應(yīng)用背景

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市道路交通越來越成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問題。我國城市交通系統(tǒng)的現(xiàn)狀主要體現(xiàn)在機(jī)動(dòng)車增長迅速，供需矛盾進(jìn)一步加劇交通擁堵等。雖然道路不斷擴(kuò)建，路網(wǎng)結(jié)構(gòu)得到改善，通行能力不斷提高，但交通的供需矛盾并沒有得到緩解，城市交通問題已經(jīng)引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。交通信號(hào)控制系統(tǒng)是城市交通管理中能夠直接對交通流發(fā)生作用的部分，是城市交通管理水平高低的集中體現(xiàn)。城市（包括市區(qū)和郊區(qū)）道路（地面、地下、高架、水道、索道等）系統(tǒng)間的公眾出行和客貨輸送。在人類把車輛作為交通工具之前，城市公眾出行以步行為主，或以騎牲畜、乘轎等代步。貨物轉(zhuǎn)移多靠肩挑或利用簡單的運(yùn)送工具運(yùn)輸。車輛出現(xiàn)后，馬車很快成為城市交通工具的主體。1819年巴黎市街上首先出現(xiàn)了為城市公眾租乘服務(wù)的公共馬車，從此產(chǎn)生了城市公共交通，開創(chuàng)了城市交通的新紀(jì)元。

　　隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)的發(fā)展，城市中交通量激增，原始的交通方式已不能滿足要求；同時(shí)，由于工業(yè)發(fā)展為城市交通提供的各種交通工具越來越多，從而加速了城市交通事業(yè)的發(fā)展。城市交通的特征因各城市的規(guī)模、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、地理位置和政治經(jīng)濟(jì)地位的差異而有所不同，但是它們具有的主要特點(diǎn)則是相同的。①城市交通的重點(diǎn)是客運(yùn)；②早晚上下班時(shí)間是城市客運(yùn)高峰；③每個(gè)城市的客流形成都有自身的規(guī)律；④城市客運(yùn)量大小與各該城市的總體規(guī)劃和布局有直接關(guān)系。

　　城市交通擁堵往往只出現(xiàn)在一定的時(shí)間一定的區(qū)域，而并不是所有時(shí)間所有區(qū)域范圍都會(huì)出現(xiàn)交通擁堵現(xiàn)象。為此，就要求城市各路段的交通信號(hào)燈有協(xié)調(diào)工作的能力，隨周邊交通信息變化及時(shí)計(jì)算分析得出交叉點(diǎn)整體紅綠燈時(shí)間以提高擁堵路段、路口的通行能力，減少擁堵區(qū)域的交通壓力。例如當(dāng)某個(gè)區(qū)域出現(xiàn)交通擁堵現(xiàn)象時(shí)，這個(gè)區(qū)域的交通信號(hào)系統(tǒng)就可以通過速度傳感器和計(jì)數(shù)傳感器檢測到這個(gè)路段交通不順暢，它就會(huì)將此信息發(fā)送到交通管理中心和周邊的交通信號(hào)燈，調(diào)整周邊通往擁堵區(qū)域的路口紅綠燈時(shí)間，以緩和擁堵狀況。交通信號(hào)控制系統(tǒng)要把分時(shí)段單點(diǎn)控制、本地優(yōu)化控制、感應(yīng)控制、無電纜協(xié)調(diào)控制、主干道協(xié)調(diào)優(yōu)化控制（線控）、區(qū)域協(xié)調(diào)優(yōu)化控制（面控）等各種控制方式都融合到交通信號(hào)控制系統(tǒng)中來。為了便于系統(tǒng)集成，要求交通信號(hào)控制器具有CAN-bus、 RS-485、以太網(wǎng)等多種通信端口，提高交通信號(hào)控制器協(xié)調(diào)工作的能力。

　　應(yīng)用方案

　　如圖所示，對于長達(dá)5～10km的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)，CAN-bus成本明顯低廉，而且通信可靠；利用現(xiàn)有以太網(wǎng)光纜與接口資源，以太網(wǎng)特別適合將現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程監(jiān)控中心（對于高速公路可通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心通信）根據(jù)以上特點(diǎn)方案可分為2個(gè)通信層次。采用M9020-N20I工業(yè)控制模塊可以輕松滿足以上要求。

　　層為現(xiàn)場控制層，CAN-bus網(wǎng)絡(luò)主要傳遞現(xiàn)場交通信息和信號(hào)燈的控制信息；第二層通信轉(zhuǎn)發(fā)層，以太網(wǎng)（GPRS）主要實(shí)現(xiàn)CAN-bus網(wǎng)絡(luò)與交通控制中心的互聯(lián)。交通控制中心通過大屏幕實(shí)時(shí)顯示各路段交通指揮狀況，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

　　MiniARM工控板功能特點(diǎn)

　　●10M工業(yè)以太網(wǎng)接口；

　　●CAN-bus通信接口；

　　●8路開關(guān)量輸入（0～30V）；

　　●4路脈沖捕捉功能（0～30V）；

　　●8路開關(guān)量輸出（OC方式）；

　　●支持單色LCD人機(jī)界面；

　　●實(shí)時(shí)時(shí)鐘可連續(xù)運(yùn)行5年；

　　●內(nèi)置數(shù)字溫度傳感器，可報(bào)警；

　　●內(nèi)置黑匣子功能，可保存1年工作日志；

　　●工控板內(nèi)置加密功能；

　　●相比工控機(jī)成本低廉；

　　●工作溫度：-40℃ ～+85℃。