一种模块化交通信息与控制实验平台的制作方法
【专利摘要】一种模块化交通信息与控制实验平台，属于交通信息与控制领域，由功能展示层、路面层、路基层及设备舱4部分组成。实验平台由积木式模块组合而成，各模块可自由组合移动，形成立体式城市道路模型。每个积木模块中的功能展示层、路面层、路基层与设备舱可控制升降，支持维修处理。实验平台支持交通标志、标线施画，支持路侧景观的放置，支持微缩信号灯，信号控制机，微缩交通信息检测设备的安装和实施。支持自主行驶车辆模型。本发明是进一步实现信息采集系统、信息传输系统以及信号控制与仿真系统的基础。
【专利说明】一种模块化交通信息与控制实验平台
所属【技术领域】
[0001]本发明涉及一种模块化交通信息与控制实验平台，是一种交通信息与控制实验教学基础平台，属于交通信息与控制领域，主要是为交通工程专业开设交通信息与控制相关课程以及跨专业的学生合作实践活动而开发的实验基础平台，同时也作为交通信息与控制技术的测试平台。
【背景技术】
[0002]交通信息与控制技术作为智能交通系统的核心技术，目前已经广泛应用于城市交通的各个领域，其中包括:交通信息采集、交通信息传输、交通信号控制、交通仿真、智能车辆等。交通行业的相关单位对交通信息与控制专业的人才提出了迫切需求。为应对人才培养和人才市场的需求，目前交通工程专业开设了有关交通信息与控制的一系列课程。其目的在于为交通管理与控制、智能运输系统等交通工程专业课程奠定理论基础，期望通过课程的开设，让学生掌握交通信息与控制领域的专业技术，增强交通工程专业学生的社会适应性，更好地满足现代交通对于人才的需求。
[0003]但由于此类课程的跨专业以及学科交叉的特点，对于课堂教学以及实践教学均提出了挑战，其难点在于教学实验设备和实验基础平台的缺乏。因此，为了提高学生的工程实践能力，交通工程专业筹建交通信息与控制实验室，该实验室依托于《交通电子技术》、《交通信息与控制技术基础》、《交通管理与控制》几门课程，通过开设本科生课程实验、本科生创新学分实践课程以及跨专业、跨学科的自主创新实验，培养以学科交叉为特色的综合应用人才。
[0004]本实验平台包括4大部分:功能展示层、路面层、路基层及设备舱。本发明主要为各大智能交通实验分系统的搭建提供基础实验平台，包括“道路环境微缩系统”和“自主行驶车辆系统”。
[0005]该实验平台为其他智能交通系统的搭建提供实施基础，同时也作为交通信息与控制技术的测试平台。期望能够在全国高校中率先搭建实验平台，不再是以演示和仿真技术为主，而是构建功能性的可操作实验平台，为学生提供动手实践的机会。
【发明内容】
[0006]本发明为满足上述需求，提出了一种交通信息与控制实验教学实验平台，将城市实际道路环境中的交通元素微缩移植至实验室，为交通采集系统、交通信息传输系统以及交通控制与仿真评估系统的搭建提供基础平台。
[0007]本发明的主要技术方案如下:
[0008]一种交通信息与控制实验教学实验平台，其包括有功能展示层、路面层、路基层、设备舱；
[0009]所述功能展示层，为实验平台上安装的各类微缩的信号控制设备，位于实验平台最上层，用于道路设施功能的微缩实验及展示；设置有安装微缩的道路车辆信号灯、行人信号灯、道路标志牌和路灯的插口 ；设置有放置城市道路周围景观的插口，所述的城市道路周围景观包括楼房模型、树木模型；设置有放置自动行驶的车辆模型的位置；
[0010]所述路面层，为实验平台上可重复擦洗绘制的路面面板，放置于功能展示层下，路基层上，通过功能展示层的管状支柱和螺丝与路基层固定，是为学生提供可自主绘制道路线形和道路标线实验的基础设备；
[0011]所述路基层，为实验平台上支撑路面层的支撑面板结构，是功能展示层中设备固定基础；其上可打孔，用于安装固定功能展示层中的设备，固定路面层，以及安装道路信息检测设备，包括检测线圈，以及铺设自动车行驶轨道；
[0012]所述设备舱，为实验平台内部中空部分，其内含的升降机以及平台外壳是上述功能展示层、路面层、路基层的支撑构件；设备舱空间较大，为实验平台提供巨大空间，放置交通信号控制机以及供电设备、控制设备、信号转换设备、可插拔面板；内含升降机，固定在设备舱底部及路基层底部，可支撑路基层、路面层及功能展示层上升，便于维修，便于查看实验平台内部电路结构和实验实施，便于进行实验以及扩展功能的添加；
[0013]所述功能展示层中的车辆信号灯、行人信号、路灯，固定于管状支柱上，管状支柱利用螺丝固定于路基层上，导线通过管内空间贯穿路面层和路基层，利用可插拔接头按顺序连接到面向学生的可插拔面板；
[0014]所述功能展示层中的道路标志牌使用打印或雕刻工艺印于标志模型上，通过管状支柱利用螺丝固定于路基层上；
[0015]所述功能层中包含可自动行驶的车辆，车辆沿路基层上铺设的自动车轨道行驶，根据信号灯状态停行，智能避障；
[0016]所述路基层，打孔悬挂道路信息检测设备，包括线圈检测器，设备通过导线将信号传输至设备舱信号接收设备；
[0017]所述路基层，铺设自动车行驶轨道，控制自动车辆自主行驶；
[0018]所述设备舱，其中设置的升降机，具有无线电控制模块，能使用遥控器控制升降机工作；
[0019]所述设备舱，其中放置的交通信号控制机，输出道路交通信号控制信息，通过导线连接至面向学生的可插拔面板；学生通过导线连通信号控制机及信号灯，进行实践训练；
[0020]所述设备舱，其中放置的交通信号控制机，提供车辆检测器输入接口，通过导线连接至面向学生的可插拔面板，学生通过导线连通道路信息检测设备检测线圈及信号控制机检测器输入接口，触发信号控制机中相关策略运行；
[0021]所述设备舱，其中放置的信号转换设备，接收检测器信号触发开关手动触发的虚拟车辆检测器触发信号，并转换为信号机可识别信号，通过导线连接至面向学生的可插拔面板，学生通过导线连通信号转换设备的输出接口及信号控制机检测器输入接口，触发信号控制机中相关策略运行；
[0022]所述模块化交通信息与控制实验平台，底部安装有滚轮，使平台进行整体移动；
[0023]所述模块化交通信息与控制实验平台，包括单个实验平台及整体实验平台；单个实验平台由上述4部分组成，每个单独实验平台具有独立完成实验的功能；整体实验平台由若干单独实验平台组成，各单独实验平台之间互相通信，整体实现线控、联控等进阶功倉泛;[0024]所述模块化交通信息与控制实验平台，是开放的平台，其上的路基层提供扩展的打孔位置，用于其上功能展示层安装信息发布牌、龙门架、摄像头、红外检测器道路信息检测设备与信号控制设备；其上功能展示层提供随时添加和删除功能；其上路面层道路线形和标线可被方便的擦除和绘制；设备舱提供新设备放置空间，各设备提供开放的接口，供随时对功能进行扩展；
[0025]本发明的有益效果是，发明的组合式交通信息与控制实验教学平台为进一步实现交通信息采集、交通信息传输、交通信号控制与仿真实验系统的构建提供了基础平台，为交通工程专业“交通信号与控制”类本科生提供课程实验以及创新实践的平台，也可为其他相关专业，如电子信息与控制工程、车路信息协调控制技术、交通信息采集技术、智能信号控制技术、视频压缩传输技术等相关专业的本科生以及研究生提供实践平台，培养了学生创新和实践的能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本发明的模块化交通信息与控制实验平台示意图
[0027]图2为本发明的模块化交通信息与控制实验平台中功能展示层、路基层的设备示意图
[0028]图中:图3为本发明的模块化交通信息与控制实验平台中功能展示层平面示意图
[0029]图中:1_功能展不层；2_路面层；3_路基层；4_设备舱；5_道路车辆彳目号灯；6-道路标志牌；7_行人信号灯；8-路灯；9_自动车辆模型；10_检测线圈；11_可插拔面板；
12-信号控制机；13_信号转换设备；14_检测器信号触发开关；15_升降机；16_实验平台滚轮；17_管状支柱；18-信号灯头；19_固定螺丝；20_路面层；21_路基层；22_路灯；23_检测线圈；24_路面层施画的交叉口线形；25_功能展示层设备固定孔；26-路基层线圈安装孔，27-车辆行驶轨道。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图和实例对本发明进一步说明。
[0031]在图1中，道路车辆信号灯5，道路标志牌6，行人信号灯7，路灯8位于实验平台的最上层，用于模拟城市交通路网；图2为其细部示意图，信号灯头18固定在管状支柱17上，管状支柱使用螺丝19固定在路面层20和路基层21上，并贯穿路面层20和路基层21，控制信号灯头的导线在管状支柱17内分布，向下至设备舱连接可插拔面板11，进而连接信号控制机12、电源设备；自动车辆模型9在路面层2上沿图3中铺设于路基层3的车辆行驶轨道27行驶。
[0032]在图1中，检测线圈10位于路面层下，悬挂于路基层3上，细部结构如图2所示；检测信息通过导线连接至可插拔面板11;可插拔面板11提供多种可插拔接口，让学生自主连通信号控制机12及功能展示层的各类设备；信号转换设备13接收检测器信号触发开关14手动触发的虚拟检测信号，并转换为信号控制机12可识别的信号传入信号控制机12 ;信号控制机12提供信号交叉口处信号控制策略的灯态信息输出并将输出信号通过可插拔面板11传递给信号灯；信号控制机12通过可插拔面板11接收检测线圈10的检测信息，用于触发感应控制策略，或者通过信号转换设备13接收检测器信号触发开关14手动触发的检测信息；升降机15支撑功能展示层、路面层和路基层，使得上述三层抬升，方便对设备舱内设备的安装、维护、实验实施以及功能扩展；实验平台滚轮16使得实验平台可自由移动，互相组合，形成整体实验平台，完成高级功能；
[0033]在图3中，路面层采用可重复擦洗绘制的胶皮，通过施画不同的道路线形、标志标线以及绿化隔离带，形成不同交叉口线形24;提供多个设备固定孔25，满足各种设备的安装需要以及扩展功能设备的安装；路基层检测线圈安装孔26位于路面层下，悬挂于路基层上，提供多个位置可供多个线圈的安装；铺设于路面层和路基层之间的车辆行驶轨道27，控制车辆巡线自主行驶。
【权利要求】
1.一种模块化交通信息与控制实验平台，用于交通工程专业开设交通信息与控制相关课程以及跨专业学生开展实践活动的实验基础平台，同时也作为交通信息与控制技术的测试平台，其特征是:平台自上而下依次设置有功能展示层、路面层、路基层及设备舱4大部分，其中功能展示层设备固定在管状支柱上，支柱通过螺丝固定于路面层和路基层上，功能展示层电路导线通过管状支柱内的空间贯穿路面层和路基层，连接设备舱设备；路面层置于路基层上；设备舱放置实验设备，内部包含的升降机支撑路基层、路面层和功能展示层升降。
2.根据权利要求1所述的模块化交通信息与控制实验平台，其特征是:所包含的功能展示层安装有信号控制设备，包括有道路车辆信号灯、行人信号灯、道路标志牌和路灯，设置有城市道路周围景观，包括楼房模型、树木模型，设置有自动行驶的车辆模型。
3.根据权利要求1所述的模块化交通信息与控制实验平台，其特征是:所包含的路面层可反复擦洗绘制道路线形、道路标线。
4.根据权利要求1所述的模块化交通信息与控制实验平台，其特征是:所包含的路基层支撑上述两层，作为其固定基座，安装道路信息检测设备，包括线圈检测器，以及铺设自动车行驶轨道。
5.根据权利要求1所述的模块化交通信息与控制实验平台，其特征是:所包含的设备舱设置有升降机，控制上述三层的升降维修，提供空间放置各类设备，设置可插拔接口以及功能扩展接口。
6.根据权利要求1所述的模块化交通信息与控制实验平台，其特征是:单独的实验平台具有完整的功能展示层、路面层、路基层及设备舱，四大部分通过上述连接方式连接，完成实验功能；多个单独实验平台通过组合放置，利用螺丝固定位置，利用导线连接各个试验平台设备舱中的设备，联合完成更高级实验功能。
7.根据权利要求1所述的模块化交通信息与控制实验平台，其特征是:实验平台上提供的扩展接口，扩展设置信息发布牌、龙门架、摄像头、红外检测器道路信息检测设备与信号控制设备。
【文档编号】G09B19/14GK103971559SQ201410147248
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月12日 优先权日:2014年4月12日
【发明者】赵晓华, 李振龙, 杨旭东, 荣建, 关伟, 陈晨 申请人:北京工业大学