专利名称：道路交通信号控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种智能交通的先进交通管理和控制技术，特别是涉及一种交通车流量自动采集以及自动处理的道路交通信号控制装置。
背景技术：
我国经济建设发展速度很快，城市交通离不开城市道路交通设施的建设，道路交通是先行，有效的城市道路交通的管理是缓解交通拥堵对策的重要环节，是解决城市交通问题的关键，无论是政策主管部门，业内专家学者，或是社会各界人士都对城市交通的排拥堵保畅通进行过分析研究。城市道路交通网络系统能否为交通提供优质服务与道路网络系统内的道路特点有关，而一条道路是否顺畅在很大程度上受到这条道路上的每一个交叉口的制约。当路口拥有一定交通量时，就必须对路口采取某种相当的控制措施才能保证交通的畅通和安全，因此对路口实施交通信号控制便成为城市道路网络中不可缺少的一个环节，一个交叉口的通行能力，车辆通过路口所需的时间和事故发生率是反映交叉口的好坏指标。交叉口的控制方式很多，如人工控制，标志控制，环岛控制，立交控制，信号控制。 各种方式有其特点与适应场合，立交控制虽然效果显著，但因受到巨额经费和应用场合的限制而不能大量使用。在其它各种控制方式中，当交通流量达到一定程度时，道路的通行能力和信号控制具有密不可分的关系。交通信号控制的作用就是把相互冲突的交通流在时间上适当分离，以保证交叉口范围内交通安全和充分发挥现有道路交叉口的通行能力，从而也降低了噪声，减少了废气排放等交通公害的污染。纵观国内外，大小城市的交叉口控制采用信号控制技术，因其使用有效而被广泛使用，已经成为城市交通中必不可少最重要的控制手段，这样交叉口通行能力和交通安全程度也就很大程度上取决于信号控制的优劣。因此二十多年来一些经济发达国家都在致力于信号控制系统和控制装置的研发，信号控制技术已从“定时”向感应方向发展，控制范围从“单点”向“区域”网络化发展，还开发出效益显著的自适应控制系统和控制装置。然而， 国内现有控制技术还不能自动控制车流量，或检测技术不先进，不能自动处理精确采集的信息，进行优化处理，因而还不能保障交通信号的协调自动控制，以及交通信号显示器不能满足自适应控制系统的实时倒计时显示，使道路交通更为畅通，更为安全有效的高效运行。
实用新型内容鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种道路交通信号控制装置，以满足城市道路交通信号自适应控制系统的需要，进而解决现有控制技术中不能自动控制车流量，或检测技术不先进，不能自动处理精确采集的信息，进行优化处理，不能保障交通信号的协调自动控制，以及交通信号显示器不能满足自适应控制系统的实时倒计时显示，进而无法确保道路交通更为畅通更为安全高效的运行等问题。[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种道路交通信号控制装置， 安装在预设有检测装置的交叉路口中，用于网络接入一地区控制机以控制该交叉路口的各交通信号灯，其特征在于，所述道路交通信号控制装置至少包括输入检测模块，连接所述检测装置，用于实时检测交通流量、占有率以及路口饱和度信息，并将所述检测信息予以传输；微处理器模块，连接所述输入检测模块及地区控制机，用以接收到所述检测信息后，处理为交通状态信息并传输至所述地区控制机，并在所述地区控制机根据所述交通状态信息自动生成信号控制参数后，再将所述信号控制参数优化为控制信号输出；信号灯输出模块， 连接所述微处理器模块及各交通信号灯，用以接收到所述微处理器模块输出的控制信号后，控制各该信号灯进行灯色转换。所述道路交通信号控制装置还包括一检测接线模块，连接于所述输入检测模块与微处理器模块之间。所述道路交通信号控制装置还包括一电源模块，连接于所述信号灯输出模块、输入检测模块与检测接线模块。所述道路交通信号控制装置还包括一通信接口模块，连接于所述微处理器模块与地区控制机之间，用以联接所述微处理器模块与地区控制机之间的数据传输。所述通信接口模块为有线传输模块或无线传输模块。所述道路交通信号控制装置还包括一信号灯组接线模块，连接于所述信号灯输出模块与各交通信号灯之间。所述道路交通信号控制装置还连接有用于输入调试指令的键盘，以及用于显示输入指令的显示装置。所述道路交通信号控制装置连接有手动强制操作装置，用以强制控制信号灯进行灯色转换。在本实用新型中，所述检测装置为埋设在路口预设位置的多个电磁感应环形线圈或视频检测器。所述信号控制参数包括信号灯的灯色、绿信比、相位偏移、周期长度。如上所述，本实用新型的道路交通信号控制装置与现有技术相比，本实用新型通过输入检测模块不断检测该路口车辆的流量、占有率、饱和度等主要参数，并通过通讯接口传输到地区控制机，由地区控制机模块对交通流的数据进行实时优先处理，处理结果形成相应路口的控制信息和配时方案(信号控制相位，饱和度，信号周期长度等)，及信号控制命令，下传至路口信号控制机，再由路口信号机通过信号灯输出模块输出信号灯组信号，控制路口相应方向的信号灯装置(红、黄、绿三色信号灯)进行信号不断转换，实时自适应倒计时显示，引导车辆有序运行，使路口的交通车辆有序、安全、畅通的运行，进而解决了现有控制技术中不能自动控制车流量，或检测技术不先进，不能自动处理精确采集的信息，进行优化处理，不能保障交通信号的协调自动控制，不能实时自适应倒计时显示，进而无法确保道路交通更为畅通更为安全高效的运行等问题。
图1显示为本实用新型的道路交通信号控制装置的框架结构示意图。图2显示为本实用新型的道路交通信号控制装置的应用路口环境示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式
加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在不背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1及图2，图1显示为本实用新型的道路交通信号控制装置的框架结构示意图；图2显示为本实用新型的道路交通信号控制装置的应用路口环境示意图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复
ο如图所示，本实用新型提供一种道路交通信号控制装置1，安装在预设有检测装置2的交叉路口中，用于网络接入一地区控制机3以控制该交叉路口的各交通信号灯4，在本实施例中，所述交通信号灯4分为车辆信号灯41与行人信号灯42，如图2所示。在本实用新型中，所述检测装置2可为埋设在路口预设位置的多个电磁感应环形线圈或视频检测
ο所述道路交通信号控制装置1至少包括输入检测模块11，微处理器模块12，信号灯输出模块13，检测接线模14，电源模块15，通信接口模块16，信号灯组接线模块17。输入检测模块11连接所述检测装置2，用于实时检测交通流量、占有率以及路口饱和度信息，并将所述检测信息予以传输；在本实施方式中，所述检测装置2为埋设在路口预设位置的多个电磁感应环形线圈，如图2所示，该电磁感应环型线圈对路口每一个车道在停车线后1 1. 5米埋设一组环型检测线圈(线圈可以□字型或8字型)，车辆每通过为环型线圈的检测装置2，输入检测模块11就检测到车流量及车流饱和度等信息。在具体的实施过程中，所述输入检测模块11要求埋设检测线圈多少，及信号灯组的输出多少，与该路口车道数的多少有关，如果一个十字路口，每个方向都设有双向4车道，即每个方向单向为两车道，如图2所示，即只要8组检测线圈。该道路交通信号控制装置1可以配置8-M检测线圈(即2-3块输入检测器板)，每块板为8路检测，4-16个信号灯组输出(即1-4块灯输出驱动板，包括控制车行信号灯或人行信号灯)。所述微处理器模块12连接所述输入检测模块11及地区控制机3，用以接收到所述检测信息(交通流量、占有率以及路口饱和度信息)后，处理为交通状态信息并传输至所述地区控制机3，并在所述地区控制机3根据所述交通状态信息自动生成信号控制参数后，再将所述信号控制参数优化为控制信号输出；在本实施方式中，所述信号控制参数包括信号灯的灯色、绿信比、相位偏移、周期长度等。在本实施方式中，在所述输入检测模块11与检测装置2之间连接有检测接线模块 14。所述微处理器模块12与地区控制机3之间的数据传输通过连接于所述微处理器模块 12与地区控制机3之间的通信接口模块16，具体地，所述通信接口模块16为有线传输模块或无线传输模块。当为有线传输模块时，可例如为专用电缆的串行接口 RS23QC或422/485， 采用R5-232C或RS-422/485串行接口方式或以太网络接口方式进行传输；当为无线传输模块时，可例如为CDMA或3G等无线传输协议进行数据传输。[0027]具体是指，所述地区控制机3接受上述交通状态信息后，通过自适应控制系统的应用软件，系统对信号控制参数信号周期，绿信比，相位以及相邻路口的相位差进行优化处理、组合和控制。实现控制的最优化，达到减少停车次数，减少延误时间，提高行车速度， 降低油耗。优化目标函数表示为PI =F(dh)其中d为延误时间，h为停车次数，按小步距函数寻优的原则构成整体优化的实时自适应控制功能。所述信号灯输出模块13连接所述微处理器模块12及各交通信号灯4，用以接收到所述微处理器模块12输出的控制信号后，控制各该信号灯4进行灯色转换。在本实施方式中，所述信号灯输出模块13与各交通信号灯4之间连接有信号灯组接线模块17，具体地，通过所述信号灯输出模块13及信号灯组接线块17，发出相应的信号灯组控制信号。(红、 黄、绿灯色，绿信比、相位、周期长度等)，控制路口相应方向的信号灯组信号，实时自动进行灯色自动转换(如红一红黄一绿一红)按信号周期自动执行。所述信号灯输出模块13具有大电流的可控硅驱动电路，保证足够输出电流控制交通信号灯4运行(包括车辆信号灯 41与行人信号灯42)。所述电源模块15，连接于所述信号灯输出模块13、输入检测模块11与检测接线模块14，用以为所述道路交通信号控制装置1提供所需的各种电源电压(AC220V士 15%或 DC5V±10% )，所述电源模块15采用高精度稳压电路集成模块实施的。所述道路交通信号控制装置1还连接有用于输入调试指令的键盘5，以及用于显示输入指令的显示装置6。具体是指，外接的键盘5以及显示装置6用于调试所述道路交通信号控制装置1显示所需实时信息(如信号周期，交通车流量、相位等)或输入相应命令进行操作控制。所述道路交通信号控制装置1还连接有手动强制操作装置7，用以强制控制信号灯进行灯色转换，用来控制道路交通信号控制装置1的执行手动控制信号，如交保路线时快速切换等。综上所述，本实用新型通过输入检测模块不断检测该路口车辆的流量、占有率、饱和度等主要参数，并通过通讯接口传输到地区控制机，由地区控制机模块对交通流的数据进行实时优先处理，处理结果形成相应路口的控制信息和配时方案(信号控制相位，饱和度，信号周期长度等)，及信号控制命令，下传至路口信号控制机，再由路口信号机通过信号灯输出模块输出信号灯组信号，控制路口相应方向的信号灯装置(红、黄、绿三色信号灯) 进行信号不断转换和实时显示(包括倒计时显示)，引导车辆有序运行，使路口的交通车辆有序、安全、畅通的运行，进而解决了现有控制技术中不能自动控制车流量，或检测技术不先进，不能自动处理精确采集的信息，进行优化，不能保障交通信号的协调自动控制，进而无法确保道路交通更为畅通更为安全高效的运行等问题。所以，与现有技术相比，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟习此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
权利要求1.一种道路交通信号控制装置，安装在预设有检测装置的交叉路口中，用于网络接入一地区控制机以控制该交叉路口的各交通信号灯，其特征在于，所述道路交通信号控制装置至少包括输入检测模块，连接所述检测装置，用于实时检测交通流量、占有率以及路口饱和度信息，并将所述检测信息予以传输；微处理器模块，连接所述输入检测模块及地区控制机，用以接收到所述检测信息后，处理为交通状态信息并传输至所述地区控制机，并在所述地区控制机根据所述交通状态信息自动生成信号控制参数后，再将所述信号控制参数优化为控制信号输出；信号灯输出模块，连接所述微处理器模块及各交通信号灯，用以接收到所述微处理器模块输出的控制信号后，控制各该信号灯进行灯色转换。
2.根据权利要求1所述的道路交通信号控制装置，其特征在于所述道路交通信号控制装置还包括一检测接线模块，连接于所述输入检测模块与微处理器模块之间。
3.根据权利要求2所述的道路交通信号控制装置，其特征在于所述道路交通信号控制装置还包括一电源模块，连接于所述信号灯输出模块、输入检测模块与检测接线模块。
4.根据权利要求1所述的道路交通信号控制装置，其特征在于所述道路交通信号控制装置还包括一通信接口模块，连接于所述微处理器模块与地区控制机之间，用以联接所述微处理器模块与地区控制机之间的数据传输。
5.根据权利要求4所述的道路交通信号控制装置，其特征在于所述通信接口模块为有线传输模块或无线传输模块。
6.根据权利要求1所述的道路交通信号控制装置，其特征在于所述道路交通信号控制装置还包括一信号灯组接线模块，连接于所述信号灯输出模块与各交通信号灯之间。
7.根据权利要求1所述的道路交通信号控制装置，其特征在于所述道路交通信号控制装置还连接有用于输入调试指令的键盘，以及用于显示输入指令的显示装置。
8.根据权利要求1所述的道路交通信号控制装置，其特征在于所述道路交通信号控制装置连接有手动强制操作装置，用以强制控制信号灯进行灯色转换。
9.根据权利要求1所述的道路交通信号控制装置，其特征在于所述检测装置为埋设在路口预设位置的多个电磁感应环形线圈或视频检测器。
10.根据权利要求1所述的道路交通信号控制装置，其特征在于所述信号控制参数包括信号灯的灯色、绿信比、相位偏移、周期长度。
专利摘要本实用新型提供一种道路交通信号控制装置，安装在预设有检测装置的交叉路口中，用于网络接入一地区控制机以控制该交叉路口的各交通信号灯，所述道路交通信号控制装置实时检测交通流量、占有率以及路口饱和度信息，并将所述检测信息处理为交通状态信息并传输至所述地区控制机，并在所述地区控制机根据所述交通状态信息生成信号控制参数后，再将所述信号控制参数优化为控制信号，控制各该信号灯进行灯色转换和实时显示，进而实现自动控制车流量，自动处理精确采集的信息，进行优化处理，使交通信号的协调自动控制，确保道路交通更为畅通更为安全高效的运行。
文档编号G08G1/08GK202013662SQ20112011622
公开日2011年10月19日 申请日期2011年4月19日 优先权日2011年4月19日
发明者赵正校 申请人:上海交大高新技术股份有限公司