一种道路交通信号控制机及其控制系统的制作方法

本发明涉及交通信号管理控制技术领域，具体涉及一种道路交通信号控制机及其控制系统。

背景技术

随着科技的进步、现代化城市的快速发展，城市的交通堵塞问题日趋严重，尤其在早晚上下班的高峰时期，道路交叉路口通行的各种机动车和非机动车容易相互抢道而发生交通事故，所以除了提高驾驶员和行人的交通意识外，还需要迫切提高道路交叉路口信号灯的控制能力。现有技术的道路交通信号控制机，通常采用单片机为微处理器，rs232串口通信的方式，按照设定的固定参数控制运行，缺少上位机对路口信号机进行远程控制，如需临时调整交通信号，通常需要交警现场对路口信号机进行临时调控以控制道路信号灯的灯色及时间，现场调控无法对多个路口进行统一调配，只能进行单一信号机的调控。随着目前道路交通控制复杂性的提高和交通流量的增大，这种道路交通信号控制机在实际使用时存在如下问题：

1、车道放行车辆时，十字路口的不同相位上车辆放行时间相同，车辆多的一方容易出现车辆堆积，造成下一路口的交通堵塞；当某相位上无车时，恰好是该相位上的车辆通行时间，则在这段时间内，就出现了交通指挥盲点，信号机对道路信号灯的实时控制效率较差。

2、路口遇到紧急情况时，需要交警现场对路口信号机进行临时调控以控制道路信号灯的灯色及时间，调控方式需要手动调整，不但增加了交警劳动强度，而且车辆通行效率也较差。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种道路交通信号控制机及其控制系统。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种道路交通信号控制机，包括主控模块、通讯模块、触屏显示输入模块、电源模块、储存模块和灯控输出模块，所述通讯模块通过网线与主控模块连接，所述触屏显示输入模块、储存模块和灯控输出模块均与主控模块通过信号线有线连接，所述电源模块与主控模块电连接；所述通讯模块接收外部车辆的状态信息并将信息传递给主控模块处理，所述主控模块将处理后的信号数据存于储存模块中并通过触屏显示输入模块给予显示，当信号数据符合储存模块中的预设条件时，由主控模块发出指令给灯控输出模块来控制外部道路信号灯开启与关闭。

进一步地，所述主控模块包括微处理器、串口扩展电路、i/o口扩展电路、存储器扩展电路、网络接口电路和虚拟键盘显示电路，所述串口扩展电路、i/o口扩展电路、存储器扩展电路、网络接口电路和虚拟键盘显示电路均与微处理器电连接，所述微处理器还连接灯控输出模块和电源模块，所述串口扩展电路和i/o口扩展电路均连接通讯模块，所述存储器扩展电路连接非易失性储存模块，所述虚拟键盘显示电路连接触屏显示输入模块。

进一步地，所述主控模块和灯控输出模块还设置有故障检测模块，所述故障检测模块实时检测主控模块和灯控输出模块运行故障。

进一步地，所述电源模块为加入避雷器的防雷电源模块。

本发明还提供一种道路交通信号控制系统，包括道路交通信号控制机，还包括战术车辆检测器、车辆检测模块和道路信号灯，所述战术车辆检测器和车辆检测模块均与通讯模块相连接，所述道路信号灯与灯控输出模块相连接，所述战术车辆检测器和车辆检测模块将检测的车辆状态信息通过通讯模块传递给主控模块处理，所述主控模块将处理后的信号数据存于储存模块并与储存模块中的预设条件相比对，当信号数据符合储存模块中的预设条件时，由主控模块发出指令给灯控输出模块来控制外部道路信号灯开启与关闭。

进一步地，所述主控模块包括微处理器、串口扩展电路、i/o口扩展电路、存储器扩展电路、网络接口电路和虚拟键盘显示电路，所述串口扩展电路、i/o口扩展电路、存储器扩展电路、网络接口电路和虚拟键盘显示电路均与微处理器电连接，所述微处理器还连接灯控输出模块和电源模块，所述串口扩展电路和i/o口扩展电路均连接通讯模块，所述存储器扩展电路连接非易失性储存模块，所述虚拟键盘显示电路连接触屏显示输入模块。

进一步地，还包括上位控制机，所述上位控制机通过网络接口电路与微处理器相连接，所述上位控制机发送控制信号给微处理器，微处理器接收控制信号并处理后，储存在储存模块中或者发送指令给灯控输出模块来控制道路信号灯动作。

进一步地，还包括手提测试机和手动开关，所述手提测试机通过通讯模块连接微处理器，用于对微处理器数据的检测和和提取；所述手动开关直接连接微处理器，通过微处理器向道路信号灯输入手动指令。

进一步地，所述主控模块和灯控输出模块还设置有故障检测模块，所述故障检测模块实时检测主控模块和灯控输出模块运行故障。

进一步地，所述电源模块为加入避雷器的防雷电源模块。

本发明的有益效果：

1、主控模块外围连接有通讯模块、触屏显示输入模块、电源模块、储存模块和灯控输出模块，通讯模块可以实时采集交通信息，触屏显示输入模块可以显示采集信息并接受参数设定等，主控模块接收通讯模块采集信息，依据采集信息来给灯控输出模块发送相应指令，实现对交通信息实时采集和控制；

2、车辆检测模块可以对车流量、车速、车型分类、车排队和行人流量的数据进行检测，极大丰富了现场采集种类和数据量，主控模块分析处理现场采集数据后能输出更适用的控制指令给灯控输出模块，灯控输出模块触发调节道路信号灯开启与关闭，主控模块依据采集种类较多的数据信息分析处理的控制指令更贴近实际需要的道路信号灯开启与关闭状态，增大了实时控制效率；战术车辆检测器还能检测车辆压占停车线状况，根据车辆压线情况主控模块发送指令给灯控输出模块，灯控输出模块触发调节道路信号灯多延长一个单位时间让该占线车辆通过此路口。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种道路交通信号控制机的整体示意图；

图2为本发明实施例提供的一种道路交通信号控制系统的整体架构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如附图1所示，本实施例提供一种道路交通信号控制机，包括主控模块、通讯模块、触屏显示输入模块、电源模块、储存模块和灯控输出模块，所述通讯模块通过网线与主控模块连接，所述触屏显示输入模块、储存模块和灯控输出模块均与主控模块通过信号线有线连接，所述电源模块与主控模块电连接；所述通讯模块接收外部车辆的状态信息并将信息传递给主控模块处理，所述主控模块将处理后的信号数据存于储存模块中并通过触屏显示输入模块给予显示，当信号数据符合储存模块中的预设条件时，由主控模块发出指令给灯控输出模块来控制外部道路信号灯开启与关闭。

主控模块包括微处理器、串口扩展电路、i/o口扩展电路、存储器扩展电路、网络接口电路和虚拟键盘显示电路，所述串口扩展电路、i/o口扩展电路、存储器扩展电路、网络接口电路和虚拟键盘显示电路均与微处理器电连接，所述微处理器还连接灯控输出模块和电源模块，所述串口扩展电路和i/o口扩展电路均连接通讯模块，所述存储器扩展电路连接非易失性储存模块，所述虚拟键盘显示电路连接触屏显示输入模块。

微处理器外围扩展串口扩展电路、i/o口扩展电路、存储器扩展电路、网络接口电路和虚拟键盘显示电路将微处理器的功能种类、接口数量、储存空间更加提升，极大丰富了主控模块的功能作用和外围控制种类，主控模块外围连接有通讯模块、触屏显示输入模块、电源模块、储存模块和灯控输出模块，通讯模块可以实时采集交通信息，触屏显示输入模块可以显示采集信息并接受参数设定等，主控模块接收通讯模块采集信息，依据采集信息来给灯控输出模块发送相应指令，实现对交通信息实时采集和控制。

主控模块和灯控输出模块还设置有故障检测模块，所述故障检测模块实时检测主控模块和灯控输出模块运行故障。故障检测模块为单点独立的故障检测模块，实时检测并记录红绿同亮、绿绿冲突、红灯熄灭、电源故障、检测信息异常、手动开关开启、ac220v供电中断、灯号输出关闭、通信离线、灯控输出模块故障、配时参数异常、现场更动控制参数等自我诊断。

电源模块为加入避雷器的防雷电源模块。当雷电阴雨天时，防雷电源模块可以避免信号机瞬间过电压使信号机的设备或元器件损坏、人员伤亡、传输或储存的数据受到干扰或丢失、信号机产生错误输出或暂时瘫痪等现象。

实施例二

如附图2所示，本发明还提供一种道路交通信号控制系统，包括道路交通信号控制机，还包括战术车辆检测器、车辆检测模块和道路信号灯，所述战术车辆检测器和车辆检测模块均与通讯模块相连接，所述道路信号灯与灯控输出模块相连接，所述战术车辆检测器和车辆检测模块将检测的车辆状态信息通过通讯模块传递给主控模块处理，所述主控模块将处理后的信号数据存于储存模块并与储存模块中的预设条件相比对，当信号数据符合储存模块中的预设条件时，由主控模块发出指令给灯控输出模块来控制外部道路信号灯开启与关闭。

道路交通信号控制系统的车辆检测模块可以对车流量、车速、车型分类、车排队和行人流量的数据进行检测，极大丰富了现场采集种类和数据量，主控模块分析处理现场采集数据后能输出更适用的控制指令给灯控输出模块，灯控输出模块触发调节道路信号灯开启与关闭，主控模块依据采集种类较多的数据信息分析处理的控制指令更贴近实际需要的道路信号灯开启与关闭状态，增大了实时控制效率；战术车辆检测器还能检测车辆压占停车线状况，根据车辆压线情况主控模块发送指令给灯控输出模块，灯控输出模块触发调节道路信号灯多延长一个单位时间让该占线车辆通过此路口。

所述主控模块包括微处理器、串口扩展电路、i/o口扩展电路、存储器扩展电路、网络接口电路和虚拟键盘显示电路，所述串口扩展电路、i/o口扩展电路、存储器扩展电路、网络接口电路和虚拟键盘显示电路均与微处理器电连接，所述微处理器还连接灯控输出模块和电源模块，所述串口扩展电路和i/o口扩展电路均连接通讯模块，所述存储器扩展电路连接非易失性储存模块，所述虚拟键盘显示电路连接触屏显示输入模块。

还包括上位控制机，所述上位控制机通过网络接口电路与微处理器相连接，所述上位控制机发送控制信号给微处理器，微处理器接收控制信号并处理后，储存在储存模块中或者发送指令给灯控输出模块来控制道路信号灯动作。

还包括手提测试机和手动开关，所述手提测试机通过通讯模块连接微处理器，用于对微处理器数据的检测和和提取；所述手动开关直接连接微处理器，通过微处理器向道路信号灯输入手动指令。

主控模块和灯控输出模块还设置有故障检测模块，所述故障检测模块实时检测主控模块和灯控输出模块运行故障。

电源模块为加入避雷器的防雷电源模块。

道路交通信号控制系统可以通过手动开关进入手动模式，具有自动控制和手动控制两种控制方式，主控模块可以根据车辆检测模块检测到的车流量、车速、车型分类、车排队、行人流量的交通信息统计情况，选择自动控制和手动控制任意一种控制方式通过灯控输出模块调节道路信号灯开启和关闭，当路口出现紧急车辆时，手动控制模式可以及时作出调整道路信号灯开启和关闭，极大提高实时控制效率，使车辆通行效率极大提高。

道路交通信号控制系统运行工作时，首先通过触屏显示输入模块进行各种信号控制参数的设置，微处理器可以与交通指挥中心的上位控制机通过网络接口电路进行数据传输，执行上位机控制机下达的控制指令，此信号机也可以独立作为单点自适应控制机使用，微处理器通过i/o口扩展电路利用通讯模块向车辆检测模块发送指令，使车辆检测模块开始对车流量、车速、车型分类、车排队和行人流量的数据进行检测，车辆检测模块将检测到的所有数据信息再利用通讯模块通过i/o口扩展电路向微处理器实时传输，微处理器将检测到的大量数据信息储存至存储器扩展电路，微处理器对检测到的数据进行处理分析后发送相应控制指令给灯控输出模块，灯控输出模块依据接收到的控制指令触发调节道路信号灯开启和关闭，系统正常工作时，战术车辆检测器检测到有车辆压占停车线时，会利用通讯模块通过串口扩展电路向微处理器发送信号，微处理器通过处理分析后发送相应控制指令给灯控输出模块，灯控输出模块依据接收到的控制指令触发延长道路信号灯绿灯时间，保证车辆在绿灯快要结束时可以安全通过，同时独立的故障检测模块分别对灯控输出模块和微处理器进行故障检测，电源模块分别为微处理器和故障检测模块供电。信号机出现故障时，手提测试机可以通过通讯模块对信号机进行故障检测与性能分析，找出故障原因。

所述战术车辆检测器采用线圈式检测设备、射频检测设备、红外线检测设备和gps检测设备中的一种或几种。战术车辆检测器主要检测是否有车辆压在停车线上的检测设备，判断是否有车辆压在停车线上，从而启动延长一个单位绿灯时间的动作。

线圈式检测设备是一种基于电磁感应原理车辆检测设备，将环形线圈埋在停车线路面下，当车辆经过环形地埋线圈上时，车辆自身铁质切割磁通线引起线圈回路电感量的变化，线圈式检测设备再将检测车辆信息发送给信号控制机。

射频检测设备，是将转发器或者路侧接收器设置在车辆与信号机之间，当车辆到达停车线时，将检测信息通过转发器发送给信号机。

红外线检测设备，车辆上装置一定频率光信号的无线发射器，不同种类车辆压占停车线时发送不同频率光信号，再通过无线发射器将信息发送至信号机。

gps检测设备，车辆压占停车线时即gps到达指定的经炜度所预设检测区时，车载模块无线发送信息给信号机。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。