高速公路交通机电新技术发展应用.ppt

高速公路机电系统新技术发展与应用 长安大学 电子与控制工程学院 许宏科 xuhongke@263.net 主要内容 高速公路交通工程简介 高速公路机电系统 高速公路通信系统 高速公路监控系统 高速公路收费系统 新技术探讨 OTN光纤通信平台 汽车牌照识别技术及其应用 车型识别技术及其应用 收费系统新模式探讨 电子收费系统 联网收费 公路隧道交通工程设计 高速公路交通工程 1.1 交通工程的定义 我国1987年出版的《中国大百科全书》对交通工程的定义是：“交通工程是道路交通的发生、构成和运动规律的理论及其运用的科学，是由道路工程科学衍生而发展的。研究的对象是人、车、路及其与士地的使用、房屋建筑等综合环境之间的相互关系。目的是探求使道路交通系统运输能力最大、经济效益最高、交通事故最少和公害程度最低的科学技术措施，从而指导道路系统的规划建设和交通系统的运行管理。” 1.2 交通工程学科主要内容 “人、车特性的研究、交通流理论、交通调查、交通规划、道路通行能力、停放车、几何设计、道路交叉、交通事故和安全、交通信号和系统、交通公害、电子信息系统和交通控制、公共交通和交通节能。” 交通工程应是以道路交通为研究对象，以人、车、路和环境的相互关系为研究背景的科学。 1.3 高速公路机电系统主要内容 通信系统 监控系统 收费系统 供电系统 高速公路通信系统 2.1 高速公路信息的类型 语音 数据 图像 2.2 高速公路通信的特点 专用性强 需要传输的信号种类繁多 通信方式繁多 要求高可靠性 2.3 高速公路通信系统的组成 主干传输 光纤通信 微波通信 卫星通信 程控数字交换机系统 数据传输业务 收费系统数据传输 监控系统数据传输 管理部门间报文传送 高速公路监控系统 3.1 监控系统概述 监控的必要性 高速公路道路本身在规划设计过程中已经充分考虑到要使车辆高速、安全、舒适地行驶，考虑到道路景观的美化。但是，高速公路建成后的交通状况和道路环境状况不是一成不变的，在很大程度上表现随机性。 交通流本身、交通干扰、道路环境。 高速公路监控系统正是针对这些变化着的道路交通状态而设置的，它将进一步确保高速公路交通的高速、安全和舒适 3.2 监控系统功能与特点 监控系统功能 信息采集 信息处理 信息发布 监控系统特点 高速公路监控系统的功能决定了系统必须具有： 实时性、稳定性和功能可扩充性等特点。 3.3 监控系统结构 信息采集子系统 交通流信息 气象信息 道路环境信息 异常事件信息 3.3 监控系统结构 监控中心（监控室） 监控中心是介于信息采集子系统和信息发布子系统之间的中间环节，是监控系统的核心部分。 主要职能是信息的接收、分析、判断、预测、确认、交通异常事件的处理决策、指令发布、设备运行状态的监视和控制等。 监控中心通常由计算机系统、室内显示设备和监控系统控制台组成。 监控中心的主要硬件设备 综合控制台 交通监控单元 紧急电话控制单元 闭路电视控制单元 显示设备 大屏幕投影仪 大型地图板 系统软件 系统支撑软件 监控应用软件 3.4 高速公路交通流控制 主线控制 匝道控制 路网控制 3.4.1 主线控制 高速公路主线是相对于高速公路匝道及周边集散道路而言的概念。 它既包含立交与立交之间的普通路段，也包含大桥、隧道等特殊路段。 保证主线交通畅通是高速公路监控系统的基本任务，因此主线监控系统是整个高速公路监控系统的基础。 3.4.1.1 主线控制策略 主线告警、诱导和限速 主线告警、诱导和限速控制基于主线交通事件特别是基于各种因素引起的交通阻塞。 事件发生后监控系统尽快发现异常是非常必要的。 主线监控系统对交通事件的自动检测是最基本的功能。 3.4.1.2 特殊路段控制 弯道速度告警控制 纵坡告警控制 雾区路段控制 结冰路段控制 3.4.1.3 变向车道控制 变向车道控制就是用控制手段使某一条车道在某一时间正向开通，在另一时间反向开通以便有效地利用高速公路的通行能力。 3.4.2 匝道控制 控制原理 匝道控制是高速公路交通控制的一部分。 匝道控制主要是在高速公路入口匝道处设置交通信号装置，通过信号灯的周期变化，调节高速公路匝道交通量，从而减少或消除高速公路主线上的交通阻塞 。 3.4.2.1 匝道控的原则 匝道控制的原则是限制进入高速公路的车辆，使高速公路自身的需求不超过其通行能力，在高速公路上形成并保持无中断、无阻塞的变通流。 3.4.2.2 匝道控制的策略 一是分散策略，即减少入口匝道的交通需求，把交通流量分散到其它替代路线上去。 二是延迟策略，即在分散策略不可行的情况下，减少匝道交通流区域的摩擦，延迟高峰时阻塞的开始