交通系统中的景观设计

交通系统中的景观设计（精选12篇）

交通系统中的景观设计 第1篇

1.1 背景

且行且欣赏,是一种节奏,一种心态,更是一种生活方式。然而在追求更高、更快、更强的当今社会,这几乎成为一种奢侈。但随着城市的发展,城市问题的突显,人们开始审视自己最本能的需求,对于一个舒适、愉悦和安全的交通出行环境的渴望也越来越强烈:它应该让人不受交通困扰,自由自在往来;它应该让多种个体交通与公共交通相融互补,不论何时人们都能方便到达城市各处;它应该改善交通场所的质量,让每个人掌握交通的主动权。

1.2 意义

所谓景观,是指人类所感受到的、给人带来视觉享受和情感上认同的物质形态及空间氛围的综合构成体。“景观是审美的、景观是体验的、景观是科学的、景观是有含义的”,这是俞孔坚教授对景观的综述;当景观与交通系统相结合后,更是将这些特质体现得淋漓尽致。

2 景观要素

2.1 地上与地下

从空间的纵向层次出发,交通系统可分为地上交通与地下交通,不同的交通介质呈现出不同的景观感受:高速路、公路多以自然景观为主,串联起美丽的山川湖泊;城市道路、步行街、广场以建筑围合的界面为主,展现人的创造力;水路则是呈现水与建筑的融合;而地下的轨道交通、商业街、换乘枢纽则完全是人的杰作。

2.2 动态与静态

1)地面超高速虽然现在仍处于探索阶段,但可以预见,它将是未来社会交通发展的必然需求。因此,借用电影放映的基本原理,其沿途的景观应该结合“定格”和“放映”两种状态予以考虑。定格时,呈现的是完整的景观;行进时,便组合成一个景观序列;而我们的窗口则成为欣赏的银幕。2)交通性干道的景观,应以机动车的尺度和速度进行考虑,要求视线开阔,有方向感,保证安全性,适于远距离行车。这样的交通景观既有连续快速的意向,又有适当的开放空间以打破界面的单调性。3)生活性干道的景观,应以人的尺度出发,塑造尺度宜人、富有层次、界面生动的空间。在这里,也是历史、文化、城市特质的重要展示平台。4)与道路相连的广场、停车点、站点等场所,是交通系统的重要组成部分,它们的景观为人们的生活空间提供了更多的物质线索,它们在传达集散意义的基础上,还要担负起承袭传统、传递美的韵律和节奏的功能。

2.3 单一与混合

在超越了城市交通的单一功能和城市交通的工程观后,城市交通空间被赋予了综合的功能,交通景观也呈现出拼贴、混合的景象。从我国古代交通系统的发展演变来看,宋代以前,街道的主要功能就是交通和分区,故景观单一;宋代开始,街市出现,街道更承担了商业的功能,景观逐渐丰富起来。到了现代,工作、游憩、商业、居住……都可以同时展现,给人们带来全新的体验。

2.4 传统与现代

传统观念中,人与交通景观的关系是观赏与被观赏,无论是动态观赏还是静态观赏,都注重人的主动性,注重景观本体的尺度、美感。

现代理念中,强调人与交通景观的融合,所谓人即景,景即是人,强调人的感受,强调人与景观共同构成交通空间的有机整体。

2.5 自然与人文

自然景观,主要是指被交通系统串联起来的、天然形成的地形、地貌和地物,如平原、山区、草原、森林、大海、沼泽地等景物。

人文景观,主要是指人类用自己的智慧和双手创造的各种建筑物、构筑物,如公路路体、桥梁隧道、交通设施、城镇、村落、文物古迹等社会文化艺术景物。

2.6 美学与工程

简·雅各布斯曾说过:“当想到一个城市时,心里有了什么?它的街道。如果一个城市街道看上去挺有趣,那么这个城市看上去就挺有趣,如果这些街道看上去很枯燥,那么这个城市看上去就很枯燥。”因此,交通系统中的景观要达到令人欣赏的目的,则具有一定的美感是必要的。另外,景观作为一种系统,具有整体有机性和复杂性,从建筑到小品、植物,甚至材料,都犹如生命的机体,有人与人、人与自然之间,结构与功能、格局与过程之间的复杂联系,必须以科学的态度去面对,以工程技术去支撑。

2.7 表象与内涵

交通在城市中绝不仅仅是连接两地的通道,在很大程度上还是人们公共生活的舞台:观光游客通过街道、广场观察了城市、认识了城市;当地的居民习惯性地在街道、广场上活动并感受着城市。因此,直观地讲,交通就是将城市的片段连接起来,是最能体现城市活力的窗口。而内涵更在于创造一种“交通安宁”,使人们的内心达到安全、宁静的境地;同时还记载城市的历史,蕴涵城市的文化,参与形成城市空间布局的特色。

3 设计方法探析

3.1 设计原则

1)因地制宜。利用现状地形、设计地形,在尽可能减少工程量的前提下,达到良好的视觉效果和环境效果。2)环境保护。要建立在环境保护的基础上,依据国家相关的法律、法规,依法办事,才能真正走上可持续发展的良性循环。3)美学理论。交通景观的形成不能脱离社会审美观的要求而独立存在,必须在满足其功能的前提下,以美学理论为指导,进行相应的规划与设计。4)风格鲜明。充分地结合地域特征和人文特点,才能创造出具有鲜明风格的交通景观。5)兼顾效益。在满足经济效益和社会效益的同时,还要最大限度地发挥环境效益。

3.2设计思路

3.2.1交通性为主的道路

一般担负着城市各个功能分区之间的人流、物流的运输,其交通流量大,路幅较宽。其景观特性除了满足安全性、可识别性可观赏性、可管理性以外,还应从人的需求出发,提供方便性。

3.2.2生活性为主的道路

车种复杂、车行速度慢、人流较多。可分为以居住为主的、以商业为主的和以行政办公为主的道路,景观设计强调其多样性与复杂性。

3.2.3步行道路景观设计

步行道路的出现给城市带来了很多生机,其景观特性为安全性、方便性、舒适性、可识别性、亲切性、公平性、可管理性等,要充分注重自然环境、历史文化、人与环境各方面的要求。

4结语

对于交通系统中的景观设计而言,应立足于功能需求、生态原则、文化特色三位一体的整合,即物质景观是载体,生态保持是法则,文化内涵是目标。这样才能创造出人与自然和谐发展的富有人文意蕴的美,使交通空间成为城市流动的风景线,让人能在其中诗意的“且行且欣赏”。

摘要：指出交通系统除了满足功能合理、速度保障、设施安全等要求外,还应注重其环保效应和景观效应,系统地分析了交通系统的景观要素,并对如何进行交通系统的景观设计进行了思考,以探求合理的景观设计方法,创造出以人为本的交通环境。

关键词：交通系统,景观要素,景观设计,以人为本

参考文献

[1]日本土木学会.道路景观设计[M].章俊华,译.北京:中国建筑工业出版社,2003.

[2]黄凤茹.城市景观和城市规划新思路[J].城市规划汇刊,1998(1):52-55.

[3]刘滨谊.现代景观规划设计[M].南京:东南大学出版社,1999.

[4]谷海娇.浅谈高速公路景观设计[J].山西建筑,2008,34(25):281-282.

武汉辖区船舶交通管理系统方案设计 第2篇

武汉辖区船舶交通管理系统方案设计

目前我国船舶逐渐向大型化、专业化方向发展,江中下游的`运力运量也发生了巨大的变化,险品船和集装箱船占较大比重.参加船舶交通管理系统的船舶不断增多,且继续快速发展.武汉辖区的船舶交通管理系统起步伊始,有较大的提升空间和现实需求.本文根据武汉辖区长江航运情况,计出武汉辖区船舶交通管理系统方案.

作 者：杨正祥 Yang Zhengxiang 作者单位：武汉交通职业学院,湖北武汉,430065刊 名：武汉交通职业学院学报英文刊名：JOURNAL OF WUHAN TECHNICAL COLLEGE OF COMMUNICATIONS年，卷(期)：12(1)分类号：U692.37关键词：武汉辖区 长江航运 船舶交通管理系统 方案设计

交通系统中的景观设计 第3篇

关键词：城市交通；交通枢纽；智能管理；交通信号；控制系统 文献标识码：A

中图分类号：TP273 文章编号：1009-2374（2015）06-0115-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0485

随着信息智能化技术的不断发展，其应用的范围领域正逐渐扩大。其中，交通智能化管理领域就是重要的应用方式之一，应用了智能化管理系统的交通运输，能够实现一体化和综合化管理。而实现这一管理模式的技术基础，则是充分智能化的交通信号控制系统。由于目前我国城市化程度不断提高，城市内的机动车通行量和出行率始终处于上升趋势，因而使交通需求变得越来越复杂，对交通信号控制能力提出了更高要求，必须具备足够的智能化水平，才能保证交通运输秩序的正常运行，维护交通运输的安全。因此，必须结合城市交通规划的实际情况，设计出科学合理的交通信号控制系统。

1 智能交通信号控制系统概述

在我国经济得到了高速发展的今天，随着我国城市化进程的加快，我国交通压力越来越大，交通堵塞现象日益严重，解决城市交通问题已经成了城市建设中首要任务。如何解决交通问题，已经成为社会关注的焦点。交通信号在解决交通堵塞、规范交通秩序中起着积极作用。但传统交通信号已经无法完全满足新时代交通情况，现代交通车流量远远大于从前，在经济水平不断提高的今天，城市家庭几乎家家都有车，而车辆数目的增多，改变了我国的交通状况和交通发展，改革创新交通信号迫在眉睫。随着时代的进步，科技的发展，信息技术、网络技术、计算机技术、通信技术、智能技术的高度普及，智能交通信号概念被提出。通过不断实践和改革，智能交通信号控制系统已初步成型，虽然暂时无法大规模推广，但是智能交通信号系统也已经给我国交通带来了质的改变。智能交通信号实现了智能监控车流量，自动变化信号，智能指挥、规范交通，优化交通状况。下面通过两点来分析智能交通信号系统的特点。

1.1 采用高新技术

智能交通信号系统离不开先进的计算机技术、通信技术、信息技术和智能技术及感应技术，可以说智能交通信号是集各大高新技术于一身的强大智能系统，随着未来交通情况的不断变化，智能交通信号对技术的要求也会越来越高。

1.2 智能化

通过不断的实践和改革创新，智能交通系统越来越完善，现代交通信号智能系统所采用的技术、设备都能达到了城市交通所应满足的需求，不仅能够有效完成信号控制工作，更加实现了根据交通实际情况及时间段进行自动变化和科学指挥交通，并且智能交通信号系统的车流量测试功能实现了对我国街道车流量的记录，为我国交通改革提供了科学依据。

2 智能交通信号的系统设计

2.1 智能交通信号子系统

智能交通信号系统既复杂又系统，有多个子系统协调来完成对交通的引导和规范，交通信号控制只是其中的一个组成部分。

想要构建一个完整、可靠、科学的智能交通信号系统，就需要无数个子系统，这些信号子系统多分布在交通事故多发点及车流量较大路段。其中车流量计算子系统是智能交通信号的核心内容，智能交通信号系统，通过对车流量的精确的监测和计算，预判绿信号可变比率，使交通信号达到了一种动态控制。智能交通信号子系统应用的关键在于，一个区域内路段要保持状态一致，避免造成交通混乱及堵塞。不同区域路段可以根据实际情况，应用不同的方案来设计智能交通信号子系统，确保交通信号子系统的实用性。为了使交通信号在同一路段保持高度一致，可将相邻子系统互相连接，形成更大的整体系统，且内部以统一的周期运转。连接方案可以根据交通实际需求来判断，可进行永久连接或暂时连接。

2.2 智能交通信号对饱和度的控制

为了使制定出的交通信号控制战略方案更加科学，需事先将交通信号控制系统应用于交通枢纽区域中心自适应协调区域，从而对不同入口车道的饱和流量加以检測并得到准确数据信息，智能交通信号系统必须进行科学的交通饱和度监测，交通饱和度是规划交通的重要依据。饱和度测试和控制系统，应在交通主要线路设置，在这个检测和控制的系统数据库中以战略检测器的形式存在，在绿灯时段范围内，战略检测器将对车流经过时的交通流量及占有率数据信息进行采集并自动处理，最后将处理结果以数据表格的形式直观呈现，通过表格交通“饱和度”一目了然。饱和度检测和控制可利用实际的绿灯时间与绿灯时间比率进行计算。有效利用绿灯时间指的是饱和交通流情况下，恰好通过以最优车间距运行的同等车流量所用的绿灯时间。

2.3 交通信号控制相位差

智能交通信号系统设计，可以规划每个系统间控制规模，避免一个系统出现故障，给多路段交通造成严重影响，降低多方向相位差变化导致的相互作用力。智能交通信号控制系统设计应全面考虑，进行科学规划和实现，其控制范围，要根据交通实际情况，对不同流量进行不同规划，避免造成资源浪费。但设计过程中不仅要考虑到控制相位差，更应该估计到相互呼应，如某路段出现故障，可通过其他路段启动应急线路，进行暂时性的交通引导，避免交通事故，系统相互运作正常时可断开连接，避免造成干扰，实现真正的智能交通信号

系统。

3 智能交通信号控制策略

控制策略指的是在特定区域制定相关的信号控制策略，规划智能交通信号，最大程度地适应各个路口交通需求的变化。当某一相位的绿灯时段需求位于平均需求的下限时，可对该相位进行早断处理，如果没有需求甚至可直接略过该相位，或引入条件相位来代替。控制器处理的参照标准是检测器测得的交通数据决策，可以采用策略检测器来担负这项工作。控制策略主要针对的是控制器的运行问题，其在实施策略控制时所采取的技术与路口孤立运行时所采取的技术完全一致。策略控制实现的载体是区域计算机，因而能够对信号运行的强度加以调整。当然，策略控制与孤立控制在本质上并非相同。策略控制无法应用车间距计时器和损失时间计时器来提前终端或略过某个相位，这是因为处于同一连接上的控制器必须以相同周期的形式来运行，这样才能达到最优化的协调效果。另外，由于相位早断或略过而节省的时间，也必须追加至本地控制器的下一个相位或主相位上，从而维持相同的周期时长。策略控制的作用在于控制绿信比、周期及相位差，对变化幅度不明显的城市区域的交通流趋势进行把握；而策略控制则适用于处理各路口不同周期中速度快但程度较小的变化。为了能够制定出更加科学合理的交通控制战略，应力求将二者进行结合，从而构建更为完善的、全方位的交通控制

系统。

4 结语

本文通过对城市交通枢纽智能交通信号控制系统设计进行探究和分析，指出为了使交通运输领域得到更快的发展，提高交通运输的安全性和可靠性，必须积极应用智能化技术来实现智能交通信号，以此来改善我国目前的交通现状，智能交通将成为未来交通的发展方向。本文从多方面对智能交通信号系统进行了分析和阐述，对其具备的优势加以分析，并对交通枢纽区域交通信号控制的控制战略提出了一些看法，强调应制定科学战略来有效维护交通安全。

参考文献

[1] 尹贻林，王垚.基于利益相关者需求的城市交通枢纽设施优化设计研究[J].北京理工大学学报（社会科学版），2012，20（3）.

[2] 李群祖，夏清国，巴明春，潘万鹏.城市交通信号控制系统现状与发展[J].科学技术与工程，2012，18（24）.

[3] 秦渝.一体化交通系统下的城市交通枢纽及站场布局与结构研究[J].技术与市场，2014，12（3）.

作者简介：宋顶利（1971-），男，河北沧州人，供职于河北联合大学，工程师，博士，研究方向：教育；张昕（1979-），女，山西襄垣人，供职于河北联合大学，会计师，研究方向：教育。

浅析公共交通系统中的关怀设计 第4篇

当今社会的迅猛发展使得城市人口膨胀、人口老龄化加剧、弱势群体频频出现。随着社会的进步, 弱势群体受到了越来越多的关注。人群中, 弱势群体是需要被保护的对象, 他们需要的是同理心, 而不是同情心, 特别是残障人士, 他们不想被束缚着。当他们想出发到达某一目的地时, 只想要社会给他们的关怀多一点, 而不是被人用异样的眼光看待。生活中诸如公共场合的盲道系统、公共交通系统中的斜坡板、残障人士特殊通道、老幼病残孕标识等细小的设计虽然无处不在, 但能否真正为弱势群体所用, 是值得我们深思的问题。

公共场合关怀设计的理念为“以人为本”, 努力方向为“为绝大多数人所用”。在新形势下, 我们应当努力让所有人享受到同等的服务。这不仅体现了人道主义精神, 同时还与我国当前“共建和谐社会”的寓意和内涵相符。但在现实生活中, 由于人们的性别、年龄、身体状况等均存在差异, 不能同等地使用一些常规产品。因此, 对于社会弱势群体, 我们应给予更多的关怀和帮助, 尽可能地设计一些真正适合他们使用的产品, 使他们的生活更加和谐、美满, 充满情趣, 从而实现“共建和谐社会”的目标。

2公共交通中的关怀设计

2.1公交系统中的关怀设计

如今, 公交系统的健康发展是城市建设的重要环节。纵观国内外公交系统, 其对弱势群体的关怀设计处于进一步的发展中。随着21 世纪老龄人口剧增、人口膨胀等社会问题的出现, 公交系统中弱势群体的关怀设计备受关注。相信大家都有这样的发现——当你乘坐公交时, 现有公交系统中已有针对性的关怀设计, 尽管仍存在不足之处, 但始终在不断完善。其中, 识别度最高的是老弱病残椅。然而, 现有的关怀座椅装置往往强调标识系统, 在乘坐体验上并无实质性的深层次改善。此外, 关怀座椅在材质、功能等方面与普通座椅几乎没有什么区别。鉴于此, 我们应系统性地深入分析关怀设计在公交系统中的应用。

对于“轮椅族”而言, 他们也想独自搭乘公交, 但他们进入车内是有一定难度的。这时, 斜坡板便是一种很好的桥梁, 不过, 并不是每一位司机都愿意耐心地等待。因此, 如何使“轮椅族”更自如地享受正常人的出行交通便利同样值得我们深思。

2.2地铁系统中的关怀设计

随着公共交通系统的多元化发展, 地铁已成为人流最为密集的轨道交通工具, 但在上、下班高峰期, 乘坐舒适度明显降低, 且大多时候地铁严重超负荷运行, 乘客在车厢里挤来挤去, 情状狼狈, 健康人尚且如此, 更不用说弱势群体了。对于弱势群体而言, 这样的地铁乘坐环境无疑更为不友好、不和谐。在解决地铁人潮拥挤这一问题时, 应有针对性地进行。在人流疏导方面, 可将智能检测系统应用于分流系统中, 从而形成新颖、独特的人流疏导模式。智能检测系统可以实现数字滤波、报警、逻辑推理等功能, 同时还可以监测人群密度、加强智能扫描。另外, 对于弱势群体, 还应设定相应的车厢, 使之同理化。

地铁导视系统的多元化发展也反映出一些社会问题, 因此应加强视觉导视系统的建立。首先, 可以用色彩分出层次, 方便乘客分辨导向信息的主次;其次, 可以巧妙地设计盲文标识, 便于弱势群体更加便捷地搭乘地铁。为了强调导视标识效果, 导视系统设计应遵循“多元化”的原则, 比如可以设计为平面式、立体式、悬挂式、镶嵌式等多种形式, 让弱势群体可以依靠自己的感官感知标识的存在。此外, 这种设计对路人来说也非常方便, 上面的指导多而精, 快捷且易识别, 更为人性化地实现了人机交互导视系统环节。

3 以武汉地铁关怀设计为例

武汉人口集聚, 相对而言, 武汉市地铁需要改进的地方比较多。针对客流量大导致车厢堵塞、如何有效应用关怀设计等问题, 本文将进行系统的分析, 并提出有效的解决方法。对于“轮椅族”而言, 搭乘地铁实则不便。升降梯虽为行动不便者提供了便利, 但在实际使用中, 其效用并未发挥到极致。笔者曾多次乘坐武汉市地铁, 发现仍有许多有待完善之处。随着社会经济的发展, 地铁交通系统规模不断扩大, 截至2015 年年底, 武汉市地铁已开至4 条线路。未来几年, 武汉市交通路线将更为完善, 弱势群体的搭乘率也会随之上升。一般来说, 弱势群体分为老年人、孕妇、儿童、肢体残障者等几部分。不同的人群所需要的关怀不相同, 因此, 应设立专门的进门通道, 便于他们出行。同时, 车厢内应配备适当高度的扶手, 比如可以设置双层扶手, 便于老年人和儿童使用。对武汉市地铁车厢内的座椅进行深入的研究后发现, 这些座椅由新型材料制作而成, 能保持恒温, 而恒温能够给乘客带来温暖。在今后的交通系统发展中, 我们应不断创新、应用关怀设计。地铁导视系统也有关怀设计的创新点, 比如在设计行车路线图时, 显示图距离车厢地面的高度适中, 乘客无需抬头仰视即可看到所要查找的路线。另外, 我们还应从多个不同群体的实际需求出发, 始终以感官系统为切入点, 分析车厢中可供研究的点。这也体现出一种地铁车厢与乘客间的友好关系。

4 结束语

现阶段, 关怀设计受到了越来越多的关注。在国外, 关怀设计早已成为一个专门的研究领域, 而我国的关怀设计虽起步较晚, 但也在不断发展完善。随着我国经济水平的提高和设计者设计能力的提升, 在人性化、同理化的要求下, 公共交通系统成为构建和谐城市的重要枢纽。将关怀设计应用于公共交通系统中, 从心理学、色彩学及产品语义、情感效用、人机关系等方面考虑, 进行有针性的挖掘, 实现更多的功能、情感效用, 让更多的领域能以人为本, 充分体现人文关怀价值取向。

摘要：随着生活幸福指数的提升, 人们对弱势群体予以了更多的关注, 对相关产品也提出了更为人性化的要求。基于共建和谐社会的初衷, 结合公共交通系统, 对公共场合关怀产品的现状和发展趋势进行了分析。

关键词：公共交通系统,关怀设计,弱势群体,地铁系统

参考文献

[1]康瑛石.谈基于关怀思想的残障人士专用产品设计[J].浙江工商职业技术学院学报, 2008 (02) .

单片机：交通灯控制系统设计 第5篇

摘要：本系统由单片机系统、键盘、LED 显示、交通灯演示系统组成。系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能。系统除基本交通灯功能外，还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。关键词：AT89S51，交通规则

一、方案比较、设计与论证 1 电源提供方案

为使模块稳定工作，须有可靠电源。我们考虑了两种电源方案

方案一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。方案二：采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要，节约成本；缺点是输出功率不高。综上所述，我们选择第二种方案。2 显示界面方案

该系统要求完成倒计时、状态灯等功能。基于上述原因，我们考虑了三种方案： 方案一：完全采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码字苻，无法胜任题目要求。

方案二：完全采用点阵式LED 显示。这种方案实现复杂，且须完成大量的软件工作；但功能强大，可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等。

方案三：采用数码管与点阵LED 相结合的方法因为设计既要求倒计时数字输出，又要求有状态灯输出等，为方便观看并考虑到现实情况，用数码管与LED灯分别显示时间与提示信息。这种方案既满足系统功能要求，又减少了系统实现的复杂度。权衡利弊，第三种方案可互补一二方案的优缺，我们决定采用方案三以实现系统的显示功能。3 输入方案：

题目要求系统能手动设灯亮时间、紧急情况处理，我们讨论了两种方案： 方案一：采用8155扩展I/O 口及键盘，显示等。该方案的优点是：

使用灵活可编程，并且有RAM,及计数器。若用该方案，可提供较多I/O 口,但操作起来稍显复杂。

方案二： 直接在IO口线上接上按键开关。因为设计时精简和优化了电路，所以剩余的口资源还比较多，我们使用四个按键，分别是K1、K2、K3、K4。由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用，故选择方案二。

二、理论分析与计算

1．交通灯显示时序的理论分析与计算

对于一个交通路口来说，能在最短的时间内达到最大的车流量，就算是达到了最佳的性能，我们称在单位时间内多能达到的最大车流为车流量，用公式：车流量= 车流 / 时间 来表示。

先设定一些标号如图2－1 所示。

说明：此图为直方图，上边为北路口灯，右边为东路口灯，下边为南路口灯，左边为西 路口灯。

图2－2 所示为一种红绿灯规则的状态图，分别设定为S1、S2、S3、S4，交通灯以这四 的状态为一个周期，循环执行（见图2－3）。

请注意图2－1b和图2－1d，它们在一个时间段中四个方向都可以通车，这种状态能在

一定的时间内达到较大的车流量，效率特别高。

依据上述的车辆行驶的状态图，可以列出各个路口灯的逻辑表，由于相向的灯的状态图

是一样的，所以只需写出相邻路口的灯的逻辑表；根据图2－3 可以看出，相邻路口的灯它

们的状态在相位上相差180°。因此最终只需写出一组S1、S2、S3、S4的逻辑状态表。

如表2－1 所示。

表中的“×”代表是红灯亮（也代表逻辑上的0），“√”是代表绿灯亮（也代表逻辑上 的1），依上表，就可以向相应的端口送逻辑值。2．交通灯显示时间的理论分析与计算

东西和南北方向的放行时间的长短是依据路口的各个方向平时的车流量来设定，并且

S1、S2、S3、S4各个状态保持的时间之有严格的对应关系，其公式如下所示。T-S1+T-S2=T-S3 T-S2=T-S4 T-S1=T-S3 我们可以依据上述的标准来改变车辆的放行时间。按照一般的规则，一个十字路口可分

为主干道和次干道，主干道的放行时间大于次干道的放行时间，我们设定值时也应以此为参 考。

三、电路图及设计文件 1．灯控制电路设计

由于32个LED 来实现红绿灯状态，若直接接在单片机的口线，路口倒计时的显示就不

能实现，所以本次设计中采用一种新型的电路如图3－1 所示。

图中74LS04的作用是倒相和驱动，它输出的电流大约48mA，实际测试发现足以满足要

求，而且发光管也能达到足够的亮度。

观察图可以看出：两组发光管（一组红、一组绿）由于反相器的作用，其逻辑状态恰恰 相反。

图中和电阻串联的二极管的作用是为了分压，防止因上下两组发光管分压不同导致逻辑 的错误。

共四组和上述相同的电路分别代表东西南北四个方向的红绿灯，使用两片74LS04 作为 驱动。

2．倒计时显示电路设计

前面已经分析过相向的灯的状态和倒计时都是相同的，所以为了节省，采用两组四个数码管

作为倒计时的显示；同时为了节省口资源，采用串口显示的方式驱动数码管。见图3－2 所 示。

四、程序设计思路与流程图 1．主程序流程图

主程序中主要是一个死循环，不停的循环四个状态，如图4－1 所示。

2．按键子程序流程图

它包含倒计时调整和紧急状态两个状态。

主程序中放了一个按键的判断指令，当有按键按下的时候，程序就自动的跳转到按键子

程序处理。当检测到K2键按下的时候就自动返回到主程序。当出现紧急的情况的时候，按下K3或者K4 就切换到紧急状态，当紧急事件处理完毕 的时候，按下K2，就可以返回正常状态。

五、测试、数据及结果分析 1．状态灯显示测试

当电路连接完毕后，将写好的测试程序刷写到芯片内，K1 和K2分别给端口送高电平和

低电平，通电即可检测。2．数码管的测试

将串口的和电路板上的接口连接，将写好的测试程序刷写到芯片内，开电源即可测试。

3．整体电路测试

系统上电，刷写好程序即可开始测试，观测一个周期（共计S1～S4四个状态，默认140 秒）灯的显示状态是否正常，同时观察倒计的计数是否正常。

六、总结

由于使用的是单片机作为核心的控制元件，使得电路的可靠性比较高，功能也比较强大，而且可以随时的更新系统，进行不同状态的组合。

但是在我们设计和调试的过程中，也发现了一些问题，譬如红灯和绿灯的切换还不够迅

速，红绿灯规则不效率还不是很高等等，这需要在实践中进一步完善。附录 系统总体电路图

1.满足南北向红绿灯亮，东西向红灯亮，占25秒——南北向黄灯亮，东西向红灯亮，占5秒——南北向红灯亮，东西向绿灯亮，占25秒——南北向红灯亮，东西向黄灯亮，占5秒。如此循环，周而复始。2.十字路口要有数字显示，提示行人把握时间：当某方向绿灯亮时，置显示器为24，然后以每秒减1计数方式工作，直到减为0，绿灯灭，黄灯亮。黄灯灭，红灯亮时，再次置显示器为29，并开始减计数，直到为0，十字路口红绿灯交换，完成一次工作循环。

3.可手动调整和自动调整，夜间为黄灯闪耀。下面是一个单片机交通灯程序 /*

****************************************************************************************** * *

* Keil C 89S51 交通信号控制程序 * *(C)版权所有 Dai_Weis@hotmail.com * * *

****************************************************************************************** */

#include “reg51.h” #define UINT unsigned int #define ULONG unsigned long #define UCHAR unsigned char /*

信号灯变量

南北方向绿灯

sbit n_bike_g = P1^0;//自行车

sbit n_right_g = P1^1;//右转

sbit n_up_g = P1^2;//直行

sbit n_left_g = P1^3;//左转 调头

南北方向红灯

sbit n_bike_r = P1^4;//自行车

sbit n_right_r = P1^5;//右转

sbit n_up_r = P1^6;//直行

sbit n_left_r = P1^7;//左转 调头 南北方向黄灯

sbit n_bike_y = P3^0;//自行车

sbit n_right_y = P3^1;//右转

sbit n_up_y = P3^2;//直行

sbit n_left_y = P3^3;//左转 调头

东西方向绿灯

sbit e_bike_g = P2^0;//自行车

sbit e_right_g = P2^1;//右转

sbit e_up_g = P2^2;//直行

东西方向红灯

sbit e_bike_r = P2^4;//自行车

sbit e_right_r = P2^5;//右转

sbit e_up_r = P2^6;//直行

东西方向黄灯

sbit e_bike_y = P3^4;//自行车

sbit e_right_y = P3^5;//右转

sbit e_up_y = P3^6;//直行

*/ //延时

void delay(UINT t, UINT s){ while(t){ UINT i;

for(i = 0;i < s;i++){ } t--;} }

//信号灯状态

void time_x(UCHAR P_P1, UCHAR P_P2, UCHAR P_P3){

P1 = P_P1;P2 = P_P2;P3 = P_P3;delay(150, 65535);}

void time_s(UCHAR P_P1, UCHAR P_P2, UCHAR P_P3, UCHAR P_P11, UCHAR P_P22){ UINT i;

for(i = 0;i < 3;i ++){

P1 = P_P1;P2 = P_P2;delay(5, 65535);P1 = P_P11;P2 = P_P22;delay(5, 65535);}

P1 = P_P1;P2 = P_P2;P3 = P_P3;delay(10, 65535);} //主程序

void main(){

P1 = P2 = P3 = 0x0;while(1){

time_x(0xA5, 0x38, 0x0);

time_s(0xA4, 0x38, 0x1, 0xA5, 0x38);time_x(0x96, 0x52, 0x0);

time_s(0x92, 0x52, 0x4, 0x96, 0x52);time_x(0x5A, 0x52, 0x0);

time_s(0x50, 0x50, 0x2A, 0x5A, 0x52);time_x(0xF0, 0x25, 0x0);

time_s(0xF0, 0x24, 0x20, 0xF0, 0x25);time_x(0xD2, 0x16, 0x0);

time_s(0xD0, 0x10, 0x62, 0xD2, 0x16);} }

给你一个定时控制的信号系统，我只做的简单的测试，至于延时我用的软件，你自己想办法。^_^

Dai_Weis 于 2005-5-4 13:43:23 重新给你说明

/*

*********************************************************************************** * *

* Keil C AT89S51 交通信号控制程序 * *(C)版权所有 Dai_Weis@hotmail.com * * *

*********************************************************************************** 开发说明：

固定时间信号变换，南北设置调头、左传、直行、右转、自行车。

东西设置左传、直行、右转、自行车。

时序状态：

红 绿 红 绿

序号 左 前 右 自 左 前 右 自 前 右 自 前 右 自1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 2 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 3 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 4 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 5 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 */

另外修正个错误

while(1){

time_x(0xA5, 0x70, 0x0);time_s(0xA4, 0x70, 0x1, 0xA5, 0x70);

材料： 1、89S51 11.0592M 晶振

1K电阻、10UF电容

12个灯，红、黄、绿各四个，12个1K电阻

，十字路口嘛。蜂鸣器一个。

按键一个，按键复位

采用AT89s51型号的单片机，由于交通十字路口的对称性，所以一个引脚可以同时控制两个灯，将发光二极管分别接到P1各个引脚，在其中加入一个时振荡当电路，来控制时间，在P3.0引脚接入蜂鸣器只黄灯亮的时候发出声响，这里我们让每次黄灯亮的时候发出六声响，通过C程序的控制就可以实现，每次循环是10秒。2、9cm*15cm万用板 1片 单片机及IC座 1套 12M晶振 1只 22P电容 2只 10uF电容 1只 10K电阻 1只 1K排阻 1只 两位一体数码管 2只 DC座 1只 自锁开关 1只

发光二极管红绿黄

各4只 按键 7只 USB电源线 1条 导线

若干

1、基于51系列单片机（型号：STC89C52、AT89C51/C52、AT89S51/S52,随机选择，如有特

殊要求请与店主讨论）设计实现。（以上几种单片机全部为51系列单片机，除了名字不一样外，功能及应用完全一样，互相

兼容）

2、两个两位一体数码管显示东西、南北方向时间。

3、四方向各有红绿黄三颗灯。

城市交通设施视觉导向标示系统设计 第6篇

关键词:城市交通 视觉导向系统 标识

一、绪论

1.选题背景。

天津是北方经济中心,在经济迅速腾飞的同时,城市的视觉文化建设也必须紧跟脚步。如果因为一个城市交通引导标识的不规范而导致交通无序,很难想象经济如何腾飞。因此,城市交通设施视觉导向标示系统能不能清晰准确地向人们传达信息,在当今高速国际化和现代化的过程中至关重要。

2.研究目的及意义。

本文的研究目的在于通过对天津城市交通设施视觉导向系统的研究基础上,分析天津市城市交通设施视觉导向标识系统现状,发现其中存在的问题,提出改进措施及建设性意见。

二、天津城市交通设施视觉导向标示系统现状

1.建立导向标示系统的深层意义。

广义的城市视觉识别系统可以包含一切城市空间环境中能被人的视觉感知到的物体,所以国内外对其要素的分类是多种多样的。《格林字典》最初解释导向则是从一个熟悉的地方出去,去寻找另一个地方,确切地说是寻找道路。

目前城市导向系统更普遍的叫法为城市导向系统,通常指以某种质料(金属牌或纸张)为载体,以符号(文字、图形)方式表达的导向信息称为导向牌(或标识牌)。城市交通设施导向系统由交通标识牌、道路标识牌、公共场所用标识牌(包括公交站台、地铁、商业设施等)及一些标志性建筑组成。它是引导人们在城市内的任何公共场所进行活动的信息系统。

2.完善导向标示系统的重要性。

天津位于华北平原东北部,是中国北方重要港口和综合性工业城市。经过不断发展,天津在海河沿岸兴建了风景优美的带状公园,新建和改造修整了以3环14射为骨干的近100条道路。不可否认,在市容市貌发生翻天覆地变化的同时,天津的城市交通环境还需要完善和提高。由于历史原因,天津市道路曲折,且不是正南正北走向,这给人们识路带来麻烦。而城市的扩建也给我们的出行带来新的不便,比如新修建的桥梁缺少交通提示、新开辟的道路没有名字、拆迁后的胡同、街道找不到原址、交通信号灯指示混乱、路口大型LED广告屏严重影响司机正常驾驶等。可以说,建立标准、规范、高效的城市交通设施导向系统势在必行。

三、天津市城市交通设施视觉导向标示系统适用分析

1.适用领域。

一般来讲城市交通设施视觉导向标识系统适用领域主要分为静态和动态的交通体系。静态的交通体系主要包括路牌、灯箱、站台、信号灯、斑马线、停车位、建筑物等,而动态的则包括火车、汽车、地铁、轻轨、出租车等交通工具。

2.适用群体。

调查发现,除了正常居民外,城市交通视觉导向系统对以下几类特殊人群更重要。

(1)老弱病孕幼。

老弱病孕幼类乘客反应出一个重要特征就是行动不便,较缓慢,需要保护,普通公交车上靠近车门、颜色特别的座椅就是为他们预备的。这类人群在感官上预知危险的能力比正常人低,而且躲避危险的能力也较低。因此,在色彩设计上应该强调色差,使其认知时间最大限度缩短,保障他们出行的安全。

(2)特殊人群。

特殊人群是指在城市外部社会生活上表现出弱势的人群。主要分为视觉残障、听力残障、肢体残障和智力残障。对不同人群,应用不同的导向系统作引导。

比如,视觉缺陷导致视觉残障人士对于周围环境所存在和发生的事件判断能力低下,容易产生错误而发生危险。因此导识设计就需要超越传统概念,努力在听觉和触觉上实现突破。对弱视者来说,文字标识要大、界限清楚、明暗分明,晚间标志需要有照明;色盲、色弱者对色彩的标记难于识别,则需要突出标识中的文字及图形功能。听力障碍的人群由于丧失了重要的听觉,那么更应该强化视觉识别这个范畴。对于肢残人群,交通导识设计也应考虑到轮椅使用者的视点较低。智力残障的人群对于文字的识别性很弱,文字的隔阂与非直观性造成信息不能被正常传达,而相对简单的图形和语音系统则显得更加具有人性化。

(3)外来务工、旅游等流动群体。

外来务工及旅游的群体相对于本土市民而言,对环境易感觉陌生,没有归属感。公共导识系统的设计应该考虑到这个因素,可以通过语音播报的方式与外来人口进行交流,还可以流动电子显示屏与他们进行交流。

四、天津城市交通设施视觉导向标示系统设计方法与探析

1.设计原则归纳。

本部分就新时代背景下天津市城市交通设施视觉导向系统设计原理做出系统论述,对城市交通导向系统设计原则归纳为:功能性(信息传达的有效性及可读性)、规范性(标准、统一)、科学性(人机工学理论指导下的设计)。

2.标识系统设计的要素。

(1)色彩的运用。

在导向设计中,色彩是强有力的工具。心理学家已经证明:任何物体最先进入观者视野的不是形状、不是其他细节而是色彩。智慧、记忆、经验、历史和文化都影响着我们对色彩的感知,色彩在所有的社会中都有着它特定的象征意义。在城市交通导向设计的研究中,了解人们对于色彩的认识习惯更为重要。视觉导向系统中应用最为广泛的色彩是:红、黄、蓝、绿。红色:各国普遍用红色信号来指示交通危险、禁止通告等,在“有电”、“危险”、“严禁烟火”等处均用红色标记。黄色:由于明朗,明亮的特点,在导识系统中多用于大面积的底色或与黑色结合,黄色基本没有禁止的意义,一般是“警告、注意”的含义。蓝色:蓝底白字一般用在城市内部街区交通道路的导向牌上,因为蓝色和白色的搭配较为醒目,蓝色又给人以冷静的感觉,能使人情绪平静,通常适合作为“指令”的标识颜色。绿色:绿底白字一般用在城市高速公路导向牌上,因为绿色最不容易让人产生疲劳,符合高速驾驶的需要。

(2)导识设计的图形化语言。

图形比文字更具有易读性和通用性。它可以跨越年龄、文化水平、阅历、地域等的差别。一目了然的、象征性的图形符号一直是作为跨越语言障碍的国际性的标志,这是一种胜于抽象表达的形象化表述方式。图形符号设计尽量简洁、醒目、美观大方、容易识别。

(3)导识设计尺度与视觉习惯。

数据显示,视觉导识系统的设计应该符合人体的自身特点,标识应该做出相应的规范。人类中远视距为25到30米,中视距为4到5米,近视距为1到2米,所以标识悬挂高度为2到2.5米;中英文字体的大小比例为3∶1;字体以标准中文黑体字为主,连续设置的间距为50米。

(4)导识设计的标准化。

设计的标准化便于管理方的管理和施工,也便于量化的管理。另外,标准化的图文、色彩和样式设计赏心阅目,给观者的印象稳定,更便于记忆和识别。

(5)采用中英文对照双语标识。

对于天津这样的高速发展中的开放性大都市,导向标识中中英文双语对照是很有必要的。

五、研究结果与展望

城市交通视觉导识系不仅满足了交通导识作用,同时也规范了城市生活空间,实现了秩序化。本文通过探析天津市城市交通设施视觉导向系统的现状和呈现问题,得出天津市关于公共交通视觉导识系统建设尚缺乏完整性,相比一些经济发达城市还有待提高的结论。希望通过视觉导向系统的设计,可以满足人们更多的需要,规范天津的城市交通空间,同时达到提升城市整体竞争力的目标。

参考文献:

1.(美)鲁道夫·阿恩海姆.艺术与视知觉[M].四川:四川人民出版社,1998.

2.郭娟.城市公共空间视觉导识系统浅析[D].北京:中央美术学院,2005.

交通系统中的景观设计 第7篇

关键词：PLC仿真软件,交通信号系统设计,应用与评价

0引言

系统仿真技术的应用进一步推动了PLC仿真软件的发展,同时也扩大了PLC仿真软件的应用范围和应用领域,其中在交通信号系统的设计中就会广泛应用到此技术。对于新设计的PLC控制系统,如果没有经过仿真软件进行试验校正就将它直接应用到实际生产生活中会存在着较多的风险 :一方面,可能会导致整个系统出现故障,无法正常运行 ;另一方面,PLC系统的错误信息输出可能会导致设备的损坏,甚至造成不必要的人身伤害。由此可见,PLC仿真软件在PLC控制系统的研发与应用过程中发挥着至关重要、不可替代的作用。

1 关于 PLC 仿真软件

PLC,就是可编程控制器,它的定义是一种电子系统,它的原理是通过数字实现运算操作的,目前来看大多数应用于工业领域的范畴。PLC中的存储器能够在自身内部进行指令的操作,并通过数据、模拟的交互来控制各个类型的工业机械生产和运作。目前从PLC的应用范围能够看出其应用都是以为了扩充工业机械的功能为原则,大多都是以通过对PLC仿真软件来进行控制和操作,同时,随着PLC仿真软件的发展,它逐渐被应用于交通信号系统的设计中,利用PLC仿真软件对交通信号系统程序进行仿写和调试,在一定程度上排除系统中出现的错误,从而使程序和调试技术效果更加完善,最终达到安全、高效的应用效果 [1]。除此之外,PLC还具有体积小、便于维护等特点,还具有显著的抗干扰能力,而且编程简单容易操作,具有很多的优势

1.1 仿真软件程序的测试和编写

仿真软件的调试是将GX Developer和GX Simulator软件连接在一起,集成PLC仿真软件仿真运行用户程序,可以模仿仿真软件很多方面的内容。其中包括通过模拟对位存储器、外设输入和外设输出的数据进行读取 ;在缺少面板的前提条件下,采用和一些软件的联机以及通讯的办法,来对画面的模拟进行调试等方面内容。

1.2 采用 PLC 仿真软件程序进行调试的方法分析

(1)启动仿真软件并按照以下的相应程序进行操作,同时完成仿真软件梯形图程序的调试。通过三菱仿真软件GX Simulator安装之后,在三菱PLC仿真软件GX Developer的常用菜单中的工具选项中的梯形图模型进行调试启动则转变为可用。

(2)通过软元件菜单栏中的及时登录,将软元件加载到定时序图栏目中。然后,监视菜单中的抽样周期就可以选择PLC仿真软件仿真时的数据搜索周期,在设定一定的范围后,点击监视状态的按键,这样方便成功监视程序的运行模式和状态,以及监视出程序运行过程中软元件的时序图是否符合整体的规范模式和标准。

2 交通信号系统 PLC 仿真软件应用的总体方案

2.1 明确交通信号系统总体控制要求

交叉口信号控制在交通信号系统设计中需要格外关注和重视的,交叉口是城市交通系统高效运行的瓶颈和障碍,传统的自适应交通控制方法遵循的是传统的控制理论,而且这个交通控制方法不具备在线学习的能力,同时,对交通模型的精度依赖较为严重,所以应该努力尝试PLC仿真软件在其交通系统中的应用,根据路口主动控制和实时控制的需求开发精细的控制模型和算法,并根据实时的规则推理和制定控制方案,根据的要点如下 :

(1)这个交通系统主要是通过一个按钮控制其系统的启动,还有另一个控制按钮控制整个系统的停止,同时,一个控制按钮加入对其数值进行一定程度的修改,那么另一个按钮就会投入使用的工作状态,对整体的车辆通行信号灯的进行开启和关闭控制。

(2)信号系统控制的一个循环主要分为四个部分,包括主干道右转和各个支干道左转以及主干道直行和各个支干道人行横道行走与主干道左转和各个支干道右转,此外,还包括着主干道人行横道行走和各个支干道直行,每个部分当中分别又涵盖着红黄绿三种颜色各异的交通信号灯。

(3)干道直行以及各个支干道人行横道行走、主干道左转以及各个支干道右转,此外,还有主干道人行横道行走以及各个支干道直行上红灯开启时,主干道右转以及各个支干道左转上绿灯开启,并且开启时间保持十二秒,在闪烁三秒后关闭,紧接着是主干道右转以及各个支干道左转上黄灯开启三秒后熄灭,随后红灯开启,主干道直行以及支干道人行横道行走上绿灯开启。

(4)主干道中的人行横道行走以及各个支干道直行上绿灯开启,开启时间为十五秒,之后闪烁三秒后自动关闭,之后主干道直行以及各个支干道人行横道行走上,黄灯开启三秒后关闭然后紧接着红灯开启,主干道右转以及各个支干道左转绿灯开启。交通信号灯就是这样周而复始的工作着的。

2.2 交通信号系统的仿真实现以及联机通讯的分析

PLC仿真软件能够将交通信号灯系统、连接机器以及画面元件进行相应的设置和处理。其处理的过程可以通过以下几点来体现 :

第一步,将主界面的题目设置为道路口交通信号灯控制,并且把二十组交通的指示灯科学合理的进行摆放,与此同时,主干道右转以及各个支干道的左转上红灯按钮的状态进行确定,将其设置成为红色 ;软元件名称随意设置 , 但要注意其位置的一一对应。

第二步,主要的界面主要添加了四个不一样的开关装置构成,动作设置是点动,名称分别为开启、停止、数据修改、应急通行渠道,其中整个控制系统的正常运行是由开启启动按键来表现的。在系统出现故障需要维修的时候,通过对通知按钮的操作来实现系统的维修,同时,通过对参数修改按钮的操作和相应设置可以控制主支干道上的红绿灯更符合实际的需求。同时,为了更好的控制突发事件,只需要对应急车道通行按钮进行设置就可以了。

基于以上设计,通过仿真运行,PLC仿真软件可以将交通高峰期和非高峰期分开对待,并对其运行规则进行合理的配对和应用。通过PLC仿真软件与联机通讯的结合,可以很好的实现联机通讯的仿真效果,改善交通流运行的状况,提高交通效率。

3 结语

交通枢纽智能交通系统设计方案分析 第8篇

1 交通枢纽智能交通系统设计结构分析

在当前技术条件支持下, 交通枢纽智能交通系统的设计需要建立在对多种技术的合理应用与开发基础之上所实现。以开放性协议为载体, 在实现与消防报警系统、隧道系统、交通管理控制系统等中心系统数据连接的基础之上, 以接口为支持, 实现相关的实用性功能。按照此种方式, 整个交通枢纽智能交通系统的基本设计示意图应当如下所示 (见图1) 。

在整个智能交通系统当中, 按照结构层次划分, 主要可以分为以下几个结构层次: (1) 数据交换层。在该结构层次当中, 主要需要完成对整个智能交通系统下属相关软件数据的交换、指令执行工作。同时, 在数据交换层当中, 各个联动子系统相互之间的接口能够简化处理为总线结构模式, 同时均集中在基于Web的服务总线基础之上, 可确保调用接口相互之间的一致性。不但如此, 数据交换层当中还可实现对智能交通系统下属各个功能模块数据的有效调用及共享处理; (2) 中心应用层。该结构层次是整个智能交通系统逻辑结构的核心所在。不但可实现对整个集成化操作平台相关数据信息的操作, 实现对后台运行数据操作控制的屏蔽处理, 负责对系统运行状态下, 相关业务行为的逻辑性处理, 同时还能够借助于面向服务器输送数据请求的方式, 获取相关数据, 并面向用户显示; (3) GIS应用层。在智能交通系统的运行过程当中, 配合对GIS系统技术的合理应用, 不但可以在空间平台上直接显示相应的交通信息, 同时也可为后续数据分析、决策制定执行以及信息服务作业的开展可行措施。

2 交通枢纽智能交通系统设计功能分析

在交通枢纽智能交通系统的运行过程当中, 需要下属多个相互独立, 且整体性协调运行的子系统模块, 实现相应的应用功能。具体而言, 按照上述设计方式, 可使交通枢纽智能交通系统具备以下几个方面的突出功能。

2.1 数字高清道路综合自适应监控功能

在系统下属道路监控系统当中, 需要借助于对数字高清道路综合自适应监控技术的合理应用, 实现对高清信道覆盖区域内道路实时、动态交通情况的真实性反应。同时, 为确保在该交通枢纽智能交通系统当中, 摄像机监控装置能够最大限度的与交通特征相结合, 还需要按照: (1) 隧道闭路电视; (2) 路面道路监控这两种方式实现对道路监控区域合理划分, 以保障道路监控质量有效且稳定。

2.2 交通事件自动检测功能

交通事件自动检测系统是建立在闭路电视监控系统基础之上的, 图像特征综合分析系统 (包括事件分析以及事件报警这两个方面) 。同常规意义上的人工监控显示画面相比, 交通事件自动检测系统能够通过对图像跟踪检测技术的合理应用, 以摄像机设备所输出的道路 (包括隧道内部) 交通运行画面情况进行全面对比与分析, 及时评估交通参数中存在的问题与异常情况。需要特别注意的一点是:在交通枢纽智能交通系统当中, 该子系统功能需要充分保障运行的稳定性。

2.3 交通执法数字化功能

在当前技术条件支持下, 在交通枢纽智能交通系统运行过程当中, 需要通过对高速型摄像技术、图像捕捉技术以及雷达测速技术的合理应用, 实现对各类道路交通违章、违规行为 (包括违规闯红黄灯、超速行驶、越双实线行驶等在内) 的合理检测。同时, 整个监测行为能够以24*7方式, 实现持续性且长时期性的运行。在过程中, 需要将该交通执法数字化运行系统安装于区域覆盖道路之上, 同时实现与互联网网络的有效连接, 同时保障对数据信息的及时上传与共享。

2.4 交通信号控制功能

交通枢纽区域的一点特性在于:交通负荷量较高, 交通荷载作用量较大。因此, 为保障交通枢纽区域, 交通参与者的人身安全以及交通的畅通性, 就需要通过交通信号控制的方式实现上述目的。在此项控制功能的应用过程当中, 主要在于通过对负反馈原理以及自适应控制算法的合理应用, 借助于交通流检测装置实现对相关信息数据的合理采集, 同时进行必要的调整, 达到对交通信号的控制。

3 结束语

文章以交通枢纽区域为研究对象, 旨在于开发一个适用于交通枢纽区域性范围的实时性交通枢纽智能交通系统。通过对该交通枢纽智能交通系统的合理应用, 能够起到显著改善交通枢纽区域交通运行情况的目的, 对于保障交通枢纽区域, 各相关交通参与主体人身安全以及道路交通畅通性而言有着重要意义。

摘要：文章以交通枢纽区域智能交通系统设计为研究对象, 首先详细研究适用于交通枢纽区域的智能交通系统基本设计结构, 进而详细阐述了整个智能交通系统需要具备的应用功能, 旨在于为保障通枢纽区域, 各相关交通参与主体人身安全以及道路交通畅通性, 起到一定的促进与推动作用。

关键词：交通枢纽,智能交通系统,设计方案

参考文献

[1]陈富坚, 柳本民, 郭忠印, 等.基于贝叶斯分析的道路交通系统可靠性模型[J].同济大学学报 (自然科学版) , 2011, 39 (2) :220-225.

[2]官卫华, 林小虎.城市总体规划层面中小运量新交通系统的规划思路及策略研究-以南京市为例[J].城市规划学刊, 2012 (6) :86-95.

[3]邓海龙, 刘永恒, 刘一宁, 等.城市轨道交通在大城市客运交通系统中的预导向作用[J].城市轨道交通研究, 2007, 10 (4) :14-17.

[4]裴玉龙, 王永岗, 杨光, 等.评价交通系统与城市发展适应性的改进层次分析算法[J].吉林大学学报 (工学版) , 2008, 38 (1) :42-47.

电视交通导航系统设计 第9篇

关键词：电视,视频,导航,媒体流

1 用户需求

电视交通导航系统是通过电视终端为用户提供交通信息服务, 具体功能包括实时路况信息查询、出行信息查询、违章信息查询和路况信息统计等功能。

1.1 实时路况信息功能

1.1.1 交通实时路况视频

用户可以选择任意一个路段的路况视频进行观看, 也可设置自己关注的多个路口和路段, 并且可以在一台电视终端上同时观看这几个路段的路况视频。

1.1.2 实时路况信息

与其他信息提供商合作, 通过电视交通导航系统, 向数字电视用户提供实时道路通行状况信息, 包括路段名称、朝向、拥堵状态、通行车速等信息, 并提供按路段的查询服务。

1.1.3 交通管理信息

向数字电视用户提供道路交通管制信息、道路维修信息、突发事故信息, 并提供按路段的查询服务。

1.2 出行信息功能

为用户出行提供线路查询功能, 包括市内公交信息查询、长途信息查询、航班信息查询。

1.3 其他交通服务功能

路况信息统计:向用户展示各路段的路况信息统计, 包括交通事故统计、通行速度统计、拥堵信息统计等, 并提供按路段的查询服务。

交通违章查询:为电视用户提供各类交通违法信息查询, 包括机动车违法信息查询、驾驶人违法信息查询、交通事故处理情况查询等服务。

1.4 网管功能

为了便于设备管理和维护, 电视交通导航系统需要提供网管功能, 包括:监测设备的工作状态、监测关键软件模块的状态、记录异常状态、提供故障告警、提供故障恢复手段。

2 硬件总体框架

2.1 概述

硬件总体框架如图1所示。

硬件总体框架由L A N和W A N网络构成。

L A N网络包含两种传输介质, 一种是百兆或千兆以太网, 一种是H F C网络。

摄像头 (包含第三方提供的IP数据源) 、流媒体服务器、I P Q A M、数据库服务器、W e b服务器通过百兆或千兆以太网互联, 组成L A N。

机顶盒、W E B服务器、网管服务器通过基于H F C的双向网络互联, 组成L A N。

I P Q A M和机顶盒之间通过同轴电缆直联, 传输调制后的R F信号。

2.2 数据流设计

数据流是指视频数据和用户的查询信息。

摄像头可以是IP摄像头或模拟摄像头或第三方提供的IP数据源, 模拟摄像头通过视频采集卡完成模拟到IP的装换, IP视频数据通过以太网发送到流媒体服务器, 在流媒体服务器完成视频数据的转码、画面合成和封装后, 通过千兆以太网发送到I P Q A M, IPQAM完成数字信号的调制, 变成射频信号, 通过同轴电缆传输到机顶盒, 最后在电视上呈现给用户。

用户通过机顶盒的遥控器请求查询信息, 机顶盒将查询信息发送到W E B服务器, W E B服务器根据查询请求到数据库服务器读取数据, 通过机顶盒反馈给用户。

数据库服务器通过W A N与外部的信息服务提供商的数据服务器互联, 可以定时到外部数据库服务器读取信息, 实时更新本地数据库, 也可以在收到外部数据库服务器的更新消息后, 读取外部数据库的数据。

2.3 控制流设计

控制流是指设备之间的控制信息, 主要包括设备 (用户) 与网管服务器的交互。

用户与网管服务器的交互:用户将自己的业务需求通过机顶盒发送到网管服务器, 服务器将控制信息发送到设备, 控制设备的工作方式。

设备与网管服务器的交互:设备将自己的状态信息通过L AN发送给网管服务器;网管服务器将控制信息通过L A N发送到设备, 控制设备的工作方式。

3 系统应用方式

3.1 LAN组网方式

系统由本地局域网组成, 网管服务、数据库服务和web服务全部驻留在一台服务器上。适用于小流量商用或者演示。 (图2)

3.2 WAN组网方式

各设备通过W A N组网, 需要设备具有公网IP地址, 这样各设备就可以安装在不同的地域, 适用于大流量的商用环境。 (图3)

4 关键技术说明

4.1 实时流媒体数据播出

在本系统中, 需要对实时路况的视频数据进行处理, 并及时发送到用户终端进行显示。传统的视频下载方式常常要花数分钟甚至数小时将视频数据下载到本地, 所以这种处理方法延迟很大无法满足要求。

本技术方案采用流媒体技术, 对实时获取的A/V等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包, 由视频服务器向用户终端连续地传送, 因而用户不必像下载方式那样等到整个文件全部下载完毕, 而是只需要经过几秒的启动延时, 即可在用户终端上利用解压缩设备 (或软件) , 对压缩的A/V文件解压缩后进行播放和观看。

4.2 多路媒体流数据合成

实时路况的监控视频数据通过多个摄像头获取后, 直接通过数字方式或者通过模数转换后传输到视频服务器, 再由IPQAM调制后送到机顶盒解码在电视上显示。由于数字电视机顶盒不具备多路视频流的同时解码能力, 因此必须在视频服务器上进行多路视频的合成转码, 生产一个多画面视频流。

本技术方案采用软件方式对任意多路数字视频进行解码, 并对每一路数字视频进行缩放后, 合并成一个多画面的视频, 并采用适当的视频编码技术进行实时压缩, 从而实现媒体流数据的合成, 以满足在电视上显示任意多路监控视频的需求。

4.3 多协议支持 (统一采集)

道路交通监控的前端摄像头通常包括成千上万的不同类别不同技术的设备, 例如不同技术规格的D V R、嵌入式视频主机、普通摄像机、网络摄像机、网络视频服务器、乃至不同技术规格的视频压缩卡, 而且这些设备的音视频编码方式多种多样。

为了能够通过数字电视机顶盒在电视上展示对多种不同规格的数字音视频, 本技术方案采用了开放性接口技术来实现多种格式的音视频数据的动态接入, 可以支持M P E G-1、M P E G-2、M P E G-4、D I V X、H.2 6 4等视频编码格式的输入。再通过音视频转码引擎将其转换为统一的, 支持数字电视机顶盒解码的M P E G-2或者H.264视频编码格式数据, 从而满足了大型交通视频监控系统的开放性要求。

5 结论

本系统不需要对电视终端和有线电视网络做任何改造, 很好地兼容了现有设备。

参考文献

[1]钟玉琢编著.数字电视机顶盒和多媒体家庭网关.清华大学出版社

[2]李海燕, 丛培岩编著.动态影像与宽带流媒体应用.中国轻工业出版社

交通应急通信系统设计研究 第10篇

我国地域辽阔,地形地貌及各地气象复杂，特大交通事故和因地震、水灾等造成交通阻塞的紧急事件时有发生，受灾区域范围更是难以预测，受灾地域范围内通信基础设施分布参差不齐，给交通应急指挥提出了严峻的考验。应急通信系统是作为应急指挥中最基础、最重要、使用率最高的应用系统，要求它在应急日常工作及处置突发公共事件时，能够实现应急指挥中心与目前各种公众通信网络(PSTN、GSM、CDMA、卫星等)保持良好的互连互通，并且在指挥调度时能够与专业无线调度网络(800M数字集群网络、短波通信网络等)以及各有关部门的内部办公专网互连互通;或在需要时还应可组织电话会议，进行统一指挥调度。因此，对应急通信系统进行整体规划和研究对交通应急指挥具有较好的现实指导意义。

1 交通应急通信特点

交通应急通信系统除一般通信系统的特点外，还具备如下特点：

1.1 要求接入方式灵活

由于紧急事件本身的特点及性质，交通应急通信具备很强的随机性，其应用地域与应用方式均受到环境条件的较大约束。同时，交通紧急事件对国民经济的影响较大，参与交通应急处置的部门和协调部门较多，各部门采用的通信方式差异化较为明显。因此，要求交通应急通信必须具备较强的信号接入能力，能通过较为灵活的接入方式接入各类通信系统。

1.2 要求处置及时

由于交通应急处置具备较强的压力效应，一旦因灾造成交通受阻，南来北往的各类车船将随着时间的推移越聚越多，如不及时疏导，将造成极为严重的资源阻塞，对社会和经济产生极大的负面影响。这就要求交通通信系统必须具备较强的信息处理能力，能及时处理各类信息，为高效的应急指挥提供通信保障。

1.3 要求具备完善的信息处理能力

在处理交通紧急突发性事件时,为保障应急处置需要，交通应急通信系统应当具备语音、图像以及数据通信能力，并可通过不同的路由及时准确地传送到应急指挥中心,为指挥调度系统提供真实的第一手资料。考虑到交通应急实际，大流量的数据通信业务需在计算机网络系统中考虑，本文关注的重点在语音、移动图像和小流量的数据通信方面。

2 系统功能需求

(1)在应急日常工作及处置突发公共事件时，应急通信系统应能够利用各种通信手段提供完整、可靠的语音通信连通能力，实现接收突发事件报警电话及其他电话、发出语音调度指令功能。

(2)应急通信系统应支持以下通信手段：手机、固定电话、IP电话、集群电话、小灵通、卫星电话、会议终端等多种终端通信和语音、短信、传真、邮件等多种方式的通信。

(3)应急指挥系统需要应对紧急状况下的大话务量、多部门协作等，因此需要配备大容量的会议、IVR、录音等资源，在具备常用PBX具备的通信功能外还应具备强插、强拆、调度会议等功能。

3 总体结构

交通应急通信系统总体结构图如图一所示。

系统以应急通信融合平台为核心，接入3G通信终端、卫星通信终端、集群通信终端、短波通信终端、程控通信系统和呼叫中心系统来的各类信息，实现与目前各种公众通信网络(PSTN、GSM、CDMA、卫星等)和专用无线调度网络(集群、短波)的互连互通，其中3G通信终端、卫星通信终端、集群通信终端、短波通信终端处理语音、数据和图像信息;程控通信系统和呼叫中心系统主要处理语音信息，融合平台处理相关信息后，经由音频与视频接口终端接入到会议协商平台，进行会议协商，同时通过普通电话或VOIP电话接入需要参加会议协商的其它应急指挥人员。

移动通信平台作为应急通信的最重要的子平台，应当具有多种路由方式接入到融合通信平台，以解决移动通信系统的链路备份问题。由于目前应用实际需求，移动图像接入主要由移动通信平台完成，来自3G、微波视频终端等的图像信息经过预处理后由移动平台的各通信子系统转发至指挥中心。

国家交通通信专网已经建设完毕，除个别省份骨干通信网采用IP技术外,大多数均采用SDH光纤数字传输技术，该专网在带宽方面、传输速率、传输质量方面都充分保障应急业务需求。因此在系统设计中充分利用和发挥交通通信专网的信息交互能力，以降低系统总工程造价，特别在VIOP通信与数据通信方面。

4 中继数量计算

(1)以下计算中，中继线路利用率按照100%计算，如果按照一般取值70%计算，则计算后的中继数量要除以0.7方可得到最终的中继数量取值。

(2)各中继数量计算

(1)集群中继数量(JZ)

对应急通信中集群通信而言，其中继数量主要依赖于各需要相互协调的政府职能部门的通信需求，每部门按照2-4路应用配置。因应急工作特点，应按照无阻塞设计，因此：

JZ=3*N(其中每部门按3路取值)

N：部门数，一般应包括：公安、水利、消防、卫生、气象、地震、通信、物资储备、政府办公厅(室)等部门。

(2)程控通信中继数量(CZ)：

程控通信系统主要用于交通运输行业机关日常办公使用，其中继数量计算公式为：

A1:用户数;

M1：用户一段时间内忙时话务量的平均值(统计值)，如果无法获得统计值，预估按照应0.05 Erl0.07 Erl进行预估，在使用一段时间后再行调整。

当用户数少于500时，程控通信系统中继应按照用户交换机设计规范要求进行，中继数量应不低于表一所示值。

(3)呼叫中心中继数量(HZ)

a.计算方式一(初步设计时使用):

呼叫中心系统一般应用于交通信息服务和交通应急时转接部分应急信息服务，其中继数量计算公式为：

A2:目标服务人口。指客户服务中心/呼叫中心的目标服务对象;

M2:拨打率。指在一定的期间内，目标服务人口中会有多大比例的人打电话，一般取值0.3%;

J2:忙时集中率。指一天当中通话最忙的一小时内的通话次数与全天通话次数的比率，一般取值18%;

T2:通话平均时长。指通话持续时间的平均数，一般取值120-150秒;

F2:话务员的最大负荷率。指话务员最多能将多大比例的时间用于话务(如处理来电或回访呼出)，一般取值0.7;

C2：传真线路取值,一般取值为4。

b.计算方式二(依据ACD报表时使用，多次修正后结果较为精确)：

D3:忙时通话数(取忙时话务员全天通话平均数);

J2:忙时集中率。指一天当中通话最忙的一小时内的通话次数与全天通话次数的比率，一般取值18%;

X2：系统取值，一般取值2.2。

估算依据为IVR与话务员通话使用线路比例取值范围为(120%-150%)，故系统取值为1+1.2=2.2。

C2：传真线路取值,一般取值为4。

(4)应急融合通信中继数量(YZ)

应急融合通信中继主要使用于各类指挥或应急指挥协调人员在交通应急时通信联络使用。其中继数量计算公式为：

A4:各类指挥或应急指挥协调人员总数(因工作性质需要，应按照无阻塞设计);

C2：传真线路取值,一般取值为4。

5 结束语

交通应急通信系统的建设是一项复杂的系统工程，涉及的专网、公用网络较多，需要兼容各类不同技术体制的通信应用系统，因此在总体结构设计中应充分利用系统工程技术进行整合性设计。本文提出的系统结构和各中继数量的计算方法，较为全面地考虑了系统的总体功能需求，对交通应急系统建设具有一定的借鉴作用。

摘要：本文研究了交通通信系统的应用设计特点、主要功能及关键指标,结合交通运输行业现状与交通应急指挥对通信系统的建设需求,提出了较为完善的交通应急通信系统总体结构解决方案,同时给出了工程设计中应急通信系统中继数量的确认方法。

关键词：应急,通信系统,交通运输

参考文献

[1]江西省交通运输厅.交通信息资源整合及应急指挥监控工程设计说明[C].2009,7.

[2]陈静,吴建华.交通应急通信系统设计方案探讨[J].2008(,3).

[3]江西省政府应急救援指挥系统设计方案.2008,1.

[4]文卫东.城市应急联动系统建设的十大问题和四种建设思路[J].2004(,7).

[5]江西省交通运输厅.交通信息资源整合及应急指挥监控工程设计说明[C].2009(,7).

[6]季建军.城市应急联动系统的设计[J].2009,9.

城市轨道交通给排水及消防系统设计 第11篇

【关键词】城市轨道交通；给排水系统；消防系统；设计

城市轨道交通作为一种运量相对较大的公共交通措施，对于解决目前城市中不断恶化的道路交通环境具有重要意义。全国的省会城市基本上都在或者已经开展轨道交通建设，为了保证轨道交通的安全、高效运营，需要在设计过程中结合城市轨道交通的运行特点进行给排水以及消防系统设计。

1.给水系统设计

1.1城市轨道交通给水系统设计原则

为了满足城市轨道交通给水系统的功能要求，在进行设计时应遵循以下基本原则以保证轨道交通的用水需求[2]。（1）节约用水和综合利用的原则。我国大部分城市，特别是在需要建设城市轨道交通系统的大中型城市都处于缺水状态，因而在进行给水系统设计时，要尽量减少因为新建交通系统对城市供水网络所带来的压力。（2）给水系统水源应采用城市自来水。城市轨道交通线路所在地一般为城区，周围有较完善的市政给水管网，以市政自来水为供水水源可以减少新建供水设施投资。（3）与轨道交通相关的消防、生产、生活给水系统分开设置。分开设置生产与生活用水系统可以形成独立的安全可靠的供水系统以保证各种用水需求。

1.2城市轨道交通给水系统给水设计

给水系统设计的主要内容主要有用水量的预测、给水管道的组成、给水处理工艺等内容。

城市轨道交通的给水量设计标准为：（1）工作人员生活用水量为30～60L/（人1班），小时变化系数为2.5～2.0；（2）冷水机组的水系统的补充水量为冷却循环水量的2%～3%；（3）车站公共区域冲洗用水量为2～4L/（m2.次），每次按冲洗1h计算。

在进行轨道交通的给水管道设计时，主要考虑沿线车站的给水管道布置。在具体设计时还应注意以下几方面的要求[3]：（1）给水管道不能穿过车站主体结构连续墙，宜布置在出入口或风井部位布置，预留的孔洞给相关结构工程带来不便；（2）给水系统所用管道应绝缘。由城市轨道交通所使用的机车车辆采用接触网供电，对于直流牵引供电系统，要防止杂散电流对给排水管道的腐蚀；（3）注意给水管道管材的选择。一般情况生产、生活给水管管径小于等于DN100mm的采用新型塑料给水管，大于DN100mm的采用镀锌钢管或可延性铸铁管；（4）给水立管的设置，车站从站厅层至站台层的给水立管宜设置在端部风井内，避免给水立管影响接触网供电系统。

2.排水系统设计

2.1城市轨道交通排水系统功能及设计原则

城市轨道交通的排水主要包括车站排水、区间排水以及局部排水控制等。排水系统分为污水、废水、雨水系统。废水系统包括消防废水、地面冲洗废水、事故排水、结构渗漏水等，这些废水均通过线路排水沟汇流集中到线路区段坡度最低点处的废水泵站集水池内。其主要目的是将用户排出的废水，包括生活污水、生产废水和雨水及时可靠地收集并输送到指定地点，防止由于积水影响交通运营安全。在排水时还需要采用合适的排水处理措施以保证废水水质达到排放要求，保护环境不受污染。车站、区间的污水、废水及雨水拍放在设计时原则上采用分类集中，经过相对应的废水泵房提升经过压力容井后，就近排人市政下水道。

2.2城市轨道交通排水系统设计

在进行轨道交通的排水系统设计时，生产、生活和消防的排水量分别按照以下标准和基本原则进行计算：沿线工作人员生活排水量50L/人班，时变化系数采用2.5～3.0；生活及清扫排水量按用水量的95%计算；沿线结构的渗水量按1L/m2.d计；隧道出入口雨水量则按重现期为30年一遇的暴雨强度计算，计算采用所在城市规划部门所指定的暴雨强度计算公式；高架及地面站雨水量按暴雨重现期为4年计算；消防废水量与消防用水量相同。

城市轨道交通的排水系统与给水系统的管道设计原则基本相同。在具体设计时，排水系统时应注意以下几个方面的问题[4]：（1）排水点设置。位于地下的地铁车站建筑，生产以及生活废水一般不能自流排出，通常需要用泵提升后排出，因而在设计时排水点要考虑周到；（2）排水泵设计。用于排水的排水泵应设计成自灌式，采用就地、距离和水位自动等三种控制方式，并且要求工作人员在车站控制室就能够得到排水泵的工作状态和水位信号；（3）在确定集水池有效容积时，需要在工程造价以及排水效率之间取得平衡。其中，废水泵房的集水池有效容积按不小于10min的废水量与消防废水量之和确定，最小不得小于30立方米，而污水泵房集水池有效容积不应小于最大一台泵5min的流量，但不得大于6h的污水量，防止污水停留时间过长而沉淀、腐化。

3.消防系统设计

3.1城市轨道交通消防系统设计的主要内容

城市轨道交通中地下车站一般布置成上下两层，并和隧道构成地下的半封闭建筑工程。车站投入运转后，站内各种控制设备以及功能电器密布，且一般都高负荷运行。一旦发生火灾，半封闭线路隧道内的温度快速升高，更为严重的是乘客难以立即疏散，对人民生命财产会造成严重损失。国内外有关资料也表明火灾也是造成地铁损失的最主要因素。因此，轨道交通中的消防设计的主要内容是在使用各种消防措施，保证在出现火灾险情时能够快速灭火，将生命财产损失降低到最小。

3.2轨道交通消防系统设计

轨道交通中消防设计可以采用室内消火栓系统、自动喷淋灭火系统以及气体灭火系统等[5]。在实际工程消防系统设计中，通常会集成以上几种灭火系统进行综合灭火已取得最佳的消防效果。

消火栓给水系统经增压后在车站内形成环网，区间隧道消防供水由相邻车站消火栓管网引入，双向区间形成环路，消火栓给水系统用水量按同一时间内发生一次火灾考虑。消火栓给水系统服务范围除车站本身外，还包括两地铁车站之间隧道和车站附属的各种连通通道。通常可以根据地铁车站的建筑特点和不同的設置部位选用不同型式的消火栓箱。同时，消火栓箱间距按2股水柱同时到达任意着火点布置。车站内消火栓箱最大间距50m，折返线内消火栓箱最大间距50m，区间内消火栓箱最大间距100m。自动喷水灭火系统干管坡度宜与站厅层、站台层顶板坡度一致，以便于降低吊顶高度和系统排水，地铁车站的自动喷水灭火系统按中危险Ⅱ级考虑。系统总管由车站消防泵房引出，设有控制阀、ZSS型湿式报警阀、延时器、压力开关、水力警铃、系统试验装置和压力表、系统放水阀门和管道。喷头安装在风管的下部，具体位置与车站装修工种配合。气体灭火系统的灭火原理为使用烟烙稀释氧气，窒息灭火。气体喷放时环境温度变化小，且不影响能见度。其设计基本要求有：系统要同时具有自动控制、手动控制和机械应急操作3种启动方式；灭火剂能在尽可能短的时间内喷放到防护区内，并迅速均匀分布达到并保持要求的灭火浓度；保护区不宜开口，保护区内与其他空间相同的开口应能在灭火剂喷放前自动关闭，否则应将保护区扩大至与之相通的空间。

4.结语

城市轨道交通给排水以及消防系统是一个复杂、综合性工程，在进行设计时应充分考虑各种因素以保证交通运行安全畅通。 [科]

【参考文献】

[1]叶霞飞，顾保南.城市轨道交通规划与设计.中国铁道出版社.2000年铁道第二勘察设计院.5地铁工程设计指南6.中国铁道出版社，2002.

[2]尤文玮.轨道交通给排水及消防设计[J].城市道路与防洪，2004，（6）：118-122.

[3]顾齐.杭州市地铁汽车城站给排水及消防设计[J].山西建筑，2009，（25）：196-197.

[4]建筑给水排水设计规范.（GB50015-2003）.

轨道交通视频检测系统设计 第12篇

视频检测技术一般多用于公路交通领域, 作为智能交通系统 (ITS) 的一个子系统, 视频检测系统用来提取公路交通信息, 主要包括车流量、平均车行速度、排队长度、变道、车辆类型、车牌信息等, 在交通管理中发挥了巨大的作用。相比而言, 视频检测技术在铁路交通方面的研究和应用较少, 究其原因, 是因为经过长期的研究和实践, 已经研究出的各种轨道传感器能够满足铁路方面的需要。

然而, 随着计算机性能的提高和价格的下降, 高性能的CCD摄像机逐步普及, 采用视频系统来采集交通信息已经成为铁路交通管理工作中可行的解决方案之一。轨道交通中采用的视频系统是利用较少的摄像机来管理较多的并行轨道, 这样可以节省大量价格昂贵的轨道传感器, 使得整个系统的成本大大降低;并且无需在轨道区域内进行大量的施工和布线, 对铁路的日常运营影响很小;如果需要升级和添加功能只需改变软件系统即可;此外, 摄像机传回的图像既可供实时监控之用, 也可以储存起来作为评估和分析之用。因此, 在轨道交通中大规模引入视频检测技术来提升生产和运营效率是大势所趋。

视频检测技术在轨道交通方面的应用与公路方面相比, 基本上处于起步阶段, 论述这方面的文献资料也较少。其中MIT的Demir和Masaki等人提出将机器视觉和图像压缩技术作为智能铁路系统的两项关键组成技术[1], 但研究工作实际上大多集中在后者而忽略了前者, 即侧重于对监控、视频流的压缩和视频信号传输问题的研究而忽略了对机器视觉方面应用的研究。

德国德累斯顿 (Dresden) 的Fraunhofer交通基础系统研究所提出了一个检测轨道上物体的立体视觉方案[2]。该方案利用安装在列车头尾两端的两套 (四台) 摄像机采集图像信息, 然后使用一个障碍检测算法来获取轨道上障碍物的距离信息。

文献[3]提出了一种用于轨道检查的视觉检测技术, 用来检测连接轨道和枕木的紧固螺钉是否完好无损。该方法将摄像机安装于火车下部, 然后用摄取的图像与利用小波变换和基本组件分析处理过的预存图像进行比较, 最后根据比较情况得到对轨道组件的评估结果。

与文献[3]相类似, 文献[4]提出另外一种轨道安全维护的视频检测应用, 即利用Gabor滤波器来检测铁轨起皱:先利用各级Gabor滤波器对原始图像进行卷积处理, 然后提取处理矩阵中的纹理特征, 最后通过纹理分类的方法来判断铁轨是否起皱。

以上这两篇文献涉及的问题可以归结为同一类应用问题, 这类问题的研究思路是如何利用视频检测的手段来实现高效率的轨道维护工作, 对这类应用问题的研究促使了轨道视频检查系统 (TVIS) 的产生。TVIS有望改善的轨道维护工作包括:扣件是否完好, 枕轨有无断裂, 钢轨是否有擦伤, 剥离掉块或折断, 道床有无翻浆冒泥, 路基是否有影响行车安全的较大沉陷等[5]。

实际上对轨道相关工作采用视频手段还有丰富的内涵可以挖掘, 同时轨道设备的安全性检测也可以被集成到一个更大的视频信息体系中去。比如, 文献[6]中将摄像获取的视频数据和GPS卫星定位设备获取的数据进行处理、配准, 形象、准确地实现视频影像与铁路工务线路设备综合同步显示, 为运输生产指挥及事故救援提供详尽的资料。

另一类轨道交通中研究较多的视频检测应用场合是站台, 这方面视频检测关注的主要信息有:客流量、人群中的异常情况及旅客安全状况等。文献[7]提出一个神经网络视觉系统用来在地铁车站检测人群密度, 该算法首先从图像序列中分割出前景目标 (人群) , 然后通过从中提取特征, 被提取的特征通过一个神经网络进行建模, 最后通过神经网络来估计出人群的拥挤程度。

文献[8]则提出了一种在地铁、城轨和铁路车站等处复杂背景下流动人群数目识别的快速算法, 该方法首先综合帧差法和背景法来检测图像序列中的人群区域, 然后利用前景面积与图像有效面积的比例关系来估测人群中的人数。

本文对火车视频检测系统具体设计中的一般性问题进行了讨论。

1基本检测流程

1.1在线方式

在实际应用中, 由于采用摄像机-视频采集卡-计算机这样的数据采集和处理形式, 因此在检测软件的设计过程中, 必须按照视频采集卡的驱动程序支持的各种开发函数来建立检测算法基本结构。现在市场上视频采集卡的种类繁多, 提供的开发函数库也多种多样, 一般来说, 开发函数集均包括以下几类函数:

(1) 初始化函和反初始化函数 初始化函数必须在使用其他函数之前调用, 主要用于对采集卡进行初始化并为以下其他函数的调用做准备工作。反初始化函数一般在软件退出时调用, 用于软件断开与卡的连接和释放使用的内存空间。

(2) 设置视频窗口属性的函数 对视频输出的各种参数进行设置, 比如视频显示的位置、图像的高和宽、消息响应方法等。

(3) 设置视频属性的函数 包括对视频类型、帧率、颜色、亮度、对比度和饱和度等各类视频属性进行设置的函数。

(4) 数据流函数 数据流函数提供指向每帧数据区的指针, 利用该指针, 可以将当前帧的数据进行处理和保存。一般的编程模式是采用定时器方式按照固定的帧率调用用户函数来进行帧处理。

(5) 日期和时间的显示和设置函数

(6) 通道切换函数 如果采集卡具有多个数据通道, 可连接多个摄像机, 则可利用数据通道切换函数进行通道切换, 从而使得一台计算机可以同时对多个视频源进行处理。

从这六类函数出发, 可以建立基本检测流程如图1所示:首先调用初始化函数, 为调用其他视频函数做准备。然后调用相关搜索视频卡的函数, 该函数的作用是对视频卡硬件进行枚举, 除了确定是否有相应的卡存在外, 在多卡情况下还要确定卡的数量。然后连接卡, 建立软硬件间的通信通路, 通过设置视频窗口属性可以按规定的方式在软件界面上显示实时的图像数据, 而保存视频窗口设置的文件可以保证下次系统启动时视频窗口以同样的设置进行显示。检测循环的基本函数是帧响应函数, 软件设计时主要提供检测算法函数的指针给帧响应函数, 当前帧产生时由帧响应函数自动调用检测算法函数。如果需要同时对多路视频进行处理, 则必须进行实时的通道切换, 此时需要调用通道切换函数。当退出系统时, 首先调用相应函数断开连接, 最后调用反初始化函数释放内存。

1.2离线调试方式

在调试过程中, 一种可选择的方法是离线调试方式。即可以采用对视频文件加载检测算法的方式进行调试。视频文件具有多种存储格式, 本文系统离线调试采用的文件为AVI (Audio Video Interleaved) 文件。AVI指的是微软公司的AVI格式文件, 它采用AVI RIFF格式, 由一系列数据块组成。AVI文件有许多不同的种类, 可以包含多种不同类型的数据, 但所有AVI文件都必须包括两个LIST块, 这两个LIST块定义了数据流的格式, 其中最重要的数据块是AVI头标和流块, 它们定义了视频流的格式、帧数、高度和宽度、数据类型和帧率等信息[9]。可以利用视频采集卡将视频数据保存为AVI文件, 其间必须调用视频采集卡相应开发函数库中有关的存储函数。离线调试时须将AVI文件读出并加载检测算法如图2所示, 利用AVI头标和各流块对BMP信息头 (BITMAPINFO) 进行填充, BMP信息头是Windows SDK定义的数据结构, 它与Windows位图文件 (BMP) 的头结构相对应, 利用转化出的BMP信息头就可以在窗口中确立逐帧刷新显示框架;要显示图像还需要读取视频数据, 利用一个定时器就可以实现逐帧地将视频数据读取为位图数据, 位图数据可以显示成原始视频图像, 也可以在加载检测算法后供调试之用。定时器的启动 (读取) 间隔由AVI文件定义的帧率决定。本文系统使用了Visual C++语言来解析AVI文件。

2应用系统框架

在建立应用系统的过程中, 算法调试是算法理论和实际检测效果的中间环节, 是系统调试的最重要部分。具体的算法调试方法有两种:

1) 离线调试 如前节所言, 离线调试利用视频采集卡存储视频数据, 然后仅对视频数据文件施加检测算法来检测算法的优劣, 离线调试可以用于实验室中仿真检测过程, 其优点是能够反复重现检测算法对某段视频的处理情况, 有利于解决算法中出现的各种问题和疏漏;

2) 在线调试 在线调试就是将算法直接加载在应用系统上利用视频采集卡的帧响应函数进行调试, 这种方式可以全面检测算法的运行情况, 有利于发现算法在实际应用中的各种问题。

实际调试中必须采用离线调试和在线调试相结合的混合调试方式进行:先进行在线调试, 发现算法问题后则捕捉类似的情况存储为视频数据以供离线调试之用, 在通过离线调试反复重现问题, 分析其成因然后解决之;最后再加载到应用系统中进行在线调试, 通过这样的反复循环来逐渐改进算法以符合实际需要。

由于离线调试和在线调试具有不同的程序循环路线, 如果采用不同的程序来实现之, 则有一个保证两边处理算法一致性的问题。即:为了实现混和调试方式, 一般来说需要建立两个调试系统, 一个用于离线调试, 即对视频文件加载算法;另一个用于在线调试, 即响应帧调用函数。从调试系统调试完毕后, 再将系统的改进写入在线系统。但由于系统代码很多, 程序结构较复杂, 要保证调试系统的修改完全无误且没有遗漏地写入在线系统必须十分细心, 而且要消耗大量的时间。为了提供算法调试的效率, 本文采用一个调试检测两用系统框架如图3所示。该框架的优点在于调试与实际检测共享同样的算法部分程序代码, 离线调试和在线调试的修改同时就可以被对方使用, 省却了将算法修改写入在线系统的步骤。由于两种方式执行的路径不同, 需要在适当的地方设置执行分叉, 然后根据调试状态或检测状态来选择执行路径。在具体代码实现中采用了宏定义的方法来表示状态分别和进行路径分叉, 并且, 由于程序在生成发行版本时编译器会根据宏定义情况忽略调试相关内容, 这样, 调试系统的存在就丝毫不影响在线系统的运行效率。

3同步检测线和检测区域的实现

本文所述的视频检测系统设计是基于同步检测线方法[10], 而实现同步检测线的关键是建立像素之间的映射关系。在C++中实现同步检测线, 可以采用类的形式。采用类的形式主要是因为类有封装性和可移植性的优点。封装性是指将集合体的数据和操作屏蔽起来, 类用户在使用时不必知道类的具体实现细节。类的封装性可以使程序条理清晰, 减少程序因为结构混淆而产生的错误。可移植性可以使代码重复使用在其他程序中, 同步检测线方法在轨道交通的视频检测系统中可以作为一种基本方法, 所以使其实现代码具有可重用性是非常必要的。本文按照检测区域 (DR) 同步检测线 (SDL) 框架, 实现了三个不同的类:背景类 (CBackground) 、同步检测线类 (CDetectLine) 和检测区域类 (CDetectRgn) 。各类依次分别对应了像素层、检测线层和检测区域层, 三个类与DR-SDL框架的关系如图4所示。背景类以像素为核心, 主要封装了一些针对像素的背景更新算法, 这些算法可以根据不同的应用场合选择使用, 随着检测系统开发的深入和改善, 背景类中算法的内容也可以不断地进行丰富;同步检测线类封装了这样一些函数和数据, 它们将按照划分准则将检测区域划分为同步检测线集, 划分准则可以根据不同的轨道情况进行添加和修改, 最初可以从直线集开始。而其公有数据成员 (本文定义为链表结构) 储存划分结果供检测区域类调用, 检测区域类的设置主要是考虑多轨情况和同轨多检测区域的问题, 检测区域类的设置有利于排除不同区域之间的检测干扰;检测区域类还统一管理对检测区域和检测线的各种操作并负责和程序主框架的联系。

4应用系统调试的主要问题

视频检测系统面对的主要问题是如何配置恰当的算法序列以实现视频检测所需要的效果, 这里所言的算法序列应该比在实验室中利用少数视频资料实现的算法序列更具有鲁棒性, 这样才能消除现场各种干扰对检测效果的影响。在实际调试中发现:错误的检测结果的出现, 除了数据采集系统自身产生的噪声之外, 烟尘干扰和图像晃动是两个主要的干扰因素。

4.1烟尘干扰

由于现场的环境问题 (灰尘较多, 车辆来往) , 视场常常扬起较多灰尘, 再加上烧煤和天气原因产生烟雾, 这些问题常常引起错误的检测结果。在调试的过程中发现主要原因在于分割目标的算法。该算法采用了动态域值来处理背景和当前帧数据的差分图像, 在运动目标 (车辆) 出现时有较好的分割效果, 但在运动目标不存在的时候则容易以较小的域值将烟尘分割出来, 对此的解决办法分为两个部分:1) 规定动态域值的最小值;2) 可以采用前后帧分割目标比较的方法来区分真实运动目标区域和假目标区域, 这是因为实际运动目标的形状和大小变化都很缓慢, 而烟尘干扰形成的假目标则变化快速, 即如式 (1) 所示:

$A\left(\overline{S{}_i{\displaystyle \cap S}{}_{i-1}}\right){\rm T}$ (1)

A (S) 为区域S的面积, Si为第i帧的目标区域面积, T为域值。当式 (1) 满足时, 可以认为是真实运动目标, 否则为假目标, 在道口报警系统的实践证明, 采用此方法可以有效地去除烟尘干扰。

4.2图像晃动

在视频检测系统中较常出现的一个问题是图像晃动的问题。晃动产生的主要原因是机车运动产生的振动, 而摄像机一般设置在离铁轨较近的高处, 很容易受振动的影响产生晃动, 从而使采集的图像前后帧产生位移。

为了解决图像晃动的问题, 在选择摄像机架设方案时必须进行相关的考虑。除了在可允许的范围内尽量远离铁轨及加固基座外, 还可以充分利用火车站已有的高大建筑, 比较常见的如信号楼、高大的通信铁塔和灯桥等。在工程实践中, 这样做不但省去了立杆工作, 节约了成本, 而且可以取得较为满意的视场效果和减少图像晃动。在驼峰溜放测速系统中就利用了横跨铁轨的灯桥来架设摄像机, 因为灯桥跨距长, 自重大 (铁制) , 摄像机受火车运动产生的振动影响非常小, 而且灯桥较高 (距地面约10米) , 视野比较开阔, 有利于消除火车间的遮挡和阴影, 而且晚上有较好的照明条件。

除了在设置摄像机时加以充分考虑外, 在编制软件过程中, 则可以采用前后帧差分的方法加以处理, 如果发现当前输入帧信号变化过大, 可以重新进行配准, 重新匹配要消耗一定的计算量, 在实时性要求高的场合, 可以考虑跳过对晃动帧的处理。

5夜间车灯检测

夜间进行视频检测一般是非常困难的, 除了由于视场光照条件较差之外, 各种灯光干扰也是个很大的问题, 这些情况广泛地存在于各种视频检测系统中。为了解决夜间火车检测的问题, 本文提出了一个车灯检测算法。

当出现火车的场景和无火车场景最大的不同是当火车刚刚进入视场 (或视场的检测区域) 时, 图像中会突然出现一个耀眼的光斑, 该光斑是由于火车的头灯照射引起的, 如图5 (a) 所示。考虑到这个光斑的出现将极大的改变图像的直方图结构 (如图5 (c) 和 (d) 所示) , 因此检测该光斑可以从直方图着手。

夜间检测车灯的算法有两个要点, 如图6所示, 首先要确定切换到车灯检测的时机, 然后再考虑车灯区域的分割。

从图5 (c) 和 (d) 比较可知, 有灯和无灯的场景直方图最明显的区别在于灰度值为255的像素数, 可以用该像素数作为评价标准来确定是使用一般检测算法还是车灯检测算法。但实际应用中发现用单灰度值的像素个数来评估稳定性很差, 于是考虑改用直方图中灰度为255及其附近邻域内的灰度值的像素之和来作为评价函数, 此时发现的问题是阈值难以确定, 因为在无车灯时间, 常常也会出现255灰度值的像素数比其他像素值之和大很多的情况 (如图5 (d) 的直方图所示) , 因此在实际检测中将255灰度值排除在评价函数之外, 即确立如式 (2) 所示的评价函数:

E=${\displaystyle \sum _{i=k}^{254}}$Ni (2)

Ni为灰度值为i的像素个数, 实际中取k=240在火车车灯检测中取得较好效果。在判断可以由一般检测算法转换为车灯检测算法后, 提取车灯区域时仍然可以采用k作为域值进行分割。

6总结

视频检测技术应用于轨道交通方面的研究比较少, 鉴于此, 本文对火车视频检测系统具体设计中的一般性问题进行了讨论。在系统的基本检测流程中, 一般有两种实现形式:在线方式和离线调试方式, 它们分别使用于实际应用和算法调试。本文描述了融合以上这两种实现形式的实际应用系统框架, 并对应用系统中算法设计的两个主要问题:烟尘干扰和图像晃动进行了讨论。此外, 对于该视频检测系统所采用的同步检测线方法, 本文对其三层框架结构的C++类实现问题也进行了具体的描述。最后还讨论了该系统中常常面对的夜间车灯检测问题。

摘要：对火车视频检测系统具体设计中的一般性问题进行讨论。首先叙述了基本检测流程, 讨论了基本检测流程的两种实现形式, 它们分别使用于实际应用和算法调试;接下来描述了融合两种实现形式的实际应用系统框架;然后叙述了检测线方法三层框架结构的具体C++类实现问题;对于应用系统中算法设计的两个主要问题:烟尘干扰和图像晃动也进行了讨论;最后讨论了视频检测系统中常常面对的夜间检测问题。

关键词：轨道交通,视频检测,同步检测线

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