专利名称：可以调节显示形状的信号灯控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种信号灯控制系统，特别是一种可以调节显示形状的信号灯控制系统。
背景技术：
信号灯的显示形状一般有两种，一种是箭头灯，一种是圆头灯(如图1所示)。箭头灯显示绿色时，该行车方向的车辆拥有最高的通行权，不存在任何车辆与其冲突的情况。 受圆头灯控制的车辆，当圆头灯显示绿色时，可以通行，但是没有最高的通行权，司机应观察其左右，遇到可能发生的冲突情况时应提前做好避让措施。而在我国的很多城市，信号灯设置的很不规范，比如，一个信号控制的交叉口，右转车辆与相邻进口道的直行车辆通过交叉口时要发生合流冲突，信号灯仍然显示右转方向和直行方向都为箭头绿灯(如图2所示)，从而两个方向都有最高的通行权，这显然增加了交通的不安全风险。因此，需要一种信号灯控制系统，能够实现在同一个信号灯上显示不同形状，从而实现对交叉口交通的有效控制，降低交通的不安全风险。
实用新型内容实用新型目的针对上述现有存在的问题和不足，本实用新型的目的是提供一种能够控制信号灯在不同时间显示不同形状的信号灯控制系统。技术方案为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为一种可以调节显示形状的信号灯控制系统，包括中央控制器、上位机、车流量检测模块、显示控制模块和信号灯，其中中央控制器分别连接上位机、车流量检测模块和显示控制模块，所述信号灯连接显示控制模块，该显示控制模块包括第一可控开关和第二可控开关，该第一可控开关连接所述中央控制器的第一输出端子，第二可控开关连接所述中央控制器的第二输出端子。所述中央控制器可为PLC控制器。所述车流量检测模块可为基于热释电红外传感器的车流量检测系统。所述中央控制器可设有显示模块或还可包括连接该中央控制器的显示模块。所述显示模块可为LED显示屏。还可包括连接显示控制模块和信号灯的驱动控制模块。有益效果本实用新型可以调节显示形状的信号灯控制系统通过控制信号灯在不同时间显示不同形状，可规范交通信号灯的使用，提升交通参与者的交通意识，减轻交通参与者接收信息的复杂度，提高交叉口通行效率，提升交通安全，减少设置交通信号设备的成本。在以下三种情况下使用本实用新型的效果最佳①直行车流量较小，与其发生合流冲突的相邻进口道右转流量较大时；②同一相位中的两个对应方向流量相差较大时；③流量都不是很大的本向右转机动车和直行非机动车在交叉口发生冲突时。
图1为目前的信号灯显示形状示意图；图2为交叉口直行和右转车辆合流冲突示意图；图3为本实用新型实施例的模块框图；图4为本实用新型实施例的电路原理图；图5为本实用新型实施例信号显示示意图(直行方向拥有最高通行权)；图6为本实用新型实施例信号显示示意图(右转方向拥有最高通行权)；图7为本实用新型实施例I/O运行规则示意图；图8为本实用新型实施例I/O运行时序示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。本实用新型可以在不同的时间里显示出不同形状的色灯信号。当车辆拥有最高通行权时，本向信号灯显示绿色箭头灯，本相位为保护性相位，如若与其它车辆有发生冲突的可能，其它车辆应提前主动避让；当车辆拥有限制的通行权时，本向信号灯显示绿色圆形灯，本相位为许可性相位，但是在遇到有优先通行权的车辆而发生冲突时应主动避让对方。实施例某交叉口是一个平面的四相位信号交叉口，该交叉口信号相位划分情况为第一相位为南北直行、第二相位为南北左转，第三相位为东西直行，第四相位为东西左转。对于右转车流，本交叉口采取在绿灯时间后期放行的方法，即当拥有最高通行权方向上的车辆流率减少时，放行右转方向车辆。比如，第一相位绿灯开启时，南进口的直行车流拥有最高通行权并以饱和流率通过交叉口，该方向上的交通信号应以绿色箭头灯表示 (如图5所示)，东进口的右转车辆禁行。绿灯开启后一段时间后，南进口的直行车流不再以饱和流率通过交叉口，东进口的右转车辆可以放行，南北方向的直行车辆和东西方向的右转车辆存在合流冲突，此时，东进口的右转车道存在大量的排队车辆，们可以以饱和流率通过交叉口，而南进口直行车道的车流不能以饱和流率通过，因此，此时东西方向右转车流拥有较高的通行权，东进口右转方向可显示绿色的箭头灯，而南进口直行方向应由箭头灯变为圆头灯(如图6所示)如图3所示，控制系统可以包括以下几个部分(1)中央控制器部分用于完成各接口的数据处理和指令控制等。(2)人机接口部分用于完成当前状态显示，参数和程序输入。(3)外围接口电路部分用于完成信号的电平转换、信号灯驱动控制及显示控制功能。(4)辅助部分这部分主要指从外部输入至中央控制器的车流量信号及电源部分。如图4所示，本系统的中央控制器可以有多种选择，实施例中的电路设计选用松下FP-X系列PLC为中央控制器，结合前述交通控制方法，设计各配置电路并完成I/O时序分析。所选PLC有超高速处理、大容量、可扩展性和程序安全性强等优点，非常适合在复杂的交通系统中广泛应用。该系统有以下几个部分(1)中央控制器部分该部分完成各接口的数据处理和指令控制，具体如下①将FP-X COMl通信插件安装至中央控制器的控制单元，扩展出一个1通道的 RS232串行接口，通过该接口将南北进口道车流量信号作为输入信号连接至中央控制器。②将提前确定的南北直行绿箭头灯和绿圆头灯切换所依据的车流量标准值与实时测量的流量值通过写入中央控制器的指令进行对比，动态设定两相位的运行时间tl和 t2的值，单位设定为秒。③根据tl和t2的值编辑控制指令，控制各输出信号Y0、Yl、Y2和TO在不同相位期间的状态，即它们的高低电平状态。本实用新型中转换交通灯显示形式是指在同一个交通灯中实现箭头显示和圆头显示，实现方式是通过编辑控制指令及设计切换电路实现两种信号灯形式的转换。(2)人机接口部分该部分用来显示当前状态和参数及程序输入。各种状态主要在PLC控制器的LED显示屏上实时显示，这些状态有PLC的运行/停止，错误/报警状态； 输入输出(I/O)的0N/0FF状态。参数和程序输入通过PLC上标准配置的RS232串行通信接口直接实现与上位计算机的通信，实现控制程序由上位计算机到PLC(中央控制器)的传送。同时PLC会将数据以标准信号形式通过RS232串行通信接口传送至上位机，实现数据通信，方便用户对控制系统进行操作，也便于实时观测记录各种信号的状态。(3)外围接口电路部分该部分用于完成交通灯信号的电平转换和信号灯驱动控制的功能。直接将PLC的输出端子与信号灯等外围设备连接，并有信号灯驱动电路保证负载具有稳定的功率，正常工作，交通信号灯的转换是指在输出端连接可控开关SO和Sl分别实现YO和Yl在连接同一信号灯时的切换控制，这其中可控开关的控制端信号由PLC输出指令进行控制。具体过程是将车流量检测值q与标准值qQ比较，若q > qQ，由PLC内部指令实现Y0、Y2、S0输出高电平，而Y1、Y3、S1输出低电平，由可控开关的工作原理可知，SO接到高电平时，SO触点闭合，电路接通，YO信号接通至南北直行的绿箭头灯，Sl这时处于低电平，开关触点打开，电路处于断路，当这种状态持续tl秒后，检测到q彡q0,同样由PLC内部指令实现与上述相反的状态，时间持续t2秒，南北直行显示绿圆头灯。这样循环实现交通灯信号形式的转换。(4)辅助部分这部分主要指从外部输入至中央控制器的车流量信号及PLC电源部分。车流量检测有很多种方法，本系统采用有广泛应用的基于热释电红外传感器的车流量检测系统，输出南北路口直行车道的车流量信息。在该系统中各相位的工作时间是将实时车流量数据与标准值比较后获得的，所以需要车流量信息通过扩展后的RS-232接口连接至中央控制器。在该部分中SD-传送数据、RD-接收数据、RS-请求传送数据、CS-接受请求，可传送数据。PLC电源部分负责给整个系统提供工作电源，采用额定220V，50/60HZ交流电源。(5)电路里有两个通信过程第一个是上位机与PLC的通信过程，该过程的作用是将控制程序从上位机传送至PLC，这个通信过程主要将PLC上标准配置的RS232接口与上位机标准配置的RS232接口通过RS232总线进行连接，实现通信。第二个是车流量信号与PLC 的数据通信。由于PLC标准设计只有一个通道的RS232接口，是标准的编程口，所以车流量信号的通信需要在PLC处理器上接入PLC可配置的通信插卡，扩展出一个1通道的RS232接口。控制系统I/O表
权利要求1.一种可以调节显示形状的信号灯控制系统，其特征在于包括中央控制器、上位机、 车流量检测模块、显示控制模块和信号灯，其中中央控制器分别连接上位机、车流量检测模块和显示控制模块，所述信号灯连接显示控制模块，该显示控制模块包括第一可控开关和第二可控开关，该第一可控开关连接所述中央控制器的第一输出端子，第二可控开关连接所述中央控制器的第二输出端子。
2.根据权利要求1所述可以调节显示形状的信号灯控制系统，其特征在于所述中央控制器为PLC控制器。
3.根据权利要求1所述可以调节显示形状的信号灯控制系统，其特征在于所述车流量检测模块为基于热释电红外传感器的车流量检测系统。
4.根据权利要求1所述可以调节显示形状的信号灯控制系统，其特征在于所述中央控制器设有显示模块或还包括连接该中央控制器的显示模块。
5.根据权利要求4所述可以调节显示形状的信号灯控制系统，其特征在于所述显示模块为LED显示屏。
6.根据权利要求1所述可以调节显示形状的信号灯控制系统，其特征在于还包括连接显示控制模块和信号灯的驱动控制模块。
专利摘要本实用新型公开了一种可以调节显示形状的信号灯控制系统，包括中央控制器、上位机、车流量检测模块、显示控制模块和信号灯，其中中央控制器分别连接上位机、车流量检测模块和显示控制模块，所述信号灯连接显示控制模块，该显示控制模块包括第一可控开关和第二可控开关，该第一可控开关连接所述中央控制器的第一输出端子，第二可控开关连接所述中央控制器的第二输出端子。本实用新型通过控制信号灯在不同时间显示不同形状，可规范交通信号灯的使用，提升交通参与者的交通意识，减轻交通参与者接收信息的复杂度，提高交叉口通行效率，提升交通安全，减少设置交通信号设备的成本。
文档编号G08G1/08GK202102600SQ20112020292
公开日2012年1月4日 申请日期2011年6月16日 优先权日2011年6月16日
发明者张曼 申请人:东南大学