多功能可变车道自动控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种多功能可变车道自动控制系统，其包括道路交通信号灯以及可变车道标志灯；还包括用于控制可变车道标志灯显示状态的可变车道控制器，所述可变车道控制器包括主控制模块，所述主控制模块通过信号灯状态检测模块、驱动模块分别与道路交通信号灯、可变车道标志灯连接，主控制模块根据信号灯状态检测模块获取道路交通信号灯的实时信号状态，通过驱动模块驱动可变车道标志灯平滑变换至所需显示状态。本实用新型结构紧凑，不需要拆除路口现有道路交通信号灯控制系统，能实现多个可变车道控制系统之间以及可变车道控制系统同交通控制中心的通讯，能实现可变车道标志灯亮度的自动调节，智能化程度高，实用性强，安全可靠。
【专利说明】
多功能可变车道自动控制系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种控制系统，尤其是一种多功能可变车道自动控制系统，属于智能道路交通信号控制的技术领域。
【背景技术】
[0002]为解决城市道路交通拥堵，许多城市道路设置可变车道，来缓解城市拥堵状况。目前现有可变车道实现技术手段各有不同，也各有优缺点。
[0003]有的可变道路上使用固定标识标线指示牌，规定可变车道在固定时段的放行方向，这种方式资金投入最少，但灵活性不够，无法满足道路交通流量的变化。
[0004]有些可变车道使用独立的控制装置，仅通过设定固定时段切换可变标志灯，这种方式尽管具备一定的灵活性，但在可变车道标志灯切换时无法配合信号灯的变化，实现可变标志导向的平滑变换，需要路口民警进行指挥，防止车辆在可变车道变换方向时引起冲关O
[0005]有些可变车道使用信号机配合可变导向标志灯进行可变车道的放行控制，具体如公开号为CN102968905文件所公开的形式。所述可变车道的控制方式对现有道路的改造比较大，除安装可变标志设备外还需要更换路口现有的交通信号灯控制系统，且功能单一，资金投入比较多。
[0006]此外，城市道路有些路口、路段的车流量容易出现早晚高峰现象，需要在多个连续路口或者某一段道路实施可变车道，这就需要多个可变车道控制系统协调同步控制，目前市场上的可变车道控制系统大都各个点孤立工作，无法协调同步工作。
[0007]现有的可变车道控制系统中的可变标志灯的亮度固定，无法根据环境光线自动调节，导致夜晚太亮，形成眩光，影响车辆驾驶员安全。白天光线比较强，又无法看清可变标准灯的导向标识。
【发明内容】
[0008]本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种多功能可变车道自动控制系统，其结构紧凑，不需要拆除路口现有道路交通信号灯控制系统，能实现多个可变车道控制系统之间以及可变车道控制系统同交通控制中心的通讯，能实现可变车道标志灯亮度的自动调节，智能化程度高，实用性强，安全可靠。
[0009]按照本实用新型提供的技术方案，所述多功能可变车道自动控制系统，包括道路交通信号灯以及可变车道标志灯;还包括用于控制可变车道标志灯显示状态的可变车道控制器，所述可变车道控制器包括主控制模块，所述主控制模块通过信号灯状态检测模块、驱动模块分别与道路交通信号灯、可变车道标志灯连接，主控制模块根据信号灯状态检测模块获取道路交通信号灯的实时信号状态，通过驱动模块驱动可变车道标志灯平滑变换至所需显不状态。
[0010]所述主控制模块还包括用于检测环境光强的环境光强检测模块，主控制模块还通过减光信号发生模块与驱动模块连接。
[0011]所述主控制模块通过车辆检测器通讯模块与车辆检测器连接，所述车辆检测器包括视频车辆检测器或线圈车辆检测器。
[0012]所述主控制模块通过RS485通讯模块与对应的可变车道控制器连接，且主控制模块通过远程通讯模块与交通控制中心连接。
[0013]所述主控制模块通过无线通讯模块与手持遥控器无线连接。
[0014]所述环境光强检测模块包括光敏电阻R2，所述光敏电阻R2的一端与电容Cl的一端连接后接地，光敏电阻R2的另一端与电阻Rl的一端以及电容Cl的另一端连接，电阻Rl的另一端与电源VCC连接，且光敏电阻R2的另一端、电阻Rl的一端以及电容Cl的另一端相互连接后与主控制模块连接。
[0015]所述信号灯状态检测模块包括光耦Ul，所述光耦Ul采用型号为PC814的芯片，光耦Ul内发光二极管组的第一端与二极管Dl的一端连接，二极管Dl的另一端与电阻R3的一端连接，光耦Ul内光敏三极管的集电极端与电压VCC连接，光耦Ul内光敏三极管的发射极端与电阻R4的一端以及电容C2的一端连接，电阻R4的另一端、电容C2的另一端均接地，电阻R3的另一端、光耦Ul内发光二极管组内的另一端与道路交通信号灯连接，光耦Ul内光敏三极管发射极端与主控制模块连接。
[0016]本实用新型的优点:采用多种控制方式实现可变车道灯的控制，具体为现场手持遥控、交通控制中心控制、自适应控制、多个控制器协调控制、自动定时控制，主控制器根据环境光强调节可变车道标志灯的显示亮度，使可变车道标志灯亮度跟随环境光强自动调整结构紧凑，不需要拆除路口现有道路交通信号灯控制系统，能实现多个可变车道控制系统之间以及可变车道控制系统同交通控制中心的通讯，智能化程度高，实用性强，安全可靠。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的结构框图。
[0018]图2为本实用新型环境光强检测模块的原理图。
[0019]图3为本实用新型对可变车道标志灯的亮度进行调节的流程图。
[0020]图4为本实用新型信号灯状态检测模块的原理图。
[0021 ]图5为本实用新型的工作流程图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0023]如图1所示:为了在不需要拆除路口现有道路交通信号灯控制系统，也能实现对可变车道标志灯显示状态的有效控制，本实用新型包括道路交通信号灯以及可变车道标志灯;其特征是:还包括用于控制可变车道标志灯显示状态的可变车道控制器，所述可变车道控制器包括主控制模块，所述主控制模块通过信号灯状态检测模块、驱动模块分别与道路交通信号灯、可变车道标志灯连接，主控制模块根据信号灯状态检测模块获取道路交通信号灯的实时信号状态，通过驱动模块驱动可变车道标志灯平滑变换至所需显示状态。
[0024]具体地，所述可变车道标志灯是安装在可变车道渠化开始位置正上方的导向标志灯，可变车道标志灯包含两种类型:一种类型是用作路口式的导向标志灯，是直行箭头和左转箭头复合在一起的导向指示灯，直行箭头方向为直行方向(记作A方向)，左转箭头为左转方向(记作B方向)。根据路口车道变化的要求，选择当前车道点亮左转箭头还是直行箭头；第二种类型是用作路段式的导向标志灯，用于变换整段车道的放行方向，实现潮汐车道功能，可变车道标志灯分别安装在路段各处，可变车道每处的可变车道标志灯正反位置安装两组所述标志灯，以分别面对车道正反的两个方向，如正方向(记作C方向)、反方向(记作D方向)，此时，所述可变车道标志灯的具体图形是白色箭头和红叉复合在一起图形，根据当前可变车道放行方向的要求，提示当前车道是正方向(C方向)放行还是反方向(D方向)放行。
[0025]道路交通信号灯与安装形式以及工作方式与现有的相同，通过信号灯状态检测模块能够获取对道路交通信号灯的实时信号状态，所述实时信号状态包括对应道路交通信号灯处于红灯状态、绿灯状态还是黄灯状态等情况，主控制模块根据信号灯状态检测模块获取的实时信号状态判断道路交通信号灯的变化状态控制可变车道标志灯的显示所需的状态，可变车道标志灯的显示状态通过驱动模块进行驱动显示，驱动模块可以采用本技术领域常用的技术形式，可变车道标志灯显示所需的状态与可变车道标志灯的具体实现有关，根据道路交通信号灯使得可变车道标志灯平滑变换至所需显示状态的实现过程为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。
[0026]如图4所示，为本实用新型信号灯状态检测模块的一种实现形式，所述信号灯状态检测模块包括光親Ul，所述光親Ul米用型号为PC814的芯片，光親Ul内发光二极管组的第一端与二极管Dl的一端连接，二极管Dl的另一端与电阻R3的一端连接，光耦Ul内光敏三极管的集电极端与电压VCC连接，光耦Ul内光敏三极管的发射极端与电阻R4的一端以及电容C2的一端连接，电阻R4的另一端、电容C2的另一端均接地，电阻R3的另一端、光耦Ul内发光二极管组内的另一端与道路交通信号灯连接，光耦Ul内光敏三极管发射极端与主控制模块连接。
[0027]本实用新型实施例中，所述信号灯状态检测模块连接路口交通信号灯控制系统中对应车道的交通信号灯，判断信号灯当前的放行状态，并把信号反馈给主控制模块，主控制模块将结合所述交通信号灯的状态变化选择合适的时间点切换可变车道标志灯导向标识，保证可变车道标志灯导向标志变换的合理性和安全性。具体地，光耦UI内的发光二极管组包括两个发光二极管，两个发光二极管的阴极端、阳极端相互连接，当连接的交通信号灯处于点亮状态，则通过光耦Ul向主控制模块输入高电平，而当连接的交通信号灯处于熄灭状态，则通过光耦Ul向主控制模块输出低电平，从而实现向主控制模块传输对应交通信号灯的实时信号状态。
[0028]进一步地，所述主控制模块还包括用于检测环境光强的环境光强检测模块，主控制模块还通过减光信号发生模块与驱动模块连接。
[0029]本实用新型实施例中，通过环境光强检测模块检测可变车道标志灯所在环境的环境光强，在主控制模块内设有光强阈值，若当前的环境光强达到调光阈值时，主控制模块根据当前的环境光强向减光信号发生模块加载调光信息，以通过驱动模块来调整可变车道标志灯的显示亮度;具体地，当环境光强较充足时，将可变车道标志灯的亮度调高，反之调低。如图3所示，所述减光信号发生模块接收主控制模块发出的减光命令，通过电力载波技术把减光信息加载到驱动模块的交流电源线上，以传递到可变车道标志灯，可变车道标志灯根据减光信号调整当前的发光亮度。
[0030]具体实施时，主控制模块可以采用现有常用的处理芯片或逻辑电路实现；主控制模块通过减光信号发生模块、驱动模块调节可变车道标志灯的显示亮度后，能满足在各种环境下看清可变车道标志灯的显示状态。
[0031]如图2所示，为环境光强检测模块的具体电路原理图，所述环境光强检测模块包括光敏电阻R2，所述光敏电阻R2的一端与电容Cl的一端连接后接地，光敏电阻R2的另一端与电阻Rl的一端以及电容Cl的另一端连接，电阻Rl的另一端与电源VCC连接，且光敏电阻R2的另一端、电阻Rl的一端以及电容Cl的另一端相互连接后与主控制模块连接。
[0032]本实用新型实施例中，当环境光强发生变化时，电阻R1、光敏电阻R2以及电容Cl相互连接处的电压随着环境光强发生变化，主控制模块根据所述变化能确定当前环境的光强。
[0033]进一步地，所述主控制模块通过车辆检测器通讯模块与车辆检测器连接，所述车辆检测器包括视频车辆检测器或线圈车辆检测器。
[0034]本实用新型实施例中，主控制模块根据车辆检测器采集各个可变车道的车辆排队情况，提供主控制模块对可变车道标志灯显示状态的变换依据，车辆检测器的具体实现结构形式为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。此外，在具体实施时，可变车道控制器还包括电源模块，通过电源模块提供可变车道控制器的工作电源，电源模块可以采用本技术领域常用的形式，只要能满足对应的供电要求即可，具体不再一一赘述。
[0035]进一步地，所述主控制模块通过RS485通讯模块与对应的可变车道控制器连接，且主控制模块通过远程通讯模块与交通控制中心连接。所述主控制模块通过无线通讯模块与手持遥控器无线连接。
[0036]本实用新型实施例中，所述无线通讯模块同主控模块连接，用于接收手持遥控器的控制信号，通过与手持遥控器的配合实现近距离遥控可变车道标志灯的显示状态。通过RS485总线实现可变车道路段上各个可变车道控制器之间相互通讯，实现可变车道控制器之间数据信息的共享，将其中一个可变车道控制器设为主可变车道控制系统时，其他所有可变车道控制器可以接受其控制，实现协调控制功能。通过远程通讯模块与交通控制中心通讯，实现交通控制中心对道路上所有的可变车道控制器远程控制。所述远程通讯模块可以为以太网、GPRS等形式，具体可以根据需要进行选择确定，此处不再一一列举。
[0037]如图5所示，在人为干预可变车道控制时，可变车道控制器根据优先级依次响应手持遥控器的遥控信号、交通控制中心的中心控制信号、RS485通讯的协调控制信号。根据控制命令选择可变车道需要变换的方向，控制可变车道标志灯进行变化。在自动控制的控制方式下，可变车道控制器根据采集到的车辆排队信息结合预先设定的车辆排队长度阈值进行自动控制。当某个方向的车辆排队长度超过阈值时，则选择优先放行该方向。如果可变车道未连接或者未安装车辆检测器，可变车道控制器还可以工作在定时控制模式，根据道路的车流量情况预先设定可变车道在不同时段下的不同放行方向。可变车道控制器在变换可变车道标志灯的显示状态前，需要先检测路口交通信号灯的放行状态，并配合交通信号灯的状态来变换可变车道标志灯放行方向，实现可变车道标志灯安全平滑的变换放行方向。
[0038]本实用新型采用多种控制方式实现可变车道灯的控制，具体为现场手持遥控、交通控制中心控制、自适应控制、多个控制器协调控制、自动定时控制，主控制器根据环境光强调节可变车道标志灯的显示亮度，使可变车道标志灯亮度跟随环境光强自动调整，结构紧凑，不需要拆除路口现有道路交通信号灯控制系统，能实现多个可变车道控制系统之间以及可变车道控制系统同交通控制中心的通讯，智能化程度高，实用性强，安全可靠。
【主权项】
1.一种多功能可变车道自动控制系统，包括道路交通信号灯以及可变车道标志灯；其特征是:还包括用于控制可变车道标志灯显示状态的可变车道控制器，所述可变车道控制器包括主控制模块，所述主控制模块通过信号灯状态检测模块、驱动模块分别与道路交通信号灯、可变车道标志灯连接，主控制模块根据信号灯状态检测模块获取道路交通信号灯的实时信号状态，通过驱动模块驱动可变车道标志灯平滑变换至所需显示状态。2.根据权利要求1所述的多功能可变车道自动控制系统，其特征是:所述主控制模块还包括用于检测环境光强的环境光强检测模块，主控制模块还通过减光信号发生模块与驱动模块连接。3.根据权利要求1所述的多功能可变车道自动控制系统，其特征是:所述主控制模块通过车辆检测器通讯模块与车辆检测器连接，所述车辆检测器包括视频车辆检测器或线圈车辆检测器。4.根据权利要求1所述的多功能可变车道自动控制系统，其特征是:所述主控制模块通过RS485通讯模块与对应的可变车道控制器连接，且主控制模块通过远程通讯模块与交通控制中心连接。5.根据权利要求1所述的多功能可变车道自动控制系统，其特征是:所述主控制模块通过无线通讯模块与手持遥控器无线连接。6.根据权利要求2所述的多功能可变车道自动控制系统，其特征是:所述环境光强检测模块包括光敏电阻R2，所述光敏电阻R2的一端与电容Cl的一端连接后接地，光敏电阻R2的另一端与电阻Rl的一端以及电容Cl的另一端连接，电阻Rl的另一端与电源VCC连接，且光敏电阻R2的另一端、电阻Rl的一端以及电容Cl的另一端相互连接后与主控制模块连接。7.根据权利要求1所述的多功能可变车道自动控制系统，其特征是:所述信号灯状态检测模块包括光耦U1，所述光耦Ul采用型号为PC814的芯片，光耦Ul内发光二极管组的第一端与二极管DI的一端连接，二极管DI的另一端与电阻R3的一端连接，光耦Ul内光敏三极管的集电极端与电压VCC连接，光耦Ul内光敏三极管的发射极端与电阻R4的一端以及电容C2的一端连接，电阻R4的另一端、电容C2的另一端均接地，电阻R3的另一端、光耦Ul内发光二极管组内的另一端与道路交通信号灯连接，光耦Ul内光敏三极管发射极端与主控制模块连接。
【文档编号】G08G1/07GK205680291SQ201620525597
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月1日 公开号201620525597.6, CN 201620525597, CN 205680291 U, CN 205680291U, CN-U-205680291, CN201620525597, CN201620525597.6, CN205680291 U, CN205680291U
【发明人】褚衍波
【申请人】无锡安邦电气有限公司