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[PDF] GB/T 39900-2021 - 英文版

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基本信息
标准编号 GB/T 39900-2021 (GB/T39900-2021)
中文名称 道路交通信号控制系统通用技术要求
英文名称 General technical requirements for the road traffic signal control system
行业 国家标准 (推荐)
中标分类 R87
国际标准分类 98.080.30
字数估计 60,629
发布日期 2021-03-09
实施日期 2021-10-01
起草单位 公安部交通管理科学研究所
归口单位 中华人民共和国公安部
标准依据 国家标准公告2021年第3号
提出机构 中华人民共和国公安部
发布机构 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会

GB/T 39900-2021: 道路交通信号控制系统通用技术要求
GB/T 39900-2021 英文名称: General technical requirements for the road traffic signal control system
1 范围
本标准规定了道路交通信号控制系统的系统结构、中心控制软件功能要求、性能指标、通信要求、安全要求、测试要求、运维管理等内容。
本标准适用于道路交通信号控制系统的规划、设计、建设、测试及应用。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB 14886 道路交通信号灯设置与安装规范
GB 14887 道路交通信号灯
GB/T 22239 信息安全技术 信息系统安全等级保护基本要求
GB 25280 道路交通信号控制机
GB/T 31418-2015 道路交通信号控制系统术语
GA/T 527.1 道路交通信号控制方式 第1部分:通用技术条件
GA/T 527.2 道路交通信号控制方式 第2部分:通行状态与控制效益评估指标及方法
GA/T 543.1-2011 公安数据元(1)
GA/T 543.3-2011 公安数据元(3)
GA/T 543.6-2015 公安数据元(6)
GA/T 543.9-2016 公安数据元(9)
GA/T 1049.1 公安交通集成指挥平台通信协议 第1部分:总则
GA/T 1049.2-2013 公安交通集成指挥平台通信协议 第2部分:交通信号控制系统
3 术语和定义
GB/T 31418-2015界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用,以下重复列出了GB/T 31418-2015中的某些术语和定义。
3.1 [道路]交通信号控制系统
由道路交通信号控制机、道路交通信号灯、交通流检测设备、通信设备、控制计算机及相关软件等组成,用于道路交通信号控制的系统。
[GB/T 31418-2015,定义2.6.1]
3.2 交叉口控制参数
路口控制参数
用于交叉口信号控制参数的集合,一般包括车道、检测器、信号灯组、信号组、控制方案、日计划、周或特殊日调度表等参数信息。
4 系统结构
4.1 物理结构
道路交通信号控制系统(以下简称信号控制系统)的物理结构宜设置为三层(见图1):
a) 外场设备,包括道路交通信号控制机、道路交通信号灯、道路交通流检测设备、行人请求装置、网络通信设备、安全接入模块等。安全接入模块宜使用具备身份认证保护机制的软硬件模块,保护网络接入安全。
b) 通信网络,应使用专网。宜采用通用的网络通信设备构建,可使用有线通信、无线通信或有线无线相结合的通信方式。
c) 控制中心,包括交通控制计算机、网络通信设备和中心控制软件。路网规模较大或城市组团规模比较明显情况下,可根据需要设置道路交通信号控制分中心。
图1 物理结构
4.2 逻辑结构
信号控制系统逻辑结构宜分为五层,从下至上分别是设备层、网络层、数据层、服务层、应用与展示层,具体结构见图2。
4.3 控制结构
信号控制系统控制结构自下而上可分为交叉口控制、子区控制、区域控制和中心控制四级,具体结构见图3。
5 中心控制软件功能要求
5.1 一般要求
5.1.1 联网联控
应支持通过通信网络与信号机进行实时通信,实现数据传输和交互控制。
5.1.2 人机交互
宜提供基于GIS的可视化操作界面,并满足以下要求:
a) 应支持中文操作界面,提供图形可视化操作方式;
b) 信号灯等图标样式应符合GB 14886、GB 14887的要求。
5.2 功能配置
功能配置分为基本配置和可选配置。基本配置为应具备功能,可选配置可在此基础上扩展,具体配置见表1。
5.3 设备参数配置
5.3.1 信号机
支持对信号机参数进行配置,包括信号机唯一标识、固件或软件版本、安装信息、网络配置、地理坐标位置等信息。
5.3.2 信号灯组
支持对信号灯组参数进行配置,包括:
a) 应能根据交叉口控制需求配置信号灯组的方向、类型、接线端子等参数;
b) 应支持配置各类信号灯参数,包括机动车信号灯、方向指示信号灯、非机动车信号灯、行人信号灯和车道信号灯等;
c) 应支持信号灯绿冲突配置与绿冲突判断;
d) 宜支持公交车、有轨电车、无轨电车等车辆专用信号灯的参数配置。
5.3.3 检测器
支持对接入的检测器参数进行配置,包括检测器类型、安装位置、属性等。支持线圈、视频、地磁、微波、射频(RFID)等检测器类型。
5.3.4 倒计时器
可支持对倒计时器参数进行配置,包括倒计时器类型、通信参数、安装方位等。
5.3.5 其他设备
可支持对接入的可变导向车道指示标志、行人请求按钮、信号控制辅助信息显示屏等设备的参数信息进行配置。
5.4 路网参数配置
5.4.1 交叉口
支持对交叉口基础参数进行配置,包括交叉口名称、形状、地理坐标位置、车道信息等。
5.4.2 干线
支持对控制干线的参数进行配置,包括干线基础信息、干线包含的路段、路段包含的交叉口信息等。
5.4.3 区域
宜支持对控制区域的参数进行配置,包括区域基础信息、区域包含的子区、子区基础信息等。
5.5 控制方式选择
支持根据不同控制需求选择并执行对应的控制方式,包括定时控制、感应控制、自适应控制以及人工干预,并能实现降级控制的参数配置及自动切换:
a) 定时控制,支持选择单点定时控制、干线定时协调控制、子区定时协调控制;
b) 感应控制,可支持选择单点感应控制、干线感应协调控制;
c) 自适应控制,可支持选择单点自适应控制、干线自适应协调控制、区域自适应协调控制;
d) 人工干预控制,支持选择相位锁定/解锁、手动步进、黄闪、全红、关灯等多种人工干预控制;
e) 降级控制,在网络、中心软件模块等发生异常时自动降级控制;在感应或自适应控制模式下,检测器故障或异常时应执行相关相位降级方案,在故障或异常消除后自动恢复到原有的控制方式、方案;
f) 控制方式应符合GA/T 527.1规定。
5.6 控制方案配置
5.6.1 相位相序
支持对相位相序参数进行配置,包括:
a) 应支持对两相位以及多相位参数进行配置;
b) 可配置相位名称、相位属性、相位时间、相位最小绿、相位最大绿、信号组灯色等相位参数;
c) 可根据控制需求设置相应的相位放行顺序,支持在不同控制方案中配置不同的相位顺序。
5.6.2 控制参数
支持根据不同控制方式对相应的控制参数进行配置,包括:
a) 相位控制参数,包括绿灯时间、黄灯时间、红灯时间等;
b) 协调控制参数,包括公共周期、相位差、绿信比等,宜支持通过时距图的方式配置;
c) 感应或自适应控制参数,包括降级方案,相位的最小绿、最大绿、绿灯调整范围等。
5.6.3 中心预案
可支持对中心预案参数进行配置,包括:
a) 根据控制范围设置不同类型的中心控制方案作为预案,包括交叉口、干线、区域等;
b) 选择交叉口现有信号控制方案或自定义中心预案。
5.7 调度计划管理
支持对交叉口及中心的调度计划进行配置管理,调度计划按优先级由低到高分为:
a) 交叉口调度计划,支持通过日计划进行调度,针对工作日、节假日、特殊日等设置不同的日计划调度,日计划支持多个时段;
b) 中心调度计划,宜支持通过日计划、指定起止时间段、人工下发或特定条件触发方式对中心预案调度执行。
5.8 特勤优先控制
支持对特勤优先控制进行参数配置、调度执行及历史查询,包括:
a) 线路与预案配置,宜支持特勤路线优先级、起止地点、经过交叉口、各交叉口优先控制相位等信息的配置;
b) 中心人工干预执行,支持用户选择一个或多个交叉口,以人工触发方式执行特勤优先控制;
c) 中心自动调度执行,宜按预设的开始时间及时间间隔自动调度,执行特勤优先控制;
d) 车辆位置驱动执行,宜根据外场特勤车辆的实时地理位置信息,驱动中心控制软件自动执行特勤优先控制;
e) 执行日志记录查询,支持对特勤任务操作的用户、特勤线路、优先控制成功与否、执行时间等信息的记录与日志查询。
5.9 运行状态监测
5.9.1 交通流运行状态
可支持对交叉口的实时交通流运行状态进行监测,包括流量、排队长度、饱和度、拥堵程度等。
5.9.2 信号控制状态
支持对交叉口的实时信号控制状态进行监测,包括控制方式、控制方案、周期、相位差、相位时长、信号灯色等。
5.9.3 设备运行状态
支持对信号机、信号灯、检测器等设备的实时运行状态进行监测,包括联网状态、故障状态等。
5.9.4 软件运行状态
支持对各个软件模块的实时运行状态进行监测,包括模块的配置信息、运行状态、可用存储空间等。
5.10 数据存储与分析
5.10.1 数据存储
支持使用中心数据库集中存储信号控制系统各类数据,数据的内容与格式应符合附录A的要求。
5.10.2 交通流数据统计分析
支持对交通流数据按照不同的查询条件进行统计分析,包括:
a) 按年、月、周、日或指定时间段,统计分析交通流量、占有率等交通流数据;
b) 按车道、流向或进口统计交通流数据;
c) 按信号周期、相位时间统计交通流数据。
5.10.3 控制参数统计分析
可支持对控制参数进行统计分析,包括:
a) 对交叉口信号周期、相位时间等控制参数变化规律进行统计分析;
b) 交叉口控制参数结合对应的交通流数据变化情况进行统计分析。
5.10.4 数据分析报表输出
可支持输出交叉口配置参数、控制方案、交通流数据统计分析结果、控制参数统计分析结果等信息,输出格式支持HTML、PDF、Word、Excel中的一种或多种。
5.11 评估与优化
5.11.1 通行状态评估
可支持对通行状态的相关指标进行计算评估,包括交通流量、占有率、排队长度、平均车速等基本指标以及协调方向交通总流量、协调方向平均行程车速等特征指标。
5.11.2 控制效益评估
可支持对控制效益的相关指标进行评估计算,包括最大流量比变化率、协调方向交通总流量变化率、协调方向平均行程车速变化率等相对指标,以及单位绿灯时间通过量、饱和度、平均信号控制延误等绝对指标。通行状态、控制效益评估应符合 GA/T 527.2规定。
5.11.3 控制方案优化
可支持基于信号控制运行信息与交通流数据对信号控制方案进行优化,包括周期、绿信比、相位差、相位最小绿、相位最大绿、时段划分、子区划分等要素的调整优化。
5.12 故障异常报警
5.12.1 设备故障报警
支持在信号控制系统的设备发生故障或异常时自动报警,包括信号机、信号灯、检测器、网络通信等设备。报警信息中应包含交叉口信息、设备位置、故障发生时间及故障原因等信息。
5.12.2 软件故障报警
支持中心控制软件的服务软件模块发生故障或异常时自动报警,包括通信、处理、存储、分析等后台服务软件模块。报警信息应包含模块信息、故障发生时间及故障原因等信息。
5.12.3 交通运行状态异常报警
可支持对交通运行状态进行实时监测,发生异常时自动报警,包括排队过长、流量异常、拥堵等。
5.13 系统管理
5.13.1 用户管理
支持对用户的信息进行配置与管理,包括:
a) 对用户的基本信息进行配置,包括用户名、密码、个人基本信息、所属单位、联系电话等;
b) 对用户角色信息进行配置,包括角色名称、角色权限等;
c) 可按照用户管辖范围、层级进行多级分控,支持按管辖范围授权;
d) 使用前需对用户身份进行合法性认证;
e) 使用软件功能项时进行用户权限检查,禁止非授权功能的访问。
5.13.2 管辖区域管理
支持对管辖区域参数进行配置管理,支持按照用户的实际辖区(支队、大队、中队)或自定义的交叉口集合划分管辖区域。
5.13.3 日志管理
支持对中心控制软件运行产生的日志信息进行管理,包括:
a) 记录各个软件模块的运行日志,包括模块名称、版本号、重要操作内容、发生时间、执行结果等,可根据需要对输出日志内容进行配置和过滤;
b) 记录用户的主要操作日志,包括用户名、操作类型、操作对象、操作时间、操作结果等信息;
c) 日志信息的查询、统计,查询、统计条件包括时间、类型、结果等;
d) 日志的自动或人工清理。
5.13.4 安全配置管理
支持对各项安全保障机制的参数、日志等信息进行配置与管理。
5.13.5 时间同步
支持对设备进行时间同步,包括人工手动授时方式和软件自动授时方式。
5.14 特殊功能
5.14.1 公交信号优先控制
可支持公交信号优先控制相关的信息采集、处理、方案配置与运行状态监视等功能,通过设置绿灯延长、红灯缩短、插入公交专用相位、跳转相位等方式实现公交车辆的信号优先放行。
5.14.2 可变导向车道控制
可支持可变导向车道指示标志设备信息配置、可变车道控制方案配置与运行状态监视等功能,通过设置人工切换、定时切换、自适应切换等方式,实现可变导向车道指示标志与交通信号灯协同控制。
5.14.3 潮汐车道控制
可支持相关设备信息配置、潮汐车道方案配置与运行状态监视等功能,通过人工切换、定时切换、自适应切换等方式,实现潮汐车道的相关设备与交通信号灯协同控制。
5.14.4 有轨电车优先控制
可支持有轨电车优先控制相关的信息采集、处理、优先方案配置与运行状态监视等功能,通过绿灯延长、红灯缩短、插入相位、跳转相位等方式实现有轨电车的信号优先放行。
5.14.5 匝道信号控制
可支持匝道信号控制方案设置与运行状态监视等功能,通过人工切换、定时切换、自适应切换等方式实现匝道信号控制。
5.14.6 应急车辆优先控制
可支持应急车辆信息配置、应急方案设置与运行状态监视等功能,通过对消防、救护、抢险等应急救援车辆的请求响应,实现信号优先放行。
5.14.7 过饱和优化控制
可支持控制方案配置与运行状态监视等功能,通过对交叉口或子区过饱和流向方案调整等方式进行信号优化控制。
6 性能要求
6.1 系统容量
信号控制系统容量应满足以下指标要求:
a) 支持接入交叉口数量大于或等于500个;
b) 支持配置用户数大于或等于50个,支持同时在线操作用户数大于或等于10个;
c) 单个交叉口支持配置控制方案数大于或等于16个,支持配置中心预案数大于或等于32个;
d) 单个交叉口可设置日计划数大于或等于36个,单个日计划可划分时段数大于或等于8个。
6.2 时间同步
信号控制系统包含所有设备的时间应与北京时间保持同步,24h的计时误差应不超过±2s。
6.3 数据传输
6.3.1 传输频率
中心控制软件与信号机之间的控制交互信息、信号机运行状态、故障与异常报警等数据应实时传输,数据发生变化立即传输,交通流统计等数据则按照配置的时间间隔定时传输。
6.3.2 传输延时
信号控制系统通信网络的平均传输延时应小于或等于1s,中心控制软件到信号机单条指令的传输延时(不包括网络延时)应小于或等于1s。
6.3.3 传输一致性
应具有数据传输一致性保障功能,保证中心控制软件与外场信号机的数据一致。
6.4 数据存储时间
中心控制软件数据存储时间应大于或等于2年。
6.5 连续运行可靠性
中心控制软件能够连续运行240h无故障。
7 通信要求
7.1 中心控制软件与信号机的通信指令与消息格式应符合GB 25280的要求;
7.2 信号控制系统与公安交通集成指挥平台的通信协议应符合GA/T 1049.1、GA/T 1049.2的要求;
7.3 信号控制系统宜支持面向互联网交通信息平台等外部应用系统发布信息,实现道路交通信号控制信息、交通状态信息的发布与共享。信息发布通信协议参见附录B。
8 安全要求
8.1 用户认证
信号控制系统用户认证应满足以下要求:
a) 使用中心控制软件时验证用户名及密码;
b) 每个用户使用独立的账号;
c) 对用户按照实际管理辖区范围进行授权。
8.2 网络安全
信号控制系统应满足以下网络安全要求:
a) 组网使用专网,不使用互联网;
b) 具备防病毒与防网络入侵的措施;
c) 使用具备抑制或隔离网络风暴等网络故障能力的通信设备。
8.3 信息安全
信号控制系统需遵循以下信息安全要求:
a) 信号控制系统与信号机联机时,应进行双向身份认证,验证通过后可进行相关操作;
b) 信号机应对信号控制系统下发指令进行验证,验证通过后指令有效;
c) 中心控制软件(包括通信、数据库等)应运行于独立服务器;
d) 用户账号的用户名与密码、数据库的用户名与密码等关键配置信息在存储与传输时应加密;
e) 基本配置信息、用户信息、设备信息、权限信息、报警信息、交通流统计信息、重要操作日志等应定期备份,关键存储部件宜采用冗余备份;
f) 具备日志审计功能,可记录各类日志,并定期审计。
8.4 安全等级保护
信号控制系统控制中心的通信设备、控制计算机及中心控制软件,应符合GB/T 22239中信息系统安全等级保护第二级基本要求。
9 测试方法
9.1 中心控制软件功能测试
操作中心控制软件,逐项查看功能实际运行情况,检验功能有效性及执行结果,检查是否符合第5章的要求。
9.2 信号控制系统性能测试
9.2.1 信号控制系统容量
运行中心控制......
   
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