城市交通運營/SMART-SIGNAL專案
SMART-SIGNAL（訊號化道路交通的系統監測和訊號）系統由明尼蘇達大學開發，提供了一種易於實施的方法來收集和歸檔訊號化道路的連續高解析度交通資料（劉等，2008）。在這個系統中，交通訊號控制的完整歷史記錄，包括所有車輛觸發事件和訊號相位變化事件，都被歸檔和儲存。根據基於事件的資料，可以生成道路效能指標，例如道路行駛時間、交叉口排隊長度和服務水平。SMART-SIGNAL系統已於2007年2月安裝在明尼蘇達州亨內平縣法國大道上的11個交叉口和明尼蘇達州55號幹線公路上的6個交叉口。基於事件的交通資料以24/7模式收集，然後存檔到資料庫系統，從而產生大量可用於研究的現場資料。本章將簡要介紹SMART-SIGNAL的系統架構、資料採集硬體和資料處理流程。
如下圖所示，SMART-SIGNAL系統具有三個主要元件：資料收集、效能測量和透過使用者介面進行的效能展示。資料收集元件以事件為基礎，直接從現場收集高解析度原始資料。訊號相位變化事件和車輛探測器觸發事件分別從位於交通訊號櫃中的資料採集單元獲取。資料被記錄在每日日誌檔案中，並透過序列埠通訊傳送到主櫃的資料伺服器。每日日誌檔案最終透過數字使用者線（DSL）或無線通訊傳輸到明尼蘇達州交通觀測站（MTO）實驗室位於明尼蘇達大學的資料庫。SMART-SIGNAL系統的第二個元件是使用現場收集的資料進行效能指標計算。對儲存的資料日誌檔案的分析產生了效能指標集，其中一個涵蓋交叉口級指標（例如排隊長度），另一個與道路級指標相關（例如行駛時間）。一旦所有效能指標都從原始資料中得出，結果就會提供給各種使用者。
SMART-SIGNAL的關鍵要素是資料採集單元，它由一臺工業 PC 和一塊資料採集卡組成。在每個交叉口，安裝一臺帶有資料採集卡的工業 PC，每個交叉口收集的事件資料透過現有通訊線路（在本例中為備用雙絞線）傳輸到主控制器櫃中的資料伺服器。SMART-SIGNAL系統中使用的資料採集卡（來自國家儀器公司的PCI-6511（2006年）），如圖2 2a所示，具有64個輸入通道。如果一個交叉口的探測器輸入和訊號相位總數超過64，則需要安裝額外的採集卡。如圖2 2b所示，使用終端盒將輸入直流電壓（DC）限制在安全範圍內，並建立資料採集卡與交通櫃背板之間的連線。終端盒允許資料採集卡捕獲背板上的數字電壓變化，這些變化指示現場的不同交通事件。使用 Microsoft Visual C# 程式開發的交通事件記錄器軟體程式在現場的工業計算機上執行，以將事件（例如，相位1綠燈從“ON”變為“OFF”）記錄到日誌檔案中。
兩個控制器櫃之間的資料通訊透過現有的雙絞線通訊線路進行。使用 RS-485 協議傳輸資料並在櫃之間同步時間（B&B Electronics，2007）。在本地櫃中的資料傳輸到主櫃後，安裝在主櫃中的 DSL 或無線單元用於將資料傳送回位於 MTO 的資料庫。
圖中顯示了資料示例。每個記錄的事件都以時間戳開頭，該時間戳包含基於計算機系統時間的日期、小時、分鐘、秒和毫秒，然後是不同型別的事件資料，包括相位變化、探測器觸發和行人呼叫。因此，記錄了交通訊號事件的完整歷史記錄。