主辅灯信号系统辅灯控制器的制作方法

文档序号:6702607阅读:188来源:国知局
专利名称:主辅灯信号系统辅灯控制器的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种交通主辅灯信号系统辅灯控制器。
背景技术
随着科技不断进步和人民生活水平的不断提高,人们以机动车代步的趋势逐渐增加,所以人均机动车保有量不断的增加。而在国家大力推行基础建设设施时,城市道路里程因为城市布局规划的限制而不能快速增加,所以快速增长的机动车数量与城市缓慢的道路建设进程的冲突造成城市交通日益繁重的通行压力。目前行人过街通道主要采用人行横道、地下过道和过街天桥这三种形式,后两种形式是最为彻底的人车分离措施,对道路交通没有任何的影响,人行横道则是一种行人与车辆共享道路资源的设计方法。地下过道和过街天桥这两种方式建设成本高,选址比较苛刻,同时行人过街也不是非常方便。而人行横道的建设投资少,行人过街便捷,已成为我国最常见的过街方式。但目前的人行横道处行人过街信号灯的红、绿灯时间以及车辆通行信号灯的红、 绿灯时间都是固定的,这样一来,不管有无行人过街,在行人过街信号灯是绿灯状态下,车辆均不能通行,使车辆不能快速通行,造成后方车辆拥堵;不管有无车辆通行,在车辆通行信号灯是绿灯状态下,行人均不能过街,延长了行人的等待时间。
发明内容本实用新型要解决现有行人过街通道路口处信号灯的设置会造成车辆拥堵和行人等待过街时间过长的问题,提供了一种在无行人过街情形下保证车辆交通畅行、又能保证行人快速地通过行人过街横道的主辅灯信号系统辅灯控制器。本实用新型的技术方案主辅灯信号系统辅灯控制器,其特征在于包括信号采集单元、数据通信单元、信号分析单元、过街请求单元和信号控制单元,所述信号采集单元、数据通信单元、过街请求单元和信号控制单元均与信号分析单元连接;所述信号分析单元用于检测下游主交叉口信号灯当前状态,将测得的下游主交叉口信号灯当前状态信号传送给信号分析单元;所述数据通信单元用于与下游主交叉口处的主控制器进行主交叉口信号灯配时方案数据传输;所述过街请求单元用于将行人要过街请求信号发送给信号分析单元;所述信号分析单元根据将其接收到的下游主交叉口信号灯当前状态信号和行人要过街请求信号的分析处理,发送相应的辅灯控制信号给信号控制单元;所述信号控制单元输出辅灯控制信号给行人过街通道路口处信号灯。进一步,所述信号采集单元包括检测模块。进一步,所述数据通信单元采用RS485串口通信模式。[0015]进一步,所述过街请求单元采用外部中断方式。进一步,所述信号分析单元和信号控制单元由单片机芯片和固态光耦组成,所述单片机芯片采用AT89系列8位单片机。本实用新型的信号采集单元主要用于检测交叉口的信号灯当前状态。检测模块主要由检测线路和电子元器件组成,其工作流程是用变压器将220V交流电转换为6V电压,然后将通过整流桥芯片将交流电转变为直流电,然后通过光耦隔离并触发分析处理单元,检测电路的工作原理是检测主交叉口信号灯电压状态。数据通信单元作用是通过主控制器与辅灯控制器间数据传输得到主交叉口信号灯配时方案。通信主要采用串口通信方式,鉴于RS485串口通信传输距离长(可达几公里) 受干扰小,这里选择RS485串口通信模式。过街请求单元通过设置路边过街请求按钮装置达到接受过街请求。路边过街请求按钮装置与控制器相连,过街请求以外部中断方式被处理器接受,处理器接受到相应请求触发后启动分析和处理该次请求。信号分析单元和控制单元主要由单片机芯片和固态光耦组成。单片机采用ATMEL 公司的AT89系列8位单片机,该款单片机工作稳定应用广泛。单片机充当处理器功能,对检测得到的主交叉口信号状态进行判断,结合接受到的行人过街请求对两者进行分析和处理,并得到相应的辅灯控制信号并输出。控制信号输出为弱电,在外围电路使用固态光耦 (一种能够以弱电作为触发导通强电电路的电气件)进行强弱电间的转换,使输出5V直流电压控制220V交流电(信号灯工作电压)并起到电气隔离保护作用。本实用新型采用的交通主辅灯信号系统辅灯控制方法如下(1)、初始状态下行人过街信号为常红禁止状态,车辆通行为为常绿允许状态。 (2)、如果行人需要过街则执行过街动作,若没有则继续保持原信号状态。(3)、在收到过街请求后,判断下游交叉口信号灯状态,并采取相应的执行信号。(4)在过街请求提出并过执行相应的信号状态一定周期后,信号恢复至(1)状态。本实用新型收到行人过街请求后的执行策略如下定义行人过街信号绿灯时间为 ,请求延迟时间力m下游交叉口(靠近辅灯的交叉口)同向绿灯相位(取交通流最大相
位)时间为Tg,绿灯剩余时间为4 (在请求发出时刻到下游交叉口绿灯时间结束),黄灯时
间?;,红灯时间τ;,红灯剩余时间为ι;,辅灯与交叉口绿灯间隔时间为τ (车辆从辅灯处行驶至下游交叉口路段平均行驶时间)。本实用新型在接收到过街请求后,首先得到下游交叉口的信号状态以及相位时间,如果在请求发送后〒时间内再次收到过街请求,则视为恶意无效请求并撤销这两次请求,否则继续进行。本实用新型的信号分析单元的分析过程及信号控制单元的执行过程如下1.若该请求时刻下游交叉口信号状态绿灯,则分两种情况考虑①若该时刻绿灯剩余时间& >Τ(Τ> ^ > ^ ),则在经过ζ时间后辅灯改变信号状态,即行人过街信号灯由红色变为绿色,车辆通行信号由绿灯变为绿闪后变为红灯,执行周期为s =Wm这样保证该状态后辅灯与下游交叉口的绿灯时间为石。(|3若该时刻绿灯剩余时间·<T,则辅灯信号在经过τ +τ _τ后改变信号状
态,即行人过街信号灯由红色变为绿色,车辆通行信号由绿灯变为绿闪后变为红灯,执行周期为Tc = Tr —Ti。2.若该请求时刻下游交叉口信号状态黄灯,则在经过乃时间后辅灯改变信号状态,即行人过街信号灯由红色变为绿色,车辆通行信号由绿灯变为绿闪后变为红灯,执行周期为Tc = Tr —Ti。3.若该请求时刻下游交叉口信号状态红灯,则分两种情况考虑①若红灯剩余时间为& > Γι (η > ^ > ^ ),则辅灯信号在经过。时间后辅灯改变
信号状态,即行人过街信号灯由红色变为绿色,车辆通行信号由绿灯变为绿闪后变为红灯, 执行周期为'ζ。②若红灯剩余时间为Trs <Ti,,则辅灯信号在经过;时间后改变信
号状态,即行人过街信号灯由红色变为绿色,车辆通行信号由绿灯变为绿闪后变为红灯,执行周期为Tc = Tr —Ti。分多种情况和条件实施过街请求响应是为了更好的使主辅灯间保持密切的联动关系,而设置不同的周期时间是为了保证能够得到准确的主辅灯间的绿灯间隔时间,从而在车辆通行道达到绿波带效果。本实用新型的有益效果在无行人过街情形下保证车辆交通畅行,又能保证行人快速地通过行人过街横道。

图1是本实用新型的结构示意图。图2是主辅灯信号系统示意图。图3是行人过街辅灯信号系统在道路上的位置关系图。图4是行人过街辅灯信号系统的电气原理图。
具体实施方式
参照图1、图2,主辅灯信号系统辅灯控制器,包括信号采集单元5、数据通信单元 4、信号分析单元1、过街请求单元2和信号控制单元3,所述信号采集单元5、数据通信单元 4、过街请求单元2和信号控制单元3均与信号分析单元1连接;所述信号分析单元1用于检测下游主交叉口信号灯6当前状态,将测得的下游主交叉口信号灯6当前状态信号传送给信号分析单元1 ;所述数据通信单元4用于与下游主交叉口处的主控制器7进行主交叉口信号灯6 配时方案数据传输;[0042]所述过街请求单元2用于将行人要过街请求信号发送给信号分析单元1 ;所述信号分析单元1根据将其接收到的下游主交叉口信号灯6当前状态信号和行人要过街请求信号的分析处理,发送相应的辅灯控制信号给信号控制单元3 ;所述信号控制单元3输出辅灯控制信号给行人过街通道路口处信号灯8、9。所述信号采集单元5包括检测模块。所述数据通信单元4采用RS485串口通信模式。所述过街请求单元2采用外部中断方式。所述信号分析单元1和信号控制单元3由单片机芯片和固态光耦组成,所述单片机芯片采用AT89系列8位单片机。本实用新型采用的交通主辅灯信号系统辅灯控制方法如下(1)、初始状态下行人过街信号为常红禁止状态,车辆通行为为常绿允许状态。 (2)、如果行人需要过街则执行过街动作,若没有则继续保持原信号状态。(3)、在收到过街请求后,判断下游交叉口信号灯状态,并采取相应的执行信号。(4)在过街请求提出并过执行相应的信号状态一定周期后,信号恢复至(1)状态。本实用新型收到行人过街请求后的执行策略如下定义行人过街信号绿灯时间为 Tms ,请求延迟时间力,下游交叉口(靠近辅灯的交叉口)同向绿灯相位(取交通流最大相
位)时间为4,绿灯剩余时间为(在请求发出时刻到下游交叉口绿灯时间结束),黄灯时
间,红灯时间I,红灯剩余时间为7;,辅灯与交叉口绿灯间隔时间为巧(车辆从辅灯处行驶至下游交叉口路段平均行驶时间)。本实用新型在接收到过街请求后,首先得到下游交叉口的信号状态以及相位时间,如果在请求发送后乃时间内再次收到过街请求,则视为恶意无效请求并撤销这两次请求,否则继续进行。本实用新型的信号分析单元的分析过程及信号控制单元的执行过程如下1.若该请求时刻下游交叉口信号状态绿灯,则分两种情况考虑①若该时刻绿灯剩余时间;>T(T>$ ),则在经过;时间后辅灯改变信号状
态,即行人过街信号灯由红色变为绿色,车辆通行信号由绿灯变为绿闪后变为红灯执行周期为τ; =这样保证该状态后辅灯与下游交叉口的绿灯时间力,②若该时刻绿灯剩余时间& <Τ,则辅灯信号在经过;+Ty-Ti后改变信号状
态,即行人过街信号灯由红色变为绿色,车辆通行信号由绿灯变为绿闪后变为红灯,执行周期为7; = 7;—石。2.若该请求时刻下游交叉口信号状态黄灯,则在经过乃时间后辅灯改变信号状态,即行人过街信号灯由红色变为绿色,车辆通行信号由绿灯变为绿闪后变为红灯,执行周期为7; = 7;—石。3.若该请求时刻下游交叉口信号状态红灯,则分两种情况考虑[0059]①若红灯剩余时间为;> ^ (Ti > ^ > % ),则辅灯信号在经过力时间后辅灯改变
信号状态,即行人过街信号灯由红色变为绿色,车辆通行信号由绿灯变为绿闪后变为红灯, 执行周期为= 71- 。 若红灯剩余时间为;<Τι ,,则辅灯信号在经过% +Tr-Ti时间后改变信
号状态,即行人过街信号灯由红色变为绿色,车辆通行信号由绿灯变为绿闪后变为红灯,执行周期为7;= ;-石。分多种情况和条件实施过街请求响应是为了更好的使主辅灯间保持密切的联动关系,而设置不同的周期时间是为了保证能够得到准确的主辅灯间的绿灯间隔时间,从而在车辆通行道达到绿波带效果。图3为行人过街辅灯信号系统在道路上的位置关系图。辅灯9与下游交叉口主灯信号采取联动方式,本实用新型所述的主辅灯信号系统辅灯控制器11摆设位于辅灯9位置处。辅灯控制器11设备包括辅灯9、主辅灯信号系统辅灯控制器11、以及过街请求装置10。 过街请求装置10以立柱的形式竖立与行人进入道路口的道路两侧。将行人过街按钮安装在立柱上,过街请求装置10以及辅灯9与辅灯信号系统辅灯控制器11通过导线相连。过街请求装置10为点动式按钮,并带有指示灯,当按下过街请求时,按钮上指示灯被点亮并触发控制器中断以表示接收到过街请求。图4所示为辅灯信号系统辅灯的电气原理。当行人需要过街时,按下路边过街请求按钮14,按钮回路导通,光电耦合12基极得电导通光耦,则主辅灯信号系统辅灯控制器 11接收到外部中断触发。主辅灯信号系统辅灯控制器11接收到请求触发后分析检测通信电路得到的主交叉口信号状态,然后根据住交叉口信号状态得到辅灯的亮灯时序并输出相应的电平,电平导通固态光耦13,则辅灯9回路导通。具体应用行人按下过街请求装置,在S =3s时间内若无第二次请求,则处理器响应该次请求。处理器分析检测到的主交叉口信号状态,若检测到主交叉口直行相位电压,则主交叉口直行相位此时为绿灯,并且通过配时方案处理器计算出绿灯剩余时间为& <9S,则处
理器经过分析在& Jy-Ti =7S后发出改变辅灯信号电平来改变辅灯信号状态,在经过
T^Tr-Ti =32S的时间后,处理器发出初始化电平,使辅灯信号状态变为初始化状态。本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举,本实用新型的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式,本实用新型的保护范围也及于本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。
权利要求1.主辅灯信号系统辅灯控制器,其特征在于包括信号采集单元、数据通信单元、信号分析单元、过街请求单元和信号控制单元,所述信号采集单元、数据通信单元、过街请求单元和信号控制单元均与信号分析单元连接;所述信号分析单元用于检测下游主交叉口信号灯当前状态,将测得的下游主交叉口信号灯当前状态信号传送给信号分析单元;所述数据通信单元用于与下游主交叉口处的主控制器进行主交叉口信号灯配时方案数据传输;所述过街请求单元用于将行人要过街请求信号发送给信号分析单元;所述信号分析单元根据将其接收到的下游主交叉口信号灯当前状态信号和行人要过街请求信号的分析处理,发送相应的辅灯控制信号给信号控制单元;所述信号控制单元输出辅灯控制信号给行人过街通道路口处信号灯。
2.根据权利要求1所述的主辅灯信号系统辅灯控制器,其特征在于所述信号采集单元包括检测模块。
3.根据权利要求1或2所述的主辅灯信号系统辅灯控制器,其特征在于所述数据通信单元采用RS485串口通信模式。
4.根据权利要求3所述的主辅灯信号系统辅灯控制器,其特征在于所述过街请求单元采用外部中断方式。
5.根据权利要求4所述的主辅灯信号系统辅灯控制器,其特征在于所述信号分析单元和信号控制单元由单片机芯片和固态光耦组成,所述单片机芯片采用AT89系列8位单片机。
专利摘要主辅灯信号系统辅灯控制器,包括信号采集单元、数据通信单元、信号分析单元、过街请求单元和信号控制单元,所述信号分析单元用于检测下游主交叉口信号灯当前状态,将测得的下游主交叉口信号灯当前状态信号传送给信号分析单元;所述数据通信单元用于与下游主交叉口处的主控制器进行主交叉口信号灯配时方案数据传输;所述过街请求单元用于将行人要过街请求信号发送给信号分析单元;所述信号分析单元根据将其接收到的下游主交叉口信号灯当前状态信号和行人要过街请求信号的分析处理,发送相应的辅灯控制信号给信号控制单元;所述信号控制单元输出辅灯控制信号给行人过街通道路口处信号灯。
文档编号G08G1/07GK201955906SQ20102054210
公开日2011年8月31日 申请日期2010年9月26日 优先权日2010年9月26日
发明者傅立骏, 凌越, 曹福灵, 董红召, 赵玉婷, 郭明飞, 陈宁, 马帅 申请人:浙江工业大学
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