一种十字路口快速通车控制装置

1.本实用新型涉及城市交通信号控制技术领域，尤其涉及一种十字路口快速通车控制装置。


背景技术：

2.随着社会车辆的增多，城市交通堵塞越来越严重，尤其是在大型城市的十字路口，是交通堵塞的主要区域，车辆很难通过，造成早晚上下班的拥堵时段，给城市交通带来巨大的压力。因此十字路口快速通车是一个重点研究方向，研究成果主要有以下几种，第一种是改变十字路口的道路设计，采用的方法是涵道、路面和高架桥等组合方式，从而达到十字路口不设红绿灯，例如专利“一种无需等待快速通过的十字路口”(申请号：201610593765.x)，此类专利的缺点是施工量巨大，占地面积大，可以适合较少数大型十字路口的设计，不能推广使用。第二类是改变红绿灯的固定时长，当车辆少时，相应车道的绿灯时间短；当车辆多时，相应车道的绿灯时间长，提高路口车辆通过率，例如专利“一种手动控制十字路口机动车流量的红绿灯控制系统”(申请号：200610129498.7)，此类专利的缺点是控制过于复杂。
3.因此，需要研究一种在不改变信号灯时长以及路面结构的情况下，能够提高十字路口快速通车能力。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种十字路口快速通车控制装置，以解决十字路口容易造成拥堵的问题。
5.基于上述目的，本实用新型提供了一种十字路口快速通车控制装置，包括：
6.多个第一信号柱，安装在左转车道与对向车道之间，各第一信号柱依次排列；
7.多个第二信号柱，安装在左转车道与对向车道之间，设置在第一信号柱远离路口的一侧，各第二信号柱与各第一信号柱排成一列；
8.第一信号柱和第二信号柱均设置为可升降结构，且可降到地面以下；
9.单片机，与各第一信号柱和各第二信号柱电连接，用于控制各第一信号柱和各第二信号柱的升降；
10.第一雷达探测装置，安装在车道上距路口第一距离处，探测是否有车辆经过，并测量经过的车辆的车速，将探测结果发送给单片机；
11.第二雷达探测装置，安装在车道上距路口第二距离处，第二距离大于第一距离，第二雷达探测装置用于探测是否有车辆经过，并测量经过的车辆的车速，将探测结果发送给单片机；
12.单片机根据第一雷达探测装置和第二雷达探测装置的探测结果，切换第一信号柱和第二信号柱的工作状态，在第一工作状态下，将第一信号柱和第二信号柱全部升起，隔离左转车道和对向车道，在第二工作状态下，将第一信号柱降下，将第二信号柱保持升起，在第三工作状态下，将第一信号柱和第二信号柱全部降下。
13.优选地，第一信号柱和第二信号柱上均设置有若干信号灯，单片机与信号灯连接，单片机在升起第一信号柱或第二信号柱上，将其上的信号灯打开。
14.优选地，第一信号柱和第二信号柱上安装有语音提示部，单片机与语音提示部电连接，在切换第一信号柱和第二信号柱的工作状态时，控制语音提示部播放提示音。
15.优选地，语音提示部包括第一语音芯片、第一喇叭、第二语音芯片、第二喇叭、第三语音芯片和第三喇叭，第一语音芯片、第二语音芯片和第三语音芯片中分别存储有第一提示音、第二提示音和第三提示音，且分别与第一喇叭、第二喇叭和第三喇叭电连接，单片机与各语音芯片电连接。
16.优选地，单片机的输入端还与路口的转向信号灯连接。
17.优选地，第一信号柱和第二信号柱均包括柱体，第一信号柱和第二信号柱的安装位置均在路面上开设有安装槽，柱体通过液压驱动器或电动驱动器安装在安装槽内，单片机与液压驱动器或电动驱动器连接。
18.优选地，柱体包括外柱和内柱，内柱嵌套安装在外柱内部，且与外柱通过伸缩柱连接。
19.从上面所述可以看出，本实用新型提供的十字路口快速通车控制装置，将十字路口左转车道与对向车道的隔离带，改成并列的信号柱，信号柱可以降到地面以下，当降到地面以下时，车辆可以正常通行。在左转车道的适当距离安装雷达探测装置，当探测到左转车辆较多时，信号柱降到地面以下，此时左转车辆除了正常的左转车道可用外，还可以利用左侧的对向车道，加速左转车辆的通过率；当探测到左转车辆较少时，信号柱立在路面上，车辆不得驶入左侧的对向车道，此时左转车辆只能使用原来的左转道。
20.本装置有益效果是:1.将十字路口左转车道与对向车道的隔离带，改成并列的信号柱，当左转车辆较多的时候，可以利用左侧的对向车道，提高左转车辆的通过率。当左转车辆较少的时候，不利用左侧的对向车道，2.本装置不改变原十字路口信号灯控制规则，只增加部分控制装置和信号柱，具有设计简单、实施方便、便于推广等特点。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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实用新型的一些实施例，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。
22.图1为本实用新型实施例双向六车道十字路口快速通车示意图；
23.图2为本实用新型实施例信号柱示意图；
24.图3为本实用新型实施例信号柱的排列方式示意图；
25.图4为本实用新型实施例十字路口快速通车信号灯控制电路图；
26.图5为本实用新型实施例的信号柱内部结构示意图。
27.其中1为十字路口，2为车道，3为车道号，4为信号桩，5为汽车行驶方向。
具体实施方式
28.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并
参照附图，对本实用新型进一步详细说明。
29.需要说明的是，除非另外定义，本实用新型实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
30.本说明书实施例提供一种十字路口快速通车控制装置，包括多个安装在左转车道与对向车道之间的多个第一信号柱和多个第二信号柱，各第一信号柱和各第二信号柱依次排成一列，且第一信号柱排列在更靠近路口的一侧，第一信号柱和第二信号柱均设置为可升降结构，且可降到地面以下，本控制装置还包括单片机、第一雷达探测装置和第二雷达探测装置，其中单片机与各第一信号柱和各第二信号柱分别电连接，用于控制各第一信号柱和各第二信号柱的升降，第一雷达探测装置安装在车道上距路口第一距离处，探测是否有车辆经过，并测量经过的车辆的车速，将探测结果发送给单片机，第二雷达探测装置安装在车道上距路口第二距离处，该第二距离大于第一距离，第二雷达探测装置用于探测是否有车辆经过，并测量经过的车辆的车速，将探测结果发送给单片机。
31.本说明书实施例提供的十字路口快速通车控制装置，将十字路口左转车道与对向车道的隔离带，改成并列的信号柱，信号柱可以降到地面以下，当降到地面以下时，车辆可以正常通行。在左转车道的适当距离安装雷达探测装置，当探测到左转车辆较多时，信号柱降到地面以下，此时左转车辆除了正常的左转车道可用外，还可以利用左侧的对向车道，加速左转车辆的通过率；当探测到左转车辆较少时，信号柱4立在路面上，车辆不得驶入左侧的对向车道，此时左转车辆只能使用原来的左转道。
32.本装置有益效果是:1.将十字路口左转车道与对向车道的隔离带，改成并列的信号柱，当左转车辆较多的时候，可以利用左侧的对向车道，提高左转车辆的通过率。当左转车辆较少的时候，不利用左侧的对向车道，2.本装置不改变原十字路口信号灯42控制规则，只增加部分控制装置和信号柱，具有设计简单、实施方便、便于推广等特点。
33.作为一种实施方式，图1是双向六车道十字路口快速通车示意图。是按照双向六车道设计(也可以是八车道或更多车道)，单方向的三个车道分别是左转弯、直行和右转弯车道，左转弯车道与对向的车道采用多个第一信号柱和多个第二信号柱形式隔离开，第一信号柱和第二信号柱的结构相同，以下用信号柱4统称，信号柱4上面安装红色信号灯42，信号柱4的结构如图2所示，信号柱4可以降到地面以下，信号柱4在隔离带上的排列方式如图3所示。信号柱4排列的目的是将直行车道与反方向直行车道隔离开，避免双向直行车道之间互相干扰。信号柱4上面安装红色信号灯42，如图2所示，红色信号灯42是警示驾驶员不能通行。
34.优选地，第一信号柱和第二信号柱上安装有语音提示部，单片机与语音提示部电连接，在切换第一信号柱和第二信号柱的工作状态时，控制语音提示部播放提示音，举例来说，语音提示部嵌入安装在信号柱4的顶部。
35.图4是十字路口快速通车信号灯42控制电路图。
36.单片机的电源与左转信号灯42有关，路口的左转信号灯42的信号通过端口d送入单片机，控制着单片机相应端口的电源输出。
37.在左右车道中间部位安装雷达探测装置，用于判断左转车辆的多少，进而判断信号柱是否需要降到地面以下。第一雷达探测装置通过端口b1和端口b2将探测的情况送入单元机；第二雷达探测装置通过端口c1和端口c2将探测的情况送入单元机。
38.当左转车辆少的时候，信号柱升起在路面上，信号柱上的红色信号灯42警示驾驶员不能越界行驶；当左转车辆多的时候，信号柱降到路面下，同时有语音提醒左转车辆可以利用反向车道快速左转，提高通车能力。
39.t＝s1/v
平1
+s2/v
平2
40.注：s1为第一雷达探测装置到路口的距离；
41.s2为第二雷达探测装置到路口的距离；
[0042]v平1
为第一雷达探测装置到路口的车辆平均车速；
[0043]v平2
为第二雷达探测装置到第一雷达探测装置之间的车辆平均车速。
[0044]
本设计中，右转车道和直行车道不受本设置控制，按照十字路口的红绿灯信号行驶即可。本设置是控制左转车道的车辆行驶。
[0045]
下面结合图1具体叙述本装置的工作过程，以南向西方向的左转为例。
[0046]
1、当第一雷达探测装置和第二雷达探测装置没有探测到车辆时，也即是：
[0047]
左转红绿灯时间≥t(s1/v
平1
)，则本装置不工作，代表左转车辆能够在该绿灯时间段内顺利通过十字路口，信号柱均升起，信号柱上的红色信号灯42指示驾驶员不能越界行驶。
[0048]
各个信号灯42的电路：
[0049]
信号灯42电路1：单片机端:1n
→
信号灯l1
→
单片机端口c；
[0050]
信号灯42电路2：单片机端:2n
→
信号灯l2
→
单片机端口c；
[0051]
……
[0052]
信号灯42电路n：单片机端:nn
→
信号灯ln
→
单片机端口c；
[0053]
所有信号柱上的红色信号灯42都亮起，警示驾驶员不能越界通行。
[0054]
喇叭电路如下：
[0055]
喇叭电路1：单片机端口11
→
第一语音芯片1
→
第一喇叭1；
[0056]
喇叭电路2：单片机端口21
→
第一语音芯片2
→
第一喇叭2；
[0057]
……
[0058]
喇叭电路n：单片机端口n1
→
第一语音芯片n
→
第一喇叭n.
[0059]
所有喇叭播放“禁止越过隔离带”。
[0060]
2、当第一雷达探测装置探测到车辆，而第二雷达探测装置没有探测到车辆时，也即是：
[0061]
左转红绿灯时间≤t(s1/v
平1
)，则本装置工作，代表左转车辆不能够在该绿灯时间段内顺利通过十字路口，则只将第一信号柱降到路面以下，其它第二信号柱不降，并且路面上信号柱上的红色信号灯42指示驾驶员本能越过隔离带行驶，举例来说，第一信号柱设置为3个，相邻信号柱间距为1米。
[0062]
此时南向西左转车辆的通道有两条：
[0063]
第一条：s4
→
十字路口
→
w5
[0064]
第二条：s4(越过隔离带)
→
s3
→
十字路口
→
w4
[0065]
增加车辆的通行能力。
[0066]
靠近路口的3个第一信号柱降到路面以下，则单片机相应的端口没有电源输出，也即是这3个信号柱上的红色信号灯42不亮。
[0067]
信号柱升起的信号灯42电路如下：
[0068]
信号灯42电路4：单片机端:4n
→
信号灯l4
→
单片机端口c；
[0069]
信号灯42电路5：单片机端:5n
→
信号灯l5
→
单片机端口c；
[0070]
……
[0071]
信号灯42电路n：单片机端:nn
→
信号灯ln
→
单片机端口c；
[0072]
以上信号柱上的红色信号灯42都亮起，警示驾驶员不能越过隔离带行驶。
[0073]
第一信号柱上的喇叭电路如下：
[0074]
喇叭电路1：单片机端口
→
第二语音芯片1
→
第二喇叭1；
[0075]
喇叭电路2：单片机端口
→
第二语音芯片2
→
第二喇叭2；
[0076]
喇叭电路3：单片机端口
→
第二语音芯片3
→
第二喇叭3；
[0077]
喇叭播放“可以越过隔离带，借助左侧第一车道左转”。
[0078]
上述三个第二语音芯片，指三个不同的第一信号柱上的第二语音芯片。
[0079]
第二信号柱上的喇叭电路：
[0080]
喇叭电路4：单片机端口
→
第一语音芯片4
→
第一喇叭4；
[0081]
喇叭电路5：单片机端口
→
第一语音芯片5
→
第一喇叭5；
[0082]
……
[0083]
喇叭电路n：单片机端口
→
第一语音芯片n
→
第一喇叭n。
[0084]
喇叭播放“禁止越过隔离带”。
[0085]
3、当第一雷达探测装置和第二雷达探测装置都探测到车辆时，也即是：
[0086]
则本装置工作，代表左转车辆不能够在该绿灯时间段内顺利通过十字路口，隔离带带上的信号柱全部降到路面下。
[0087]
此时南向西左转车辆的通道有两条：
[0088]
第一条：s4
→
十字路口
→
w6
[0089]
第二条：s4(越过隔离带)
→
s3
→
十字路口
→
w5
[0090]
第三条：s4(越过隔离带)
→
s3(越过)
→
s2
→
十字路口
→
w4
[0091]
增加车辆的通行能力。
[0092]
第一信号柱上的喇叭电路如下：
[0093]
喇叭电路1：单片机端口
→
第二语音芯片1
→
第二喇叭1；
[0094]
喇叭电路2：单片机端口
→
第二语音芯片2
→
第二喇叭2；
[0095]
喇叭电路3：单片机端口
→
第二语音芯片3
→
第二喇叭3；
[0096]
喇叭播放“可以越过隔离带，借助左侧第一车道左转”。
[0097]
第二信号柱上的喇叭电路：
[0098]
喇叭电路4：单片机端口
→
第三语音芯片4
→
第三喇叭4；
[0099]
喇叭电路5：单片机端口
→
第三语音芯片5
→
第三喇叭5；
[0100]
……
[0101]
喇叭电路n：单片机端口
→
第三语音芯片n
→
第三喇叭n。
[0102]
喇叭播放“可以越过隔离带，借助左侧第二车道左转”。
[0103]
以上是：南向西方向的左转；
[0104]
西向北左转同理；
[0105]
北向东左转同理；
[0106]
东向南左转同理。
[0107]
作为一种实施方式，第一信号柱和所述第二信号柱均包括柱体41，所述第一信号柱和所述第二信号柱的安装位置均在路面上开设有安装槽，所述柱体41通过液压驱动器44或电动驱动器安装在所述安装槽内，所述单片机与所述液压驱动器44或电动驱动器连接，该结构可参考目前市面上的自动升降柱。
[0108]
为了更好地利用安装槽的空间，降低成本，柱体41包括外柱411和内柱412，所述内柱412嵌套安装在所述外柱411内部，且与所述外柱411通过伸缩柱413连接，如图5所示。
[0109]
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
[0110]
本实用新型的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。