金，厚度3.2mm。B箱體附屬品螺絲、螺帽、華司、箱門鉸煉及鉸煉閂采用#304不銹鋼。C箱體內提供操作說明書放置匣。D箱體與箱門接合處具導水槽，箱門邊緣貼橡膠密合墊。E箱體側門提供一小門，內設置交通執勤操作面板。F箱門內具固定閂，固定箱門啟之位置，方便維修人員作業。G箱體預留平臺，供放置其它ITS擴充相關設備。H箱體門鎖為統一鎖，方便管制。I箱體具通風扇及通風過濾孔散熱裝置。J箱體粉體涂裝加溫烘烤，顏色為灰色。(1)主箱體

A材料采用AL5052-H34鋁合金，厚度3.2mm。B箱體附屬品螺絲、螺帽、華司、箱門鉸煉及鉸煉閂采用#304不銹鋼。C箱體內提供操作說明書放置匣。D箱體與箱門接合處具導水槽，箱門邊緣貼橡膠密合墊。E箱體側門提供一小門，內設置交通執勤操作面板。F箱門內具固定閂，固定箱門啟之位置，方便維修人員作業。G箱體預留平臺，供放置其它ITS擴充相關設備。H箱體門鎖為統一鎖，方便管制。I箱體具通風扇及通風過濾孔散熱裝置。J箱體粉體涂裝加溫烘烤，顏色為灰色。外箱機柜背視圖外箱機柜側視圖接線板定義圖(一)、電氣需求1.消耗電力：220VAC0.15A（不含燈泡負載）。2.電源瞬斷：電源瞬斷時間小于或等于500ms，仍可正常運作。3.交流漏電流：小于3.5MARMS。4.絕緣耐壓：電源初級端與機殼間施加1000VRMS電壓一分鐘，電壓增加率不超過300RMS/秒。5.振動（Vibration）：峰值振幅0.38mm，頻率由5HZ升至55HZ再降至5HZ，掃描15分鐘。6.沖擊（Shock）：沖擊強度20G，沖擊振波時間11MS，每軸作三次同樣之沖擊。7.雷擊：上升時間1.2μs振續時間50μs，10kV以內。(一)、電氣需求1.消耗電力：220VAC0.15A（不含燈泡負載）。2.電源瞬斷：電源瞬斷時間小于或等于500ms，仍可正常運作。3.交流漏電流：小于3.5MARMS。4.絕緣耐壓：電源初級端與機殼間施加1000VRMS電壓一分鐘，電壓增加率不超過300RMS/秒。5.振動（Vibration）：峰值振幅0.38mm，頻率由5HZ升至55HZ再降至5HZ，掃描15分鐘。6.沖擊（Shock）：沖擊強度20G，沖擊振波時間11MS，每軸作三次同樣之沖擊。7.雷擊：上升時間1.2μs振續時間50μs，10kV以內。(二)、使用環境1.電源需求：180~250VAC50±3HZ。2.適用溫度：-20℃~70℃。3.相對濕度：5~95%（不結露）。(三)、設備重量：1.信號機：(1)重量約30Kg。(2)尺寸：寬400×高758×深290（mm）。2.機柜：(1)重量約85Kg。(2)尺寸：寬1060×高1197×深554（mm）。系統核心架構圖(一)設備基本數據：1.日期、時間。2.設備編號。3.開機啟始燈態為閃燈或全紅及其時間(3-9秒)選擇設定。4.閃燈為干支道均閃黃或干道閃黃，支道閃紅或四面閃紅三種選擇。5.執行閃燈時，行人紅燈閃爍或不輸出，行人清道閃爍燈態分為行人綠燈閃或行人紅燈閃供選擇。6.紅燈結束變綠燈是否同亮黃燈再變綠燈或紅燈閃爍供選擇。7.手動超時上限門坎值設定(0~99分)。8.時間調整分為中心對時、軟件調整、50HZ及GPS衛星定位對時等四種軟件功能供選擇。9.車輛檢測器，對應燈組及功能(延遲、延伸、計數)設定。功能特征10.車輛檢測器，異常判別門坎值設定：(1)五分鐘總流量值。(2)車輛停留檢測區總時間值。(3)無車輛經過檢測區總時間值。11.信息上傳中心計算器傳輸周期(Period)。

功能特征(二)配時方案：1.配時數據范圍：每一配時方案均具如下基本參數(1)每一相位最短綠燈時間(含綠閃、行人綠閃、行人紅)：…………0~255秒。(2)每一相位最長綠燈時間:……………0~255秒。(3)行人綠閃或行人紅閃時間:(☆只可選擇一種)……0~99秒。(4)行人紅清道或綠燈閃時間:(☆只可選擇一種)………0~99秒。(5)每一相位黃燈時間：……0~9秒。(6)每一相位全紅時間:……0~9秒。(7)每一相位綠燈時間:……0~9秒。(8)每一相位綠燈時間:行人綠+行人綠閃或行人綠+行人綠閃+綠閃/行人紅(☆綠閃、行人紅只可選擇一種)………0~255秒。(9)相位差時間:…………...0~255秒。(10)周期長度:…………….0~255秒。(1)提供48組配時方案，每一方案可任意設定相位差、周期長度、(信號機計算)相位時間(不含黃燈及全紅清道時間)及相位控制編號。(2)開機啟始燈態可選擇北、東、南、西四種基本方向。(3)操作者可選擇相位控制編號執行相位控制。(4)配時轉換二周期內完成。(三)日時方案：1.20組日時方案供周內日(星期一至星期日)及法定假日選擇使用.2.每一日時方案提供36組時段數。3.每一時段可任選一種(1-~48組)配時方案及(1-~16種)感應方案。4.提供20組法定假日，每一法定假日任選一組日時方案執行。5.法定假日具連續日期設定執行能力。(四)綠波帶協調(coordination)：1.接受中心計算器優化配時方案或對時指令執行綠波帶連控。2.平常利用50HZ當作時間基準執行無線連控(WirelessCoodiration)停電時以實時時鐘(RealTimeClock)IC為時間基準。3.接收衛星定位系統(GPS)對時執行無線綠波帶連控。(五)特殊控制：1.行人感應：具下列二種控制方式(1)平常閃爍，接受到行人申請訊號后執行三色信號控制。(2)平常維持主干道常綠接受行人申請訊號后執行三色控制。2.公車感應：接受公車感應信號，延長公車行駛方向綠燈時間，或提前非公車行駛方向紅燈時間，使公車順利通過。3.匝道感應：接受排隊感應信號，下匝道綠燈時，延長綠燈時間，下匝道紅燈時，提前綠燈時間開啟。4.火車優先控制：接受到鐵路申請訊號后維持與鐵路平行方向長綠。5.減光控制：信號燈若使用燈泡時，具減光功能減光比例為100%、75%、50%三種。(六)相位控制：1.內存儲存多種相位控制組合，可依編號選擇執行。2.由面板依實際需求重新設定相位控制排序組合，存于SRAM中。(七)實時狀況顯示及記錄：1.現行配時方案。2.現行控制模式。3.現行輸入信號。4.通訊傳輸狀況。(八)公用功能：1.配時方案拷貝(COPY)。2.綠-綠沖突訊號。3.裝機對應燈泡點燈輸出測試。4.燈泡消耗電流值查詢。(九)通訊功能1.現行燈態、硬件狀態及交通數據依傳輸周期或中心查詢回報。2.接收下傳配時方案、日時方案、日期時間、特勤控制參數、感應控制參數、減光控制、控制策略或查詢。3.路口現場要求中心下傳日時方案、配時方案、相關參數數據及日期時間。4.自動回報現場操作狀態或某項控制策略啟始、結束，手動超時及數據庫更動。(十)異常處理功能1.綠-綠沖突執行閃黃燈。2.配時方案異常執行第48組配時方案，第48組配時異常執行閃黃燈。3.微處理模塊故障執行閃黃燈。4.與中心計算器離線，自動依日時方案、配時方案執行三色燈控制。5.感應控制、檢測器故障或感應方案設定錯誤，自動依日時方案、配時方案執行三色燈控制。(十一)硬件狀態監視及時間記錄1.箱門打開關閉時間記錄。2.AC220V電源斷電及復電時間記錄。3.綠-綠沖突發生時間記錄。4.紅燈故障時間記錄。5.通訊離線及回復在線時間記錄。6.可控硅故障時間記錄。7.配時異常時間記錄。8.檢測器故障時間記錄。