快速公交信号控制设备及控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于交通信号控制【技术领域】，尤其涉及一种快速公交控制设备及控制系统，本实用新型的快速公交信号控制设备包括第一信息传输器、快速公交信号控制模块和控制器，所述第一信息传输器和控制器均与所述快速公交信号控制模块电连接，所述第一信息传输器接收外部快速公交的状态信息并传递给所述快速公交信号控制模块，所述快速公交信号控制模块给予处理并得出信号优先的指令，所述控制器接收信号指令，所述控制器调整信号控制配时，并对外控制信号灯：延长绿灯时间或缩短红灯时间，保证快速公交不停车直接通过路口或缩短公交的红灯等待时间。本实用新型的有益效果是：实时、精确控制，检测面准确可靠、信号传递简便可靠、通行效率高。
【专利说明】快速公交信号控制设备及控制系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于交通控制【技术领域】，尤其涉及一种快速公交控制设备、控制系统。
【背景技术】
[0002] 为解决城市日益增加的车辆、乘客、行人与有限的交通资源之间的矛盾，发展公共 交通已成为解决城市交通问题的重要手段，特别是各大城市都优先、大力发展城市快速公 交（Bus Rapid Transit简称BRT)，因为BRT具备良好的硬件基础（大容量的载客能力）、良 好的道路优先权条件，因此可以提供快捷高效的运输服务。我们知道，快速公交享有道路优 先权条件是快速公交快速运行的最关键要素，特别是在高峰期，客流很大，由于城市路口信 号控制、车辆行驶控制的不精确性，会导致出现快速公交的"串车"、"大间隔"和多等红灯、 运行速度不畅的情况发生，这些情况都不利于快速公交的快速通行的特点，所以如何精确、 高效的解决信号优先控制的问题成为提高快速公交运行效率，提高交通的服务能力是一个 难点问题；
[0003] 而且目前国内还没有厂家能提供完善的快速公交控制技术，如在信号精确检测、 安全有效传输，显示器的多功能性方面的技术没有突破和发展，使得快速公交的应用性受 至IJ限制。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种实时、精确控 制，检测面准确可靠、信号传递简便可靠、效率高的快速公交信号控制设备和控制系统。
[0005] 为解现有技术的不足，本实用新型采用以下技术方案来实现：
[0006] -种快速公交信号控制设备，包括第一信息传输器、快速公交信号控制模块和控 制器，所述第一信息传输器和控制器均与所述快速公交信号控制模块电连接，所述第一信 息传输器接收外部快速公交的状态信息并传递给所述快速公交信号控制模块，所述快速公 交信号控制模块给予处理并得出信号优先的指令，所述控制器接收信号指令，所述控制器 根据指令改变对应信号灯的配时，并对外控制信号灯：延长绿灯时间或缩短红灯时间，保证 快速公交不停车直接通过路口或减少公交的红灯等待时间。
[0007] 所述快速公交信号控制模块包括有处理器、通讯单元，所述通讯单元连接所述第 一信息传输器，所述第一信息传输器接收外部快速公交的状态信息后通过所述通讯单元 传递给所述处理器，所述状态信息经过所述处理器处理后再由所述的通讯单元对外发出快 速公交预计到达的时间指令给所述控制器。
[0008] 所述快速公交信号控制模块还包括有非易失存储器、输出显示单元，所述非易失 存储器用于储存第一信息传输器的接收快速公交的状态信息和公交预计到达的时间指 令，所述输出显示单元用于展示公交预计到达的时间值；所述通讯单元包括有GPS接口、 ZigBee接口、RS232串口中的一种或几种。
[0009] 本实用新型还提供了一种快速公交信号控制系统，包括如上的快速公交信号控制 设备，还包括有设置在快速公交上的车载设备，所述车载设备包括第二信息传输器、显示 器、定位模块和车载处理器，所述第二信息传输器、显示器、定位模块均与车载处理器电连 接，所述第一信息传输器和所述第二信息传输器之间构成信息连接通道，所述定位模块接 收卫星定位讯号并实时处理快速公交运行轨迹状态信息，并将信息传递给所述车载处理 器。
[0010] 所述定位模块中还包括检测部件，其中检测部件为线圈式检测设备或射频检测设 备或红外线检测设备中的一种或几种。
[0011] 所述定位模块中还包括GPS检测部件，所述GPS检测部件检测所述快速公交信号 控制模块的GPS信号，构成面检测。
[0012] 所述显示器为触摸屏式操作输入指令，且输出和显示实时路况、现况显示、路线选 择、维护管理、系统重启、下个路口名称、红绿灯剩余时间、信号设备是否执行BRT优先控制 及异常提示中的一种或几种。
[0013] 所述快速公交运行轨迹状态信息经过所述处理器处理后，再由所述的通讯单元对 外传递快速公交预计到达的时间指令给所述控制器，所述控制器根据时间指令调整信号控 制配时，并对外控制信号灯。所述控制器根据时间指令调整信号控制配，并对外控制信号 灯。
[0014] 所述GPS面检测是指，当快速公交到达GPS提供的经纬度所预设检测区时，所述定 位模块确认进入检测区，车载模块将优先控制信号要求信息通过无线传输设备传输给控制 器，控制器对信号灯控制配时。
[0015] 本实用新型的有益效果为：
[0016] 1、本实用新型的快速公交信号控制设备，通过内置快速公交控制模块，集成GPS 模块、无线传输设备（可以为ZigBee传输信号）、嵌入式微处理器、非易失存储器等先进设 备，灵敏接收外部公交车信息，处理器高效处理公交车信息，发出信号优先指令，促成快速 公交的快捷运行。
[0017] 2、本实用新型的快速公交信号控制系统，通过快速公交控制模块和车载模块的 GPS应用，及信息传输器（BRT信息传输保安器）之间的通讯配合取代信号柱（Beacon)通讯 定位应用，节省可观建置及维运成本；另外GPS的面检测具备信号快速感应的功能，在公交 车临近路口时，可在任何时间送出优先信号要求。
[0018] 3、本实用新型的快速公交信号控制系统中车载处理器，可以通过定位模块接收卫 星定位讯号，实时处理车行轨迹及确定定位检测点，以及旅行时间、进出调度站时间、红灯 停等时间及停等次数、公交车及交通信号状态的事件检测记录。
[0019] 4.本实用新型的快速公交信号控制系统中触摸式信息显示器具备输入和输出的 双重功能，能够输出和显示实时路况、现况显示、路线选择、维护管理、系统重启、下个路口 名称、红绿灯剩余时间、信号设备是否执行BRT优先控制及异常提示；也可手动取消优先指 令或点击查看硬件状态相关情况。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1是本实用新型的快速公交信号控制设备的原理框图；
[0021] 图2是本实用新型的快速公交控制模块的第一实施例原理框图；
[0022] 图3是本实用新型的快速公交控制模块的第二实施例原理框图；
[0023] 图4是本实用新型的快速公交控制系统的原理框图；
[0024] 图5是本实用新型的快速公交控制系统的示意图；
[0025] 图6是本实用新型的快速公交控制系统的GPS面检测示意图。
[0026] 1-快速公交信号控制设备，2-快速公交车，3-公交站，4-信号灯，5-卫星，6-车载 设备，7-面检测区。
【具体实施方式】
[0027] 以下结合附图1-8对本实用新型做进一步描述：
[0028] 本实用新型的技术方案涉及快速公交信号控制设备、包含快速公交信号控制设备 的控制系统、以及运用在该系统的控制方法三个主题，以下做详细阐述。
[0029] 如图1所示，一种快速公交信号控制设备，包括第一信息传输器、快速公交信号控 制模块和控制器，所述第一信息传输器和控制器均与所述快速公交信号控制模块电连接， 首先由第一信息传输器接收外部快速公交的状态信息（包括位置信息、运行轨迹、运行速 度、达到路口时间的时间估算等）并传递给所述快速公交信号控制模块，所述快速公交信 号控制模块给予处理（根据到达时间和到达时间时信号灯相位的情况的判断策略）并得出 信号优先的指令（配时不变、绿灯延长或红灯缩短等），所述控制器接收信号指令，所述控 制器调整信号控制配时，并对外控制信号灯：延长绿灯时间或缩短红灯时间，保证快速公交 不停车直接通过路口或缩短公交的红灯等待时间。
[0030] 如图2所示，快速公交信号控制设备中的快速公交信号控制模块包括有处理器、 通讯单元，其中通讯单元连接所述第一信息传输器，所述第一信息传输器接收外部接收快 速公交的状态信息后通过所述通讯单元传递给所述处理器，所述状态信息经过所述处理器 处理后再由所述的通讯单元对外发出快速公交预计到达的时间指令给所述控制器。
[0031] 如图3所示，所述快速公交信号控制模块还包括有非易失存储器、输出显示单元， 所述非易失存储器用于储存第一信息传输器的接收快速公交的状态信息和公交预计到达 的时间指令，所述输出显示单元用于展示公交预计到达的时间值；所述通讯单元包括有 GPS接口、ZigBee接口、RS232串口中的一种或几种。GPS接口、ZigBee接口、RS232分别实 现gps定位数据传输、无线数据传输和有线通讯数据传输。
[0032] 除此之外，快速公交信号控制模块还可以包括有时钟电路（用于提供控制模块的 初始化或实时时钟信号）、看门狗电路（又叫WDT，用于监测处理器程序运行状态）、电源 (提供电源）、LED状态指示灯（用于显示各个硬件的状态信息）。
[0033] 本实用新型还提供了一种快速公交信号控制系统（如图3所示），包括如上的快 速公交信号控制设备，还包括有设置在快速公交上的车载设备，所述车载设备包括第二信 息传输器、显不器、定位模块和车载处理器，所述第二信息传输器、显不器、定位模块均与车 载处理器电连接，所述第一信息传输器和所述第二信息传输器之间构成信息连接通道（可 以通过ZigBee接口无线传输），所述定位模块接收卫星定位讯号并实时处理快速公交运行 轨迹状态信息，并将信息传递给所述车载处理器；之后车载处理器得出快速公交的状态信 息（包括位置信息、运行轨迹、运行速度、达到路口时间的时间估算等）后交第一信息传输 器传递给第二信息传输器，完成信息的对接完成。
[0034] 车载设备（含定位模块、车载处理器，显示器、第二信息传输器），主要是选择检测 区或检测点，分析车辆运行情况，提出优先信号要求；
[0035] 快速公交信号控制设备，接收接收车载设备优先信号要求同时处理判断分析是否 执行优先控制；
[0036] 上述二设备之间的通讯系统：BRT公交车车载设备与快速公交信号控制设备的信 息互通，同时将配时指令传递给信号灯。
[0037] 车载处理器指示信号灯配时的过程为：车载处理器接收定位模块的传递来的参 数，经过处理后，通过第二信息传输器和第一信息传输器，传递给快速公交信号控制模块， 快速公交信号控制模块的GPS接口和所述定位模块的GPS检测部件触动面检测，由快速公 交信号控制模块的处理器判断是否需要启动信号优先，最后由路口控制器改变配时时长， 控制外部信号灯点亮的时间。
[0038] 其中车载处理器完成如下动作：
[0039] (1)存储路线轨迹及检测区位置；
[0040] (2)存储路线（含路口名称）、车辆车牌号码；
[0041] (3)传送至路口停止线时间、速度及离开路口信息；
[0042] (4)接收信号机回报，显示红、绿灯剩余秒数、执行或不执行等信息；
[0043] (5)公交车节点续进特性的演算
[0044] (6) BRT信息采集及存儲如下数据：
[0045] a.每一路段车速
[0046] b.每行驶一趟红灯总停等次数和红灯总停等时间
[0047] c.每一车辆出场及回场的时间
[0048] d.每一路口执行或不执行信号优先控制及红、绿灯剩余秒数；
[0049] e.车辆实时运行状态检测，GPS状态和传输设备及信号机执行状态等硬件状态记 录存储。
[0050] 显示器具备如下功能和有益效果：
[0051] (1)触摸式操作，
[0052] (2)包含实时现况显示、路线选择、维护管理、系统重启等功能，
[0053] (3)显示下个路口名称及红、绿灯剩余时间，
[0054] (4)显示信号机是否执行BRT优先控制及异常提示，
[0055] 如图5中，快速公交信号控制系统中信息的流转过程为，快速公交上的车载模块 得到公交车的相关状态信息（定位模块和卫星通过gps系统实现），然后传递给路口的快速 公交控制设备，控制设备判断后，指挥信号灯开启延长绿灯或缩短红灯。
[0056] 所述定位模块中还包括检测部件，其中检测部件为线圈式检测设备或射频检测设 备或红外线检测设备中的一种或几种。
[0057] 检测部件系指检测公交是否到达路口提出优先通过的设备。
[0058] 其中线圈式检测设备、射频（RF tag)检测设备为点检测设备，其是通过检测是否 有点的触发信号，判断是否有公交车接近，从而启动优先操作；
[0059] 线圈式检测设备，是指环形线圈埋置于预先选检测点，当BRT公交车经过环形线 圈时，线圈电感量改变信号经过车辆检测单元放大，再将感应到车辆之信息传给信号设备
[0060] 射频（RF tag)检测设备，是指BRT公交车与信号设备之间沟通采用转发器及路侧 接受器，当公交车到达检测点时将信息封包通过RF tag送给接受器再传给信号设备；
[0061] 红外线检测设备为面检测设备，其是，通过在区域的范围内检测是否有触发信号， 如公交车临近路口区域时的任何时间送出优先信号要求，从而启动优先操作；
[0062] 红外线检测设备是指，将发设器装置于车辆上当动作时送出一定频率的光信号， 不同用途的车辆送出不同频率，再通过传输缆线将信息传送至路口控制器。
[0063] 所述定位模块中还包括GPS检测部件，所述GPS检测部件检测所述快速公交信号 控制模块的GPS信号，构成面检测。
[0064] GPS面检测是指，公交车到达GPS提供的经纬度所预设检测区时（进入一个区域内 触发信号，有车载处理器的定位模块确认进入检测区，）车载模块将优先信号要求信息通过 无线传输设备与信号设备双向传输资料，要求信号设备给予信号优先控制（如图6)。具体 过程为车载模块将优先控制信号要求信息通过无线传输设备传输给控制器，控制器对信号 灯控制配时。
[0065] 所述显示器为触摸屏式操作输入指令，且输出和显示实时路况、现况显示、路线选 择、维护管理、系统重启、下个路口名称、红绿灯剩余时间、信号设备是否执行BRT优先控制 及异常提示中的一种或几种。
[0066] 以下列表示以上检测部件的对比参数
[0067]
【权利要求】
1. 一种快速公交信号控制设备，其特征在于：包括第一信息传输器、快速公交信号控 制模块和控制器，所述第一信息传输器和控制器均与所述快速公交信号控制模块电连接， 所述控制器连接外部信号灯，所述第一信息传输器接收外部快速公交的状态信息并传递给 所述快速公交信号控制模块，所述快速公交信号控制模块处理所述外部快速公交的状态信 息并得出信号优先的指令，所述控制器接收信号指令，并对外控制信号灯：延长绿灯时间或 缩短红灯时间，保证快速公交不停车直接通过路口或减少公交的红灯等待时间。
2. 根据权利要求1所述的快速公交信号控制设备，其特征在于：所述快速公交信号控 制模块包括有处理器、通讯单元，所述通讯单元连接所述第一信息传输器，所述第一信息传 输器接收外部的快速公交的状态信息后通过所述通讯单元传递给所述处理器，所述状态信 息经过所述处理器处理后再由所述的通讯单元对外传递快速公交预计到达的时间指令给 所述控制器，所述控制器根据时间指令调整信号控制配时，并对外控制信号灯。
3. 根据权利要求2所述的快速公交信号控制设备，其特征在于：所述快速公交信号控 制模块还包括有非易失存储器、输出显示单元，所述非易失存储器用于储存第一信息传输 器的接收快速公交的状态信息和公交预计到达的时间指令，所述输出显示单元用于展示公 交预计到达的时间值。
4. 根据权利要求2所述的快速公交信号控制设备，其特征在于：所述通讯单元包括有 GPS接口、ZigBee接口、RS232串口中的一种或几种。
5. -种快速公交信号控制系统，包括如权利要求1或2或3或4中的快速公交信号控 制设备，其特征在于：还包括有设置在快速公交上的车载设备，所述车载设备包括第二信息 传输器、显不器、定位模块和车载处理器，所述第二信息传输器、显不器、定位模块均与车载 处理器电连接，所述第一信息传输器和所述第二信息传输器之间构成信息连接通道，所述 定位模块接收卫星定位讯号并实时处理快速公交运行轨迹状态信息，并将信息传递给所述 车载处理器。
6. 根据权利要求5所述的快速公交信号控制系统，其特征在于：所述定位模块中还包 括检测部件，其中检测部件为线圈式检测设备或射频检测设备或红外线检测设备中的一种 或几种。
7. 根据权利要求5所述的快速公交信号控制系统，其特征在于：所述定位模块中还包 括GPS检测部件，所述GPS检测部件检测所述快速公交信号控制模块的GPS信号，构成GPS 面检测。
8. 根据权利要求5所述的快速公交信号控制系统，其特征在于：所述显示器为触摸屏 式操作输入指令的显示器，所述显示器输出和显示实时路况、现况显示、路线选择、维护管 理、系统重启、下口名称、红绿灯剩余时间、信号设备是否执行BRT优先控制及异常提示中 的一种或几种。
9. 根据权利要求5所述快速公交信号控制系统，其特征在于： 所述快速公交运行轨迹状态信息经过所述处理器处理后，再由所述的通讯单元对外传 递快速公交预计到达的时间指令给所述控制器，所述控制器根据时间指令调整信号控制配 时，并对外控制信号灯。
10. 根据权利要求9所述快速公交信号控制系统，其特征在于： 所述GPS面检测是指，当快速公交到达GPS提供的经纬度所预设检测区时，所述定位模 块确认进入检测区，车载模块将优先控制信号要求信息通过无线传输设备传输给控制器， 控制器对信号灯控制配时。
【文档编号】G08G1/087GK204215562SQ201420599790
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】冉学均 申请人:天津通翔智能交通系统有限公司