专利名称：无协议红绿灯与倒计时实时同步控制方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明属于城市道路交通信号高速实时远程开关量I/O同步控制技术领域，具体的说是一种在“变周期”和“自适应”交通信号灯控制系统中能够根据交通信息实时变化的情况下，红绿灯和倒计时显示器保持高速实时同步。
背景技术：
目前在城市交通信号控制中普遍使用的“信号灯倒计时装置”即交通信号倒计时显示设备，是一种与交通信号灯配合使用的辅助设备，用于向机动车驾驶人显示当前信号控制状态的剩余时间。在单点定周期的固定配时控制摸式下，倒计时显示设备可以准确显示当前灯色的剩余时间，对驾驶人提前做好准备快速通过路口能够起到一定的提示作用，对于提高道路使用效率有一定作用。但是，由于目前的倒计时显示设备不能随红绿灯信号同步实时变化，往往出现无显示甚至显示时间突然跳变现象。如系统预设一个方向绿灯时间为30秒，运行20秒后，根据感应的流量变化提前改方向时，倒计时装置显示会出现从10到0的突然跳变，造成对驾驶人的误导，极有可能因此导致交通事故或交通拥堵。另外，现在各个城市大力推广应用的感应式控制或系统协调控制方式是比较先进的交通信号控制方式，主要采取了计算机系统控制与本地感应式控制相结合的方式，以保证交通信号能够灵活适应交通流量变化。
现有的倒计时显示功能只适应于定周期信号灯，它已不能适应复杂多变的交通形势，正处在逐步淘汰的过程中。目前各地推广的是自适应信号灯，它能根据车辆检测器提供的实时交通流信息，及时调整当前路口信号灯显示的时间，实施实时、动态的控制。举个例子来说，系统能根据前二个周期的交通状况，决定下个周期给某方向50秒的绿灯，但这50秒只是一个预测值，在实际显示中，系统将根据检测器测出的车流，随时对这50秒做出技术性调整。这就可能出现两种情况一是离50秒还差很多就改变灯色；二是50秒绿灯时间已过，绿灯还继续延长显示时间。这恰恰说明系统能自动地依据实时交通状况，延长或缩短预测的信号配时。
因此，随着现代化交通控制技术的发展，交通信号灯由定周期、变周期以及自适应控制在不断的更新和完善，而目前通用的倒计时显示器却不能满足控制技术的要求，如当信号灯绿灯时间由30秒变为20秒或40秒时，倒计时器却无法在本周期内实时同步显示，这就是绿信号灯已变成红灯，但倒计时器仍然还显示绿色数字信号，或者是绿灯还没变成红灯但倒计时器却已变成红色信号，红绿灯与倒计时不协调。
关于在城市道路增加倒计时显示器的问题，2006年北京和上海两会(人大和政协会议)召开时，人大代表和政协委员提出增加倒计时器的数量，希望给每个交叉路口都装上倒计时器，但北京和上海交管部门和有关专家说目前的倒计时器只适应“定周期”控制的信号机，而如今信号机已逐步实现“变周期”和“自适应”控制。倒计时器不能和红绿灯实时同步显示，所以该倒计时器无法在适应新形势下的需要，故不宜再增加。
由此可见，关于倒计时显示器与变周期交通信号灯无法自适应控制已经成为目前城市红绿灯系统的一个难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种无协议红绿灯与倒计时实时同步控制方法及系统，以解决现有倒计时显示器无法适应“变周期”和“自适应”交通信号控制系统的问题，实现红绿灯与倒计时实时同步控制。
具体的说，一种无协议红绿灯与倒计时实时同步控制方法，其倒计时显示设备能够根据交通信号灯的周期变化而实时改变倒计时器的显示时间，从而实现信号灯和倒计时器实时同步显示。
无协议红绿灯与倒计时实时同步控制方法，其是按以下步骤实现的<1>由红、黄、绿三色字划显示灯组成一个段码，每7个段码构成“日字形”三色大屏幕倒计时位数显示器；两个位数显示器并列组成十位显示器和个位显示器；两个三色显示器是由6×7段码共42条控制线组成；将42条控制线组合成的两位三色倒计时器，以逻辑组合方式将42条控制线组合成17条控制线实现一个方向的倒计时同步显示控制，17条倒计时控制线、9条箭头灯控制线、2条人行灯控制线共28条控制线，由2个远程开关量模块来完成；<2>17条倒计时控制线以共阳极和共阴极双控方式完成逻辑控制，达到红、黄、绿两位三色分别显示；<3>两位三色倒计时显示器、箭头灯、人行灯控制信号由远程开关量模块输出端经驱动器提供，由FR通讯卡经双绞线传输提供远程开关量模块的输入端信号完成同步显示；<4>用同样的方式将其他三个方向多条控制线用逻辑组合的方式组合成各28条控制线，由远程开关量模块和FR通信卡经双绞线来完成无协议红绿灯与倒计时实时同步控制；<5>东、南、西、北四个方向倒计时显示器、箭头灯、人行灯控制信号由通讯卡插入交通信号控制机PCI插槽或和I/O总线相连来实现红绿灯和倒计时实时同步显示。
所述的无协议红绿灯与倒计时实时同步控制方法，其红绿灯和倒计时显示器实时同步显示，实时改变倒计时器的初始值，且两位三色倒计时器按照图5所述表定义实现共阳极和共阴极双控方式完成逻辑控制。
一种无协议红绿灯与倒计时实时同步控制系统，其包括交通信号控制器、FR通信卡、远程开关量模块、阴极和阳极逻辑双控电路、及东、西、南、北四个方向上的机动车信号灯、倒计时器和人行灯；东、南、西、北共四个方向倒计时显示器上各17条控制线和信号灯11条控制线由8个远程开关量模块输出端通过阴极和阳极逻辑双控电路控制，8个远程开关量模块输入端通过双绞线与FR通信卡连接，FR通信卡插入交通信号控制器PCI槽内或I/O总线相连。
所述的无协议红绿灯与倒计时实时同步控制系统，其是利用FR通信卡和远程开关量模块实现2条双绞线完成信号灯和倒计时器实时同步显示。
所述的无协议红绿灯与倒计时实时同步控制系统，其交通信号控制机与红绿灯或箭头灯、倒计时数字显示器之间采用远程开关量模块实现实时通信。
所述的无协议红绿灯与倒计时实时同步控制系统，其交通信号控制器与红绿灯或箭头灯、倒计时数字显示器之间在一根独立连接线上至少传输多路远程开关量信号。
所述的无协议红绿灯与倒计时实时同步控制系统，其交通信号控制机与红绿灯或箭头灯、倒计时数字显示器之间采用的传输方式是单根线传输(1根线)、双绞线(2根线)或网线(3-8根线)或无线传输。
所述的无协议红绿灯与倒计时实时同步控制系统，其FR通信卡可以插入交通信号控制器PCI槽内或和I/O总线相连都可实现1-8根传输线通信达到红绿灯和倒计时实时同步显示。
本发明的有益效果是可完全解决现代交通信号灯和倒计时器不能实时同步的问题。同时也实现了最佳传输技术方案。为我国ITS的逐步实现和智能控制信号的同步显示奠定良好的基础。
图1信号机直流逻辑控制图。
图2为本发明无协议传输方框图。
图3为阴极、阳极逻辑双控电路原理图。
图4两位倒计时显示器角码定义图。
图5为两位、三色倒计时共阴、阳极逻辑连接图。
图6无协议红绿灯与倒计时实时同步控制系统整机方框图。
具体实施例方式
附图1、2、3、4、5、6给出了本发明具体实施方案。下面结合附图对其控制方法及实现该方法的系统作详细说明。
无协议红绿灯与倒计时实时同步控制方法是按以下步骤实现的<1>由红、黄、绿三色LED字划显示灯，组成一个七段码三色大屏幕倒计时显示器，两个显示器并列，组成十位显示器和个位显示器。两个三色显示器是由6×7段码42条控制线组成，为实现本专利的控制要求，将42条线组合成的两位三色倒计时器，以逻辑组合方式，将42条线组合成17条控制线(见图5)实现一个方向的倒计时同步显示控制，箭头灯(左转、直行、右转各三色9条控制线)，人行灯(红绿2条线)。17条倒计时控制线、9条箭头灯控制线、2条人行灯控制线共28条控制线，由2个远程开关量模块来完成；<2>17条倒计时控制线以共阳极和共阴极双控方式完成逻辑控制，达到红、黄、绿两位三色分别显示；<3>两位三色倒计时显示器、箭头灯、人行灯控制信号是由远程开关量模块输出端(经驱动器)提供。远程开关量模块的输入端信号是由FR通讯卡(经双绞线传输)提供完成的(见图2)；
<4>用同样的方式将其他三个方向多条控制线用逻辑组合的方式组合成各28条控制线，由远程开关量模块和FR通信卡。经双绞线来完成无协议红绿灯与倒计时实时同步控制系统；<5>四个方向(东、南、西、北)倒计时显示器、箭头灯、人行灯控制信号由通讯卡插入交通信号控制机PCI插槽来实现。
本发明一种无协议红绿灯与倒计时实时同步控制系统，其包括交通信号控制器、FR通信卡、远程开关量模块、阴极和阳极逻辑双控电路、及东、西、南、北四个方向上的机动车信号灯、倒计时器和人行灯；东、南、西、北共四个方向倒计时显示器上各17条控制线和信号灯11条控制线由8个远程开关量模块输出端通过阴极和阳极逻辑双控电路控制，8个远程开关量模块输入端通过双绞线与FR通信卡连接，FR通信卡插入交通信号控制器PCI槽内或I/O总线相连。将总共212条控制线(4×42+4×11)采用阴极、阳极逻辑双控电路简化成112条控制线(4×17+4×11).该112条控制线由8个远程开关量模块输出端控制，8个远程开关量模块输入端通过双绞线与FR通信卡连接。这样一来信号控制机与四个方向的红绿灯和倒计时只用2条控制线就可取代原212条控制线。
控制系统中实现十字路口某一个方向同步显示的倒计时显示器结构如图4所示，由红、黄、绿三色灯并列组成一个段码，每7个段码组成“日”字形的7段码位数显示器，两个7段码位数显示器并列实现十位、个位同步显示，图中大写A、B、C、D、E、F、G正极上端为十位倒计时显示器阳极控制电路，负极下端为十位倒计时显示器阴极控制电路；小写a、b、c、d、e、f、g正极上端为个位倒计时显示器阳极控制电路，负极下端为个位倒计时显示器阴极控制电路；所有的2个7段码、42条控制线组成的倒计时器，以逻辑组合方式，将42条线组合成17条控制线实现一个方向的倒计时显示；倒计时显示器角码定义图如图4所示；17条控制线以共阳极和共阴极双控方式完成逻辑控制，达到红、黄、绿两位三色分别显示；用同样的方法将其他三个方向各42条控制线，用双控逻辑方法组合成各17条控制线；如图3所示，图3给出了实时同步倒计时显示器共阳、共阴双控逻辑控制原理电路图。图中大写A、B、C、D、E、F、G为十位倒计时显示器控制电路，小写a、b、c、d、e、f、g个位倒计时显示器控制电路，TTL为控制电平输入，“地”为公共接地；“共红”为十位和个位红色倒计时器共阳公共端；“共绿”为十位和个位绿色倒计时器共阳公共端；“共黄”为十位和个位黄色倒计时器共阳公共端。再如图6所示，东、南、西、北共四个方向各17条控制线和信号灯11条控制线(左转、直行、右转箭头灯各三色9条控制线，人行灯红、绿2条控制线)由8个远程开关量模块输出端控制，8个远程开关量模块输入端通过双绞线与FR通信卡连接。这样一来信号控制机与四个方向的红绿灯和倒计时只用2条控制线完成信号灯和倒计时器实时同步显示。
权利要求
1.一种无协议红绿灯与倒计时实时同步控制方法，其特征在于倒计时显示设备根据交通信号灯的周期变化而实时改变倒计时器的显示时间，从而实现信号灯和倒计时器实时同步显示。
2.根据权利要求1所述的无协议红绿灯与倒计时实时同步控制方法，其特征是按以下步骤实现的<1>由红、黄、绿三色字划显示灯组成一个段码，每7个段码构成“日字形”三色大屏幕倒计时位数显示器；两个位数显示器并列组成十位显示器和个位显示器；两个三色显示器是由6×7段码共42条控制线组成；将42条控制线组合成的两位三色倒计时器，以逻辑组合方式将42条控制线组合成17条控制线实现一个方向的倒计时同步显示控制，17条倒计时控制线、9条箭头灯控制线、2条人行灯控制线共28条控制线，由2个远程开关量模块来完成；<2>17条倒计时控制线以共阳极和共阴极双控方式完成逻辑控制，达到红、黄、绿两位三色分别显示；<3>两位三色倒计时显示器、箭头灯、人行灯控制信号由远程开关量模块输出端经驱动器提供，由FR通讯卡经双绞线传输提供远程开关量模块的输入端信号完成同步显示；<4>用同样的方式将其他三个方向多条控制线用逻辑组合的方式组合成各28条控制线，由远程开关量模块和FR通信卡经双绞线来完成无协议红绿灯与倒计时实时同步控制；<5>东、南、西、北四个方向倒计时显示器、箭头灯、人行灯控制信号由通讯卡插入交通信号控制机PCI插槽或和I/O总线相连来实现红绿灯和倒计时实时同步显示。
3.根据权利要求2所述的无协议红绿灯与倒计时实时同步控制方法，其特征是红绿灯和倒计时显示器实时同步显示，实时改变倒计时器的初始值，且两位三色倒计时器按照图5所述表定义实现共阳极和共阴极双控方式完成逻辑控制。
4.一种无协议红绿灯与倒计时实时同步控制系统，其特征包括交通信号控制器、FR通信卡、远程开关量模块、阴极和阳极逻辑双控电路、及东、西、南、北四个方向上的机动车信号灯、倒计时器和人行灯；东、南、西、北共四个方向倒计时显示器上各17条控制线和信号灯11条控制线由8个远程开关量模块输出端通过阴极和阳极逻辑双控电路控制，8个远程开关量模块输入端通过双绞线与FR通信卡连接，FR通信卡插入交通信号控制器PCI槽内或I/O总线相连。
5.根据权利要求4所述的无协议红绿灯与倒计时实时同步控制系统，其特征是利用FR通信卡和远程开关量模块实现2条双绞线完成信号灯和倒计时器实时同步显示。
6.根据权利要求4所述的无协议红绿灯与倒计时实时同步控制系统，其特征是交通信号控制机与红绿灯或箭头灯、倒计时数字显示器之间采用远程开关量模块实现实时通信。
7.根据权利要求4、5、6所述的无协议红绿灯与倒计时实时同步控制系统，其特征是交通信号控制机与红绿灯或箭头灯、倒计时数字显示器之间在一根独立连接线上至少传输多路远程开关量信号。
8.根据权利要求4、5、6所述的无协议红绿灯与倒计时实时同步控制系统，其特征是交通信号控制机与红绿灯或箭头灯、倒计时数字显示器之间采用的传输方式是单根线传输(1根线)、双绞线(2根线)或网线(3-8根线)或无线传输。
9.根据权利要求4所述的无协议红绿灯与倒计时实时同步控制系统，其特征是FR通信卡可以插入交通信号控制器PCI槽内或和I/O总线相连都可实现1-8根传输线通信达到红绿灯和倒计时实时同步显示。
全文摘要
一种无协议红绿灯与倒计时实时同步控制方法及系统，为大中城市现代交通“变周期”和“自适应”信号机提供了显示方面的技术支撑。由于现有的倒计时器只能用于“定周期”交通信号控制，一旦信号灯的配时实时变化时，倒计时器依然显示上周期的配时，出现信号灯的时间和倒计时显示的时间不能同步。本发明方法是倒计时显示器能够根据交通信号灯的周期变化而实时改变倒计时器的显示时间，从而实现信号灯和倒计时器实时同步显示。同时提供了该方法的技术支持系统。该发明实施后，在不增加任何传输线的情况下可完全解决信号灯和倒计时器不能实时同步的问题。为新型交通控制设备的配套和我国ITS的逐步实现以及智能控制信号的显示奠定了良好的基础。
文档编号G08G1/096GK1928947SQ20061010441
公开日2007年3月14日 申请日期2006年7月24日 优先权日2006年7月24日
发明者支录奎, 张魁武 申请人:宝鸡市公安局交通警察支队