城市交通运营/SMART-SIGNAL项目
SMART-SIGNAL（信号化道路交通的系统监测和信号）系统由明尼苏达大学开发，提供了一种易于实施的方法来收集和归档信号化道路的连续高分辨率交通数据（刘等，2008）。在这个系统中，交通信号控制的完整历史记录，包括所有车辆触发事件和信号相位变化事件，都被归档和存储。根据基于事件的数据，可以生成道路性能指标，例如道路行驶时间、交叉口排队长度和服务水平。SMART-SIGNAL系统已于2007年2月安装在明尼苏达州亨内平县法国大道上的11个交叉口和明尼苏达州55号干线公路上的6个交叉口。基于事件的交通数据以24/7模式收集，然后存档到数据库系统，从而产生大量可用于研究的现场数据。本章将简要介绍SMART-SIGNAL的系统架构、数据采集硬件和数据处理流程。
如下图所示，SMART-SIGNAL系统具有三个主要组件：数据收集、性能测量和通过用户界面进行的性能展示。数据收集组件以事件为基础，直接从现场收集高分辨率原始数据。信号相位变化事件和车辆探测器触发事件分别从位于交通信号柜中的数据采集单元获取。数据被记录在每日日志文件中，并通过串行端口通信发送到主柜的数据服务器。每日日志文件最终通过数字用户线（DSL）或无线通信传输到明尼苏达州交通观测站（MTO）实验室位于明尼苏达大学的数据库。SMART-SIGNAL系统的第二个组件是使用现场收集的数据进行性能指标计算。对存储的数据日志文件的分析产生了性能指标集，其中一个涵盖交叉口级指标（例如排队长度），另一个与道路级指标相关（例如行驶时间）。一旦所有性能指标都从原始数据中得出，结果就会提供给各种用户。
SMART-SIGNAL的关键要素是数据采集单元，它由一台工业 PC 和一块数据采集卡组成。在每个交叉口，安装一台带有数据采集卡的工业 PC，每个交叉口收集的事件数据通过现有通信线路（在本例中为备用双绞线）传输到主控制器柜中的数据服务器。SMART-SIGNAL系统中使用的数据采集卡（来自国家仪器公司的PCI-6511（2006年）），如图2 2a所示，具有64个输入通道。如果一个交叉口的探测器输入和信号相位总数超过64，则需要安装额外的采集卡。如图2 2b所示，使用终端盒将输入直流电压（DC）限制在安全范围内，并建立数据采集卡与交通柜背板之间的连接。终端盒允许数据采集卡捕获背板上的数字电压变化，这些变化指示现场的不同交通事件。使用 Microsoft Visual C# 程序开发的交通事件记录器软件程序在现场的工业计算机上运行，以将事件（例如，相位1绿灯从“ON”变为“OFF”）记录到日志文件中。
两个控制器柜之间的数据通信通过现有的双绞线通信线路进行。使用 RS-485 协议传输数据并在柜之间同步时间（B&B Electronics，2007）。在本地柜中的数据传输到主柜后，安装在主柜中的 DSL 或无线单元用于将数据发送回位于 MTO 的数据库。
图中显示了数据示例。每个记录的事件都以时间戳开头，该时间戳包含基于计算机系统时间的日期、小时、分钟、秒和毫秒，然后是不同类型的事件数据，包括相位变化、探测器触发和行人呼叫。因此，记录了交通信号事件的完整历史记录。