路口红绿灯设计方案.docx

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路口红绿灯设计方案

交

通

信

号

灯

设

计

方

案

书

2013年07月

设计依据及原则（交通控制系统）

概述

近年来，随着经济发展，营运车辆拥有量的增加使道路市场必须规有序，交通安全管理必须上一新台阶。

按照“高起点规划，高标准建设，高效能管理”的思路，坚持把城市化作为城市经济的一大战略来抓，积极建设城区交通基础设施工程，建立交通安全管理网络。

严格抓好交通管理，以加强交通队伍建设和行业文明建设。

针对交通拥堵、交通秩序乱、易发生交通事故等的现状为出发点而对这些路口的信号灯系统进行增设。

1、设计依据

GA/T47-93《交通信号机技术要求与测试方法》

GB25280-2010《道路交通信号机标准》

GB14887-2011《道路交通信号灯》

2、设计原则

本期工程按“国领先、国际先进”的原则设计方案，提供完整、最新而成熟的产品，并保证各项技术和设备的先进性、实用性和扩展性。

提高交通道路口的车辆通行速度，保证道路畅通。

因此该系统是建设畅通工程中的重要措施之一。

信号控制系统的设置应充分结合本路段的工程自身特点，在达到适时、适量地提供交通信息，确保行车安全目的的同时，尽可能与道路的整体效果相结合。

1）设计思路

以有效地管理道路交通，达到安全、经济、合理、美观为目的，严格按照国家有关规定设置信号灯等交通设施。

交通拥挤情况主要发生在车流人流相对集中的主要繁华城区路口和路段，根据现有主要交通干道路面宽度划分车道，基本可以满足城区车辆通行的需要。

2）预期实现目标

完善城区交通安全设施布局，规行车和行人秩序，减少交通事故，一定程度上改善城市形象。

1工程概况

智慧平安城市系统是近年建水县政府建设的重点工程，城区道路交通设施的建设将带动区域经济的良好发展，对县城区及周边的发展具有重要意义。

本次工程涉及城市智能交通信号控制系统----道路智能交通设施配套的建设，具体包括交通信号灯与交通信号控制系统等。

2路口设计方案（效果图有附件）

（1）

交通信号灯工程部分

1、交通信号灯部分

路口状况：

东西方向双向5车道十字路口、南北方向双向4车道

设备配置设备：

方案中路口采用最新国标型集中协调式自适应式联网控制机，

东西方向安装400型3组三灯三色左直右箭头式信号灯、1个通讯型倒计时器，南北方向安装框架式400型3组三灯三色左直右箭头式信号灯、1个通讯型倒计时器；和8组静态红人动绿人人行信号灯；信号灯杆件采用热镀锌喷塑灯杆，表面热镀锌，银灰色喷塑。

2、路口详细相位设计设计

2.1相位设计

对于平面交叉口，需根据其几何特性和交通流条件，选择信号相位方案和确定信号配时参数，其中相位设计是信号设计的首要步骤，直接影响到交通流运行的安全性和交叉口可提供的通行能力。

相位可以用车道相关的次级相位的分级结构式集合，每个道路方向为一个主相位，即东西相位和南北相位。

主相位之下是分相位，包括相位绿灯时间、黄灯时间和红灯时间等属性，分相位的类型又分为直行、双向左转、左转和直行混合、保护冲突混合左转等。

一般需要获取交通流信息作为设置相位的依据，包括对向左转车流量，计算它们之间的差值；各进入车道的交通总量；对向进口交通量（如东西向或南北向）。

在进行相位设计时，最重要的是左转相位的设计。

对于左转车流，一般有三种方式：

冲突式、保护式和无对向式。

冲突式左转是在对向的直行车流放行的同时，左转车流利用直行车流的空挡穿过交叉口；保护式左转是不受任何冲突影响的左转车流放行；无对向式左转是由于交叉口的几何特点，左转车流不会与对向的直行车流发生冲突，例如单行道或“T”形交叉口等。

一般在以下情况下，需要采用保护式左转相位：

●对向交通流速度较快；

●左转交通流较流畅；

●左转交通流量或者与其冲突的交通流量较大；

●左转交通流不容易看见冲突的交通流；

●驾驶员左转时需要注意很多可能的冲突。

常用的判据是：

●左转车流是否大于200vph？

●对向每车道的直行车流与左转车流的乘积是否大于50000？

保护式左转相位又分为三种模式：

双向左转相位、左转+直行混合式相位、左转保护+冲突混合式相位。

双向左转相位：

即相对向的左转车流均采用保护式相位完成左转，适用于双向左转车流都满足保护式相位条件且相对向的左转车流基本相当。

左转+直行混合相位：

同一进入方向的直行和左转车流同时采取保护式信号相位放行，与其冲突的交通流禁止放行。

可以分为两种模式，如图3.19所示。

其中模式一的适用条件为：

相对向的左转车流满足设置保护式相位的条件，且左转车流量差值在75vph以上；对向的直行车流量很大，差值在100vph/车道以下。

采用模式一可以利用直行车流作为过渡信号阶段，可以减少相位交替的损失时间。

模式二的适用条件是：

左转车流都满足设置保护式相位的条件，并且左转车流量差值在75vph以上；相对向的直行车流不均衡，差值在100vph/车道以上。

图3.19左转+直行混合相位模式示意图

左转保护+冲突混合式相位：

对某进入方向的左转车流先给予保护式（冲突式）相位通行，再给予冲突式（保护式）通行。

采用这种方式，可以减少左转车流以牺牲其它相位时间为代价而利用的左转绿灯时间，提高交叉口的通行能力，可根据交通流的变化调整混合相位中冲突式和保护式的比例，达到优化控制的效果。

图3.20可选择的相位顺序

3.3.2.2控制策略的选择

控制策略通常分为两级：

宏观控制和微观控制，前者主要应用于长时间交通量变化缓慢的路网或部分路网，其配时方案可依据时间或流量进行选择，一般较长的时间才进行变换。

微观控制级别所采用的控制策略一般情况下服从宏观控制策略，单个交叉口针对不同的流量变化情况，采用不同的信号配时方案。

根据信号配时参数是否可变，微观控制策略可分为以下三种：

定时信号方案、信号方案可调、信号方案生成。

三种策略均以离线计算的全部或部分配时方案为基础。

表3.2控制策略概述

控制级别

数量

控制方式

控制方案中的配时参数

控制策略描述

基于时段

基于流量

周期

相序

相位数

绿灯时长

配时方案调整特征

共同特征

不可变

可变

不可变

可变

不可变

可变

不可变

可变

A：

宏观

A1

√

根据B组控制策略选择

基于时间段选择

控制方案选择

A2

√

基于交通流量选择

B：

微观

B1

根据A组控制策略选择

√

√

√

√

配时参数不做调整

定时控制

B2

√

√

√

√

绿灯时长调整

控制方案调整

B3

√

√

√

√

相序变换

B4

√

√

√

√

请求相位提出请求

B5

√

√

√

√

配时参数自由调整

控制方案生成

如果交叉口拥有充足的通行能力余量，并且交通量波动不大时，可以采用定时控制。

一般情况下，需根据交通状况的变化设定多套配时方案，通过时段或交通流量来选择相应的方案。

前者即多时段控制，适合于一天中或一周通流量变化可预测，高峰时段相对固定的情况；后者为动态方案选择控制，需根据在线检测数据来选择信号配时方案，需设定交通流数据和可选择的配时方案之间的对应关系，动态方案选择控制的有效性依赖于及时的控制响应、可选择控制方案的数量和控制级别以及配时方案切换程序的稳定性。

在选择路口的控制方式时，均应根据交通需求和道路条件选定，并需进行技术-经济评价，宜采用计算机仿真技术进行分析比较和配时方案的优化，一般遵循以下基本原则：

1、单点多时段定时控制方式适用原则

单点多时段定时控制方式是最基本、最经济的控制方式。

当交通状况符合总体流量稳定，变化比较规律的条件时，可选用此种控制方式。

2、单点感应控制方式适用原则

当单点控制的交叉口交通状况变化比较频繁且没有规律时，宜采用单点感应控制。

单点感应控制一般在交叉口进口车道设置检测器或在人行横道线前设置行人按钮，信号配时参数可随检测到的信息而改变。

单点感应控制分为半感应控制和全感应控制。

在支路流量比较小的信号控制交叉口或路段的人行横道处，可采用半感应控制。

在支路上设置检测器或在人行横道处设置行人按钮，根据是否有交通需求而确定是否运行该相位，并根据交通需求情况确定相应相位时间。

在各进口流量相近，且变化较为频繁的信号控制交叉口，宜采用全感应控制方式。

若单个路口信号机有能力根据检测的实时交通状况进行配时优化，也可实现单点优化控制。

3、线协调控制方式适用原则

当需要在单点控制的基础上扩大控制围，对若干连续交叉口形成的线路上进行协调控制以提高整体通行效率时，可采用线协调控制方式。

采用此种控制方式时，针对若干连续交叉口设计一种相互协调的配时方案，通过时钟同步，各交叉口的信号机按预设方案协调运行。

线协调控制方式应考虑相邻交叉口的距离。

通常若路口间距离大于800米以上时，会降低路口间的协调效果。

3、路口设备清单及预算

1前端设备

序号

名称

品牌、规格

单位

数量

单价

总价

1

自适应智能交通信号机

FM-ZNUTC3000-V3.0

台

1

2

400型LED箭头灯

FM-FX400-3-35-1A

组

12

3

800*600双色双位倒计时器

FM-DX-S-X-800B2

组

4

4

300动态人行灯

RX300-3-25-2A

组

8

●

信号灯杆

定制、热镀锌喷塑，立杆6.5m、10m横臂，含钢筋笼预埋件等

根

4

●

信号机基础

0.8米X0.6米X1.0米

个

1

●

F型灯杆基础

个

4

●

人行灯基础

个

8

●

电源电缆

KVV2X2.5

米

60

●

电缆

RVV4X1.5

米

500

●

电缆

RVV3X1.5

米

300

●

手井

只

8

●

破路埋管恢复

米

200

●

电缆线管道

PVC线管¢50

米

140

●

路口运输费用

项

1

●

调试、技术指导费

路口

1

●

吊车费用

项

1

●

人员施工、安装费

项

1

5

单路口合计

6

1个路口合计

4、自适应式智能交通信号控制机

1自适应式智能交通信号控制机

概述

道路交通信号控制机采用本公司自行研制生产的FM-ZNUTC3000-V3.0型交通信号机，该信号机满足中华人民国《道路交通信号控制机》集中协调式信号机国家标准GB25280-2010的所有要求，符合GB/T20999-2007信号机通讯协议，可与符合该协议的各种系统联网运行。

符合GA/T508-2004倒计时器通讯协议，可与符合该协议的各型倒计时器通讯。

由于采用了高性能CPU、触摸显示屏模块等先进器件和工艺技术，使产品功能更为强大，操作界面更加美观、友好。

产品经过严格检测，即使在相当恶劣的环境下仍能稳定工作，众多的技术优势及可靠的质量使本型信号机赢得了众多客户的信赖和支持。

特点和主要功能

◆多种控制方式：

区域控制、线协调控制、多时段控制方式、感应控制方式、单点自适应控制、手动控制方式、行人过街触发功能、实时灯态控制

◆系统数据的设定、修改和查询：

系统数据包括：

时基调度表、时段表、方案表、阶段表、相位表、通道表、公共参数等等。

可对各种系统参数进行设定、修改和查询。

并同时完成操作正确性检查和数据正确性检查。

◆交通流信息采集功能：

可以与开关量、RS232串行通讯方式作为输出的车辆检测器接口，完成交通流信息采集功能。

◆完善的故障检测功能：

具有绿冲突故障检测，信号灯组所有红灯熄灭故障检测，信号灯工作电压、工信电流检测，通讯故障检测等功能。

◆

系统故障黄闪功能：

在信号机有任何故障情况下（包括电源故障），可控制路口信号灯黄闪，最大限度保证路口通行安全。

◆过电压保护：

在供电电压超过AC280V时，系统自动断电保护。

主要技术参数指标

◆外形尺寸：

1000×600×440mm（高×宽×深）

◆重量：

40kg

◆外壳防护等级：

IP54

◆电压：

单相AC220V±20%50Hz

◆无负载功耗：

20W

◆信号灯输出：

48路，可扩展至72路，可控硅输出,单路驱动能力AC220V/3A；

◆车辆检测输入：

24路，可扩展至48路，干触点或OC晶体管输出；

◆通讯接口：

标准EIA电平RS232接口：

4个，波特率：

1200bps—115200bps；RS485电平信号接口：

1个，用于倒计时器通讯；

◆网络接口：

1个，10M/100M自适应；

◆GPS接口：

1个，可接收GPS授时（选配件）；

◆行人请求接口：

4个，干触点信号（选配件）；

◆绿冲突故障检测；

◆信号灯组所有红灯熄灭故障；

◆信号灯工作电压，工作电流检测；

◆通讯故障检测；

◆可预置的时基调度表数：

40

◆可预置的时段表数：

16；每个时段表可预置的时段数：

48

◆可预置方案数：

32

◆可预置的阶段表数：

16；每个阶段表可预置的阶段数：

16

◆可预置的相位数：

24

◆最小红、黄、绿灯时间：

0秒

◆最大红、黄、绿灯时间：

255秒

◆可靠性MTBF＞10000小时

◆可维护性MTTR≤0.5小时

◆AC输入端与箱体之间绝缘电阻大于10MΩ

◆工作温度：

-20℃--+70℃

◆储存温度：

-40℃--+80℃

◆相对湿度：

5%--95%，40℃时无冷凝

◆冲击：

10g/16ms，半正弦波,100次

◆振动：

5-33Hz,1g/1h,振幅双向2.5mm

2）、交通信号控制机基础图

3）

4）

5）

地笼图

5、LED机动车信号灯

概述

Φ400机动车信号灯是自主研发产品，采用PC外壳，功耗低，结构新颖，外形美观，装维护方便，双层防护，整灯具有防水、防腐，满足恶劣环境，全天候应用要求。

高品质发光二极管，亮度高，寿命长，发光均匀，电源采用开关电源，

符合GB/14887-2011和国际有关标准主要技指标，采用三排管排列，其图像清晰，可视距离300米其图案清晰可见。

1、主要技术参数指标

1.外壳要求：

采用PC外壳，灯盖具有独立开启功能，LED发光单元外壳采用聚碳酸脂，防护等级IP55（满足户外的使用条件）

2.线路板采用阻燃板材料，线路板焊盘面须刷上“三防漆”；

3.400交通灯红黄绿箭头三单元，发光单元直径根据实际需要选用ф368mm，面罩采用全平面型显示，高透光率和抗紫外线的有机材料，正常使用下10年不会明显褪色；

4、灯具需装鉓板跟遮光板，装鉓板的尺寸：

两头装饰板尺寸:

600（长）*76（宽）*0.8（板厚）mm;

长条装饰板尺寸：

1402*76*0.6mm

（）遮光板的尺寸：

1060*304*0.8mm

5.所有附属金属构件采用过不生锈处理的其他金属制造，与悬臂杆连接的安装支架应采用热镀锌构件，不允许使用铸造和压铸支架。

6、LED的颗数，采用三排排列，其图案清晰可见，红灯117颗，绿灯117颗，黄灯117颗

7.水平（垂直）视角：

上下视角：

30°

8.产品型号：

FM-JD400-3-35-1B

9.LED机动车信号灯具发光单元应采用先进的光学配光设计原理，是灯面呈面发光特性，没有明显的光点或暗点；灯面亮度均匀，灯色目视明亮、清晰不刺眼，两条相邻车道安装的灯具无视觉差异；不能产生虚亮等妨碍驾驶人通行。

10.灯具电源必须提供纯压直流电源且具有稳压作用，印刷电路板用阻燃材料制作，具有过压、过流保护电路设计，确保LED在正常工作电流（电流必须小于20mA）。

11、超高亮LED（发光二极管）要求（如下表）：

规格型号

直径（mm）

LED芯片产地大小

LED基准波长（nm）

红管

5

联胜14ul

625±5nm

黄管

5

联胜14ul

590±5nm

绿管

5

泰谷14ul

505±5nm

13.正常使用保证LED寿命在50000小时以上；每个LED（发光二极管）应独立供电，不允许出现因一个LED损坏而造成一串LED不亮。

14.为配合信号灯安装，乙方必须提供信号灯能牢固安装在信号灯杆上的“L”型支架。

15.整体性能符合中华人民国国家标准GB14887-2011《道路交通信号灯》技术条件及测试方法的要求，生产厂家提供2011年度公安部检测中心出具的测试报告

16、400箭头灯红黄绿三单元灯组尺寸（mm）：

1530X590X150

2、安装方式：

安装方式分两种，1、横装2、竖装；本项目设计安装方式为竖装

3、灯具安装尺寸，接线

*黑色线：

公共；红色线：

红灯；黄色线：

黄灯；绿色线：

绿灯

6、人行横道信号灯

概述

Φ300人行横道信号灯是自主研发产品，采用PC外壳，

重量轻、强度高，嵌注塑单灯外壳，安装维护方便，双层防护，整灯具有防水、防腐、满足恶劣环境，全天候应用要求，高品质发光二极管，亮度高，寿命长，发光均匀，光衰小，在烈日下仍可清晰可见。

二联组合，上联灯为人行横道专用倒计时器，下联灯为红、绿双色人形灯，并可根据需要，任意调换位置。

A、主要技术参数指标

1.外壳要求：

采用铝合金外壳，灯盖具有独立开启功能，LED发光单元外壳采用聚碳酸脂，防护等级IP55（满足户外的使用条件）

2.线路板采用阻燃板材料，线路板焊盘面须刷上“三防漆”；

3、ф300红人动态绿人二单元，发光单元直径根据实际需要选用ф282mm，面罩采用全平面型显示，高透光率和抗紫外线的有机材料，正常使用下10年不会明显褪色；

4、灯具需遮光板，遮光板的尺寸：

780*220*0.6mm

5、所有附属金属构件采用过不生锈处理的其他金属制造，与悬臂杆连接的安装支架应采用热镀锌构件，不允许使用铸造和压铸支架。

7、LED的颗数，红人80颗，绿人129颗。

8.水平（垂直）视角：

上下视角：

30°

9.产品型号：

FM-RX300-3-25-2B

10.LED红人动态绿人二单元发光单元应采用先进的光学配光设计原理，是灯面呈面发光特性，没有明显的光点或暗点；灯面亮度均匀，灯色目视明亮、清晰不刺眼，两条相邻车道安装的灯具无视觉差异；不能产生虚亮等妨碍驾驶人通行。

11.灯具电源必须提供纯直流电源且具有稳压作用，印刷电路板用阻燃材料制作，具有过压、过流保护电路设计，确保LED在正常工作电流（电流必须小于20mA）。

12超高亮LED（发光二极管）要求（如下表）：

规格型号

直径（mm）

LED芯片产地

LED基准波长（nm）

红管

5

联胜14ul

625±5nm

绿管

5

泰谷14ul

505±5nm

13.正常使用保证LED寿命在50000小时以上；每个LED（发光二极管）应独立供电，不允许出现因一个LED损坏而造成一串LED不亮。

14.为配合信号灯安装，乙方必须提供信号灯能牢固安装在信号灯杆上的“L”型支架。

15.整体性能符合中华人民国国家标准GB14887-2011《道路交通信号灯》技术条件及测试方法的要求，生产厂家提供2011年度公安部检测中心出具的测试报告

16、ф300红人动态绿人二单元整灯尺寸（mm）700X350X100

B、安装方式：

C、安装尺寸、接线方式

*黑色线：

公共，红色线：

红灯，绿色线：

绿灯

7、倒计时显示器

概述

超薄设计，重量轻，结构新颖，外形美观密封、防水、防尘、耐振动、低功耗、寿命长，它的核心电路采用单片机控制。

采用软件“看门狗”和硬件抗干扰措施，使倒计时器运行更可靠，具有多种安装方式，适应不同的安装环境，施工安装极为方便，无须另接电源，直接从交通信号灯上接线即可，

采用模快化方法组装，维修及更换部件异常快捷，

独特的光学系统，视角大，色度均匀，可视距离远，显示部分采用超高亮度发光二极管，性能稳定，显示效果理想，符合GA/T508--2004和国际有关标准

（1）、主要技术参数指标

1、产品外观：

箱体厚度为70mm，采用1.2mm厚冷轧板制成，灯盖具有独立开启功能，LED发光单元外壳采用聚碳酸脂，防护等级IP53（满足户外的使用条件）

2、产品规格：

800x600两位位双色倒计时:

字高548mm，单字宽300mm

3、产品功能：

9路到计时，最大可以接入9色时间，直接接入灯色与信号灯同步同色的交通信号倒计时功能；

4、显示方式：

以秒为计时单位，最大数字显示99秒，

5、实时精度：

单周期实时误差<0.1秒，无累积误差；

6、灯具电源必须提供纯直流电源且具有稳压作用，印刷电路板用阻燃材料制作，具有过压、过流保护电路设计，确保LED在正常工作电流（电流必须小于20mA）中，使用寿命在50000小时以上，不因个别LED发光单元损坏而影响整灯显示效果及显示形状；

7、水平（垂直）视角：

上下视角：

30°

8、800x600双位双色倒计时发光单元应采用先进的光学配光设计原理，是灯面呈面发光特性，没有明显的光点或暗点；灯面亮度均匀，灯色目视明亮、清晰不刺眼，两条相邻车道安装的灯具无视觉差异；不能产生虚亮等妨碍驾驶人通行。

9、产品型号：

FM-DX-S-X-1-800B2

10

规格型号

直径（mm）

LED芯片产地

LED基准波长（nm）

红管

5

联胜

625±5nm

绿管

5

泰谷

505±5nm

11、倒计时由7个字段组成，LED单个字段颗数红倒计时39颗，绿倒计时24个颗

12.整体性能符合中华人民国国家标准GA/T508--2004，生产厂家提供2011年度公安部检测中心出具的测试报告

（2）、安装方式：

（3）、安装尺寸、接线方式

⏹交通信号灯杆

本次工程各种杆件均采用热镀锌灯杆，主要8-10米横臂机动车信号灯杆和3米高行人灯杆。

法马提供的交通信号灯杆系列产品充分吸收国际先进技术，结合国实际情况而研发制造，其主要性能指标均符合相关国家标准和行业标准。

所有交通设施均通过同济大学对强度及自重、静载、风载的计算。

各项指标符合要求。

9、框架式机动车信号灯灯杆

技术参数指标

2、F型灯杆基础图

10、电缆线线管

所有的电缆线需要走地，所以一般需要线管，常用的有两种，镀锌管与PVC管，一般如果不能破路，都采用镀锌管，因为需要顶管，只能镀锌管才能顶过去。

如果可以破路或者有老的走线通道，一般都采用PVC管，如果破路，建议破路的深度在50到70CM,宽度在30CM左右，厂家建议在横穿马路的那部分都使用镀锌管预埋，尽量不要用PVC管，因马路大车较多，会破坏PVC管，导致电缆线损坏，出现接触不良、漏电、短路等，整个系统就容易出故障。

Φ70镀锌管电缆线管

Φ70PVC电缆线管

11、电缆线

本项目分三种线缆，一种电源电缆KVV2X2.5,从配电箱到信号控制机用的电源电缆线。

采用电缆如图：

400型机动信号箭头灯用RVV4X1.5;每一组灯具单独一条线，从信号控制机那取接线点一直连到灯具上，不能共线，一般不需要地线，可以根据实际情况而定，采用电线如图：

300型人行横道灯用RVV3X1.5;每一组灯具单独一条线，从信号控制机那取接线点一直连