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Intelligentes Signalsteuerungs- und Koordinierungssystem

Das intelligente Signalsteuerungs- und Koordinierungssystem arbeitet nach dem Grundprinzip „Datenerfassung – dynamische Regelung – effiziente Umsetzung“. Durch umfassende technische Unterstützung und sorgfältig konzipierte Funktionen überwindet es die Einschränkungen herkömmlicher fester Signalzeiten, löst Probleme des städtischen Verkehrsampelmanagements und erzielt präzise Verbesserungen der Durchsatzleistung des Straßennetzes. Das operative Herzstück des Systems bilden seine Datenerfassungs- und -verarbeitungskapazitäten, die die Grundlage für die dynamische Regelung schaffen. Die Front-End-Operationen basieren auf Verkehrsinformationserfassungseinheiten, die ein umfassendes Wahrnehmungsnetzwerk aufbauen. Diese Einheiten sind mit verschiedenen Detektoren wie Kameras und Induktionsschleifen verbunden und laden die von den Ampelsteuergeräten erfassten Verkehrsdaten in benutzerdefinierten Intervallen hoch. Dabei werden nicht nur wichtige Echtzeitdaten wie Verkehrsaufkommen, Fahrstreifenbelegung und Fahrzeuggeschwindigkeiten erfasst, sondern die Daten auch gemäß spezifischer Regelungsanforderungen vorverarbeitet. Dies gewährleistet die Einhaltung einheitlicher Formate und Systemübertragungsstandards für die hochgeladenen Daten. Diese Echtzeitdaten werden schnell an die zentrale Management-Steuereinheit übertragen, die aus einem zentralen Server, einem Datenbankserver und regionalen (Optimierungs-)Servern besteht. Mithilfe integrierter, fortschrittlicher Optimierungsmodelle führt diese Einheit eine detaillierte Datenanalyse durch, um die aktuelle Verkehrslage zu bewerten und so eine wissenschaftliche Grundlage für die dynamische Anpassung der Ampelschaltungen zu schaffen. Dadurch wird eine nahtlose Integration von der Datenerfassung bis zur Entscheidungsfindung erreicht. Gleichzeitig verfügt das Kernstück des Systems – das Ampelsteuergerät – über einen 32-Bit-Mikroprozessor und ein modulares Design. Es unterstützt eine automatisierte Steuerung rund um die Uhr und verfügt über einen Stromausfallschutz, um den Verlust von Zeitinformationen und Steuerungsparametern zu verhindern und bietet eine stabile und zuverlässige Hardwareunterstützung für die Datenerfassung und -verarbeitung. Das System verwendet eine dreistufige, verteilte hierarchische Steuerungsstruktur, um ein durch klare Verantwortlichkeiten und effiziente Koordination gekennzeichnetes Leitsystem zu etablieren. Die zentrale Steuerungsebene, die als oberste Managementzentrale fungiert, ist nicht direkt an der adaptiven Steuerung beteiligt. Zu ihren Hauptaufgaben gehören: die Koordination verschiedener Servicemodule zum Hoch- und Herunterladen sowie zur Synchronisierung von Systemparametern; die Echtzeitüberwachung des Gesamtsystemstatus über Benutzerterminals, um Administratoren die Anpassung wichtiger Parameter zu ermöglichen; die statistische Auswertung von Verkehrsinformationen im gesamten Netzwerk zur Erstellung von Betriebsprotokollen; und die Bereitstellung standardisierter Daten für übergeordnete Steuerungssysteme zur Entscheidungsfindung im Straßenverkehr. Die regionale Steuerungsebene konzentriert sich auf die dynamische Zonenoptimierung und dient als Kernkomponente für die adaptive Echtzeitsteuerung. Sie überwacht gleichzeitig den Betriebszustand und eventuelle Störungen der Ampelsteuerungen an Kreuzungen innerhalb der gesteuerten Zone und koordiniert und optimiert die Ampelsteuerung auf Basis der erfassten Verkehrsflussdaten auf Zonenebene. Dadurch wird verhindert, dass einzelne Kreuzungsanpassungen vom umliegenden Straßennetz abgekoppelt werden. Die Kreuzungssteuerungsebene dient als „Ausführungsterminal“ und besteht aus Signalsteuergeräten und Detektoren. Sie steuert die Ampelschaltungen an Kreuzungen direkt, empfängt und sendet kontinuierlich Verkehrsflussdaten und meldet den Status und eventuelle Störungen der Anlagen. Diese Ebene beinhaltet auch die Optimierung einzelner Signalpunkte und bildet so einen vollständigen Regelkreis: „Koordination auf oberster Ebene – zonenbasierte Koordination – Kreuzungsausführung“. Szenariobasiertes Funktionsdesign ist für die Systemimplementierung entscheidend, um sicherzustellen, dass das System den tatsächlichen Verkehrsanforderungen präzise entspricht. Um Schwankungen im Verkehrsfluss während der Hauptverkehrszeiten, der verkehrsarmen Zeiten und der Nebenzeiten zu begegnen, kategorisiert die „Einpunkt-Mehrperiodensteuerung“ Zeitfenster nach Verkehrsaufkommen und implementiert separate Zeitschaltpläne für Hauptverkehrszeiten, verkehrsarme Zeiten und die Nebenzeiten, um Ressourcenverschwendung durch feste Zeitschaltpläne zu vermeiden. Die „Grünwellensteuerung für Hauptverkehrsstraßen“ koordiniert die Ampeln entlang der Hauptverkehrsadern, um einen kontinuierlichen Verkehrsfluss zu gewährleisten und Haltezeiten zu minimieren. Für Notfälle ermöglicht die „Fernsteuerung“ mit gestaffelten Benutzerberechtigungen, dass Bediener die Ampeln bei Ereignissen (z. B. Unfällen, Baustellen) manuell übersteuern und nach Wiederherstellung der Ordnung wieder auf die automatische Steuerung umschalten können. Die „Einsatzfahrzeug-Vorrangsteuerung“ räumt Einsatzfahrzeugen gemäß ihren vordefinierten Fahrplänen und Routen Vorfahrt an den Ampeln ein und reagiert gleichzeitig auf dringende Anfragen von Spezialfahrzeugen wie Polizei, Feuerwehr und Rettungsdienst. Durch die Anpassung der Ampeln entlang der Route wird die schnelle Durchfahrt von Einsatzfahrzeugen sichergestellt. Um den Herausforderungen des Staumanagements zu begegnen, erfasst die „Single-Point Adaptive Control“ Echtzeit-Verkehrsfluss- und Belegungsdaten, um die Signalzykluslängen und Grünphasendauern dynamisch zu optimieren und so die Durchsatzeffizienz an Kreuzungen zu verbessern. Die „Queue Spill Control“ schaltet automatisch in den Sättigungsbereich, wenn es an Ausfahrten zu Staus kommt, die einen großflächigen Stau auslösen könnten. Durch die Verkürzung der Grünphase an vorgelagerten und deren Verlängerung an nachgelagerten Kreuzungen wird die Ausbreitung von Staus verhindert und somit den Managementanforderungen verschiedener Verkehrsszenarien umfassend Rechnung getragen.

    Das intelligente Signalsteuerungs- und Koordinierungssystem basiert auf dem Grundprinzip der Datenerfassung, dynamischen Regelung und effizienten Umsetzung. Mit umfassender technischer Unterstützung und durchdachten Funktionen überwindet es die Grenzen herkömmlicher, fester Signalzeiten, löst Probleme des städtischen Verkehrsmanagement und sorgt so für einen präzisen und stauarmen Verkehrsfluss in den Straßen der Stadt.


    Das operative Herzstück des Systems ist seine Datenerfassungs- und -verarbeitungseinheit, die die Grundlage für seine dynamischen Regelungsfunktionen bildet. Die Frontend-Arbeit basiert auf den Verkehrsinformationserfassungsgeräten, die als umfassendes Wahrnehmungsnetzwerk bezeichnet werden können. Diese Geräte sind mit verschiedenen Detektoren wie Kameras und Induktionsschleifen verbunden und laden die von den Signalsteuergeräten erfassten Verkehrsdaten in benutzerdefinierten Intervallen hoch. Dadurch erfassen sie nicht nur wichtige Echtzeitdaten wie Verkehrsaufkommen, Fahrstreifenbelegung, Fahrzeuggeschwindigkeiten usw., sondern verarbeiten die Daten darüber hinaus gemäß bestimmter Steuerungsanforderungen vor. Dies gewährleistet, dass die hochgeladenen Daten einheitlichen Formaten und Systemübertragungsstandards entsprechen. Die Echtzeitdaten werden umgehend an die zentrale Management- und Steuereinheit gesendet, die aus einem zentralen Server, einem Datenbankserver und regionalen (Optimierungs-)Servern besteht. Mithilfe fortschrittlicher, integrierter Optimierungsmodelle führt diese Einheit eine tiefgreifende Datenanalyse durch, um die aktuelle Verkehrslage zu ermitteln und so die wissenschaftliche Grundlage für die dynamische Anpassung der Ampelschaltungen zu schaffen. Um dies zu erreichen, arbeitet das System reibungslos von der Datenerfassung bis zur Entscheidungsausgabe. Die Ampelsteuerung, das Kernstück des Systems, verfügt ebenfalls über einen 32-Bit-Mikroprozessor und ein modulares Design. Sie ermöglicht den vollautomatischen 24-Stunden-Betrieb und bietet Schutz vor Stromausfällen, wodurch der Verlust von Zeitinformationen und Steuerungsparametern verhindert und somit eine stabile und zuverlässige Hardwareunterstützung für die Datenerfassung und -verarbeitung gewährleistet wird.


    Bezüglich der hierarchischen Steuerungslogik verfügt das System über eine dreistufige, verteilte hierarchische Steuerungsstruktur, die ein Dispatch-System mit klaren Verantwortlichkeiten und effizienter Koordination als Hauptmerkmale realisiert. Die zentrale Steuerungsebene, die als oberste Management-Zentrale fungiert, ist nicht direkt in die adaptive Steuerung eingebunden. Ihre Hauptaufgaben umfassen: die Unterstützung verschiedener Servicemodule beim Hoch- und Herunterladen sowie der Synchronisierung von Systemparametern; die Echtzeitüberwachung des Gesamtsystemstatus über die Benutzerterminals, damit Administratoren die wichtigsten Parameter anpassen können; die statistische Auswertung der netzwerkweiten Verkehrsinformationen zur Erstellung von Verkehrsprotokollen; und die Standardisierung der Daten sowie deren Bereitstellung für übergeordnete Steuerungssysteme zur Entscheidungsfindung im Verkehrsmanagement. Die regionale Steuerungsebene ist hauptsächlich für die dynamische Zonenoptimierung zuständig und bildet den Kern der adaptiven Echtzeitsteuerung. Zusätzlich überwacht es den Betriebszustand und die Störungen der Ampelsteuerungen an den Kreuzungen innerhalb der Regelzone und koordiniert und optimiert gleichzeitig die Ampelsteuerung auf Basis der erfassten Verkehrsflussdaten der Zone. Dadurch wird sichergestellt, dass die Änderungen einzelner Kreuzungen nicht vom umgebenden Straßennetz abgekoppelt werden. Die Kreuzungssteuerung erfolgt über die zentrale Ampelsteuerung, die die Ampelsteuerungen und Detektoren umfasst. Sie ist direkt an den Ampelschaltungen an Kreuzungen beteiligt, empfängt und sendet kontinuierlich Verkehrsflussdaten und meldet den Gerätestatus sowie Störungen. Darüber hinaus verfügt diese Ebene über eine lokale Einzelpunkt-Ampeloptimierung, die einen vollständigen Regelkreis bildet: Koordination auf oberster Ebene – zonenbasierte Koordination – Kreuzungssteuerung.


    Szenariobasiertes Funktionsdesign ist der Schlüsselfaktor eines Systems, da es die präzise Berücksichtigung der realen Verkehrsanforderungen gewährleistet. Um das Problem der sich ändernden Verkehrsflüsse während der täglichen Spitzen-, Neben- und Schwachverkehrszeiten zu lösen, unterteilt die Einpunkt-Mehrperiodensteuerung ("single-point multi-period control") die Zeitschlitze nach Verkehrsaufkommen und implementiert für jeden Schlitz (Spitzen-, Neben- und Schwachverkehrszeit) unterschiedliche Zeitpläne, um eine Ressourcenverschwendung durch feste Zeitvorgaben zu vermeiden. 


    Die Grünphasensteuerung für Hauptstraßen koordiniert Baustellen entlang der Hauptstraßen, sodass der Verkehrsfluss kontinuierlich gewährleistet und die Haltezeiten minimiert werden. Im Notfall ermöglicht die Fernsteuerung mit gestaffelten Benutzerberechtigungen die manuelle Steuerung der Ampeln bei Störungen (z. B. Unfällen, Baustellen) und die anschließende Wiederherstellung des Normalbetriebs. 


    Die Einsatzfahrzeug-Vorrangschaltung gibt Einsatzfahrzeugen gemäß ihren festgelegten Fahrplänen und Routen per Signal grünes Licht und reagiert auf dringende Anfragen von Spezialfahrzeugen wie Polizei, Feuerwehr und Rettungsdienst. Durch die Anpassung der Ampeln entlang der Route wird sichergestellt, dass Einsatzfahrzeuge schnellstmöglich durchkommen. 


    Zur Lösung der Probleme des Staumanagements kommt die Single-Point Adaptive Control zum Einsatz, die gleichzeitig Verkehrsfluss- und Belegungsdaten in Echtzeit erfasst und dadurch die Signalzykluslängen sowie die Grünphasendauern dynamisch optimiert, wodurch die Durchsatzeffizienz an Kreuzungen verbessert wird. 


    Die Funktion „Queue Spill Control“ schaltet bei einem Überlauf am Ausfahrtspunkt automatisch in den Sättigungssteuerungsmodus um, was wiederum eine Staukette auslösen kann. Dadurch wird einerseits die Grünphase an den vorgelagerten Kreuzungen verkürzt und andererseits an den nachgelagerten Kreuzungen verlängert. So wird die Ausbreitung von Staus verhindert und den Anforderungen verschiedener Verkehrsszenarien umfassend Rechnung getragen.


    FAQ – Häufig gestellte Fragen

    1. Wann und wo findet die Expo statt?

    Die Expo soll vom 13. bis 15. Mai 2026 stattfinden.

    Halle C, Internationales Konferenz- und Ausstellungszentrum Xiamen (XICEC), Xiamen, China.

    2. Welchen Umfang hat die Ausstellung?

    Die Veranstaltung erstreckt sich über eine Fläche von 40.000 m², auf der mehr als 350 Unternehmen ihre Produkte und Dienstleistungen präsentieren und über 30.000 Fachbesucher aus aller Welt anziehen.

    3. Welche Aktivitäten sind inbegriffen?

    Mehr als 80 Fachforen und Veranstaltungen, die Themen wie intelligente Mobilität, Transportkommunikation, Sicherheit und nachhaltige Entwicklung untersuchen werden.

    4. Wie viele Länder und Regionen sind beteiligt?

    An der Konferenz werden Teilnehmer aus über 80 Ländern und Regionen teilnehmen, wodurch sie zu einem globalen Treffen für Innovationen im Bereich intelligenter Transportwesen wird.

    5. Gibt es Möglichkeiten zur Zusammenarbeit?

    In der Tat. Mit über 1.000 globalen Partnern ist die Expo ein hervorragender Ort, um andere Unternehmen zu treffen und Geschäfte mit ihnen abzuschließen, Technologien auszutauschen und Investitionsmöglichkeiten zu finden.

    6. An wen kann ich mich wenden, um weitere Informationen zu erhalten?

    Wir helfen Ihnen gerne weiter, wenn Sie sich über den Abschnitt „Kontakt“ auf der offiziellen Website an das Organisationskomitee wenden.


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