一种黄闪警示信号灯的制作方法

所属技术领域

本发明涉及一种黄闪警示信号灯，该黄闪信号灯可在检测到车辆驶入路口的信息后自动改变闪烁频率，警示车辆注意路口，减速通行；具有根据路口环境光强改变限速值的限速提示功能；利用太阳能供电。

背景技术：

交通信号灯在交通管理中发挥着不可忽视的作用，不但提高了交通效率，还为车辆出行提供了安全保障。目前我国交通信号灯根据颜色可划分为红灯、绿灯、黄灯，其中红灯绿灯的作用对广大交通参与者较为熟悉，而在合适的地方正确运用黄灯可以充分发挥交通参与者的主观能动性，收获更大的效益。

目前我国大部分城市道路交叉口都设有红绿信号灯，其可以保证车辆依次有秩序通过交叉口，是一种有效的交通管理策略，考虑到当今提倡低碳生活，于是要把车辆因红绿信号灯造成的停车时间计算在内。一些路段在非高峰时段的车流量很小，设置红绿相位很可能造成资源的浪费；对于大部分等级较低的乡村、郊区道路交叉口，平时车流量较小，达不到安装红绿信号灯的要求，另一方面，红绿信号灯的成本较高，我国郊区道路众多，使这些交叉口红绿信号灯的普及率较低，因缺少信号灯控制，使得事故率较高。

根据1983年3月颁布的《中华人民共和国道路交通管理条例》规定：黄灯闪烁时，车辆、行人需在确保安全的原则下通行。针对上段中提到的两种情况，设置黄闪灯既可以警示车辆减速慢行，又能提高通行效率：当司机发现路口黄闪灯后，会警觉支路可能驶入路口的车辆，从而降低车速，同时司机也无须刻意等待绿灯，提高了通行效率，所以从安全和运行的角度分析都是有利的。

目前在我国已有路口黄闪信号灯投入使用，但普遍存在一些问题。首先它们多采用单一闪烁频率，即无论是否来车都保持一个闪烁频率，这对于长时间行驶的驾驶员来说已经成为一种常态，并不能启到很好的警示作用；此外有许多驾驶员的安全意识较为薄弱，很可能对黄闪信号灯不予理会，不减慢速度进入路口，增大事故发生率。针对以上问题，我们在黄闪信号灯的基础上增加智能模块，可以增强黄闪信号的警示作用。

技术实现要素：

(1)要解决的技术问题

用于交叉口交通安全警示的一种黄闪警示信号灯，主要由黄闪灯、来车信号接收与处理系统、光强感知系统、供电系统以及导线组成。黄闪灯根据光强自动调整路口限速提示值，根据来车信息自动调整闪烁频率；来车信号接收与处理系统用于采集和传递来车信号，微处理器控制黄闪灯动作；光强感知系统主要由光敏元件感知光线强弱控制黄闪灯动作；供电系统采用太阳能供电装置。

(2)技术方案

交叉口警示黄闪信号灯主要由黄闪灯、来车信号接收与处理系统、光强感知系统、供电系统以及导线组成。其中黄闪灯由led灯串和面包板底板组成，来车信号接收与处理系统由地磁感应线圈、无线数据传输网络和单片机组成，光强感知系统由光敏电阻及暗激发继电器开关电路组成，供电系统由太阳能板、蓄电池和控制器组成。交叉口警示黄闪信号灯的结构组成见表1。

表1交叉口提示黄闪信号灯的结构组成

交叉口提示黄闪信号灯由太阳能供电系统提供12v直流电源。当太阳能充足时，太阳能板为黄闪灯供电，同时为蓄电池充电，当太阳能不足或没有时，蓄电池为黄闪灯工作提供电能。

本发明中的黄闪灯显示的内容可分为两部分:中间部分为路口的车速限制值，采用红色高亮led灯，具体光线较强时为“30”，较弱时为“20”，数字单位默认为km/h,这一部分常亮不闪烁；外圈部分是由黄色led灯围成的闪烁带，这一部分为闪烁区域。根据显示内容需将灯串分成4组，包括“黄色闪烁外圈”、常亮数字“0”、交替切换的数字“2”和“3”,并对“2”“3”灯串组进行叠加。由于电源供电电压为12v，而红色led灯珠额定电压为1.5±0.5v，因此每7个红色led灯珠组成一个小串，然后再并联，黄色led灯珠额定电压为2.0±0.5v，因此每5个黄色led灯珠组成一个小串，然后再并联。led灯串分组及各组灯珠数量见表2。

表2灯串组合及数量

根据规范《道路交通标志和标线》(gb5768-2009)规定字体和字号，用atuocad绘制交通标志要显示的信息，以此为参考组装形状尺寸符合的组合面包板，形成要显示信息的底板。将led灯珠的引脚以组为单位连接，再将连接在一起的引脚插入同一组的面包板小孔中。

黄闪信号灯工作情况由单片机与暗激发继电器开关电路控制实现。当单片机接收到来车信息时，会触发事先预定的程序，控制“黄色闪烁外圈”加快闪烁频率。“数字3”与暗激发继电器开关电路的常闭触点串联，“数字2”与暗激发继电开关电路的常开触点串联，光敏电阻根据光强大小控制“数字2和3”的亮或暗，与保持常亮状态的“0”组成要限制的车速值。

(3)有益的效果

2017年4月17日，交通部网站发布了2016年交通运输行业发展统计公报。公报显示截至2016年末，全国公路总里程469.63万公里，各级公路里程见表3。

表32016年底我国公路里程

由上表可见，我国公路总里程的95％以上是二级及以下公路，低等级公路所占比例很高。道路交叉口是道路交通里的一个重要枢纽，处理不好交叉口的交通状况，不仅会使通行效率降低，还会使交通事故率上升，低等级公路交叉口由于交通标志不完善造成的交通事故层出不穷，特别是在夜晚照明设施又不够完善，增加了危险系数，急需设置可变交通警示信号灯，因此可变交叉口黄闪警示信号灯市场前景广阔。

本案例涉及的可变交叉口黄闪警示信号灯，主要用于等级较低的农村、郊区公路交叉口，如县道、乡道和村道，也可以设置于城市道路的次干路、支路路口，还可应用于公路与铁道交叉口，用作警示信号灯。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：

图1是本发明所涉及警示黄闪灯结构示意图；

图2是光敏控制组电路图；

图3是常亮组控制电路图；

图4是本发明涉及的信号灯一种路口实施简图

图5是太阳能充电系统电路图；

图中：1.面包板底板；2.“黄圈”；3.“0”；4.“2”；5.“3”；6.黄色led灯珠；7.红色led灯珠；8.黄闪警示信号灯；9.第一地感线圈；10.第二地感线圈；11.光敏电阻；12.太阳能板；13.蓄电池；14.控制单元。

具体实施方式

交叉口黄闪警示信号灯主要由黄闪灯、来车信号接收与处理系统、光强感知系统、供电系统以及导线组成。本发明涉及的交叉口黄闪警示信号灯主要包括：一组封装在灯箱内的黄闪信号灯8，分成单元组采用灯架分别设置于交叉口四个方向的边角处。来车信号接收与处理系统包括：一组设置于每方向道路上的地感线圈9和10和信号发射模块；一组用于接收信号的信号接收模块和一组用于控制黄闪灯工作状态的单片机，同样封存于灯箱内。光强感知系统包括：光敏电阻11及暗激发继电器开关电路，光敏电阻11位于黄闪警示信号灯固定架上距其2500mm位置，以减弱信号灯自身发光对光敏电阻感光的影响。供电系统包括：两组图5所示太阳能供电装置，为蓄电池充电的同时，为信号灯的闪烁、地感线圈、无线传输网络及单片机提供电能。本发明涉及的交叉口警示黄闪信号灯的功能可分为两个相互独立的模块：智能化限速提示模块和自感应变频黄闪模块，下面分模块对其实施方式进行说明。

限速模块的显示内容为图中黄闪灯的中间部分，包括数字“0”3，“2”4，“3”5，是将红色led灯珠7插入面包板1上面组成的，各个数字分别由8组红色led灯串组成，其中数字“2”4和“3”5重叠安装。根据“数字”所连工作电路的不同可将其分为两组，数字“0”3为常亮组，“2”4和“3”5为光敏控制组。常亮组电路相对简单，如图3所示电路,led灯串组连接一个保护电阻r后与电源串联，这一部分平时保持常亮状态。光敏控制组采用如图2所示的由光敏电阻11控制的暗激发继电器开关电路，当光敏电阻11下降到设置值时(本发明的设置值为10lux)由于光敏电阻阻值上升，激发vt1导通，vt2中产生的励磁电流使继电器工作，常开触点闭合，常闭触点打开，其中“2”4连接常开触点，“3”5连接常闭触点，分别与常亮的“0”3组成相应限速值，依次实现光强高于10lux时限速“30km/h”，低于10lux时限速“20km/h”。

在自感应变频黄闪模块中，来车信号接收与处理系统的作用是发现来车信号，并将信号无线传送到灯箱内的控制单元14。采用地感线圈9和10接收来车信号，本发明为保证不错过对来车信号的检测，在距交叉口为80m和100m的地方分别埋下一套地感线圈。在地面上先造出一个圆形的沟槽，直径1米，或是面积相当的矩形沟槽，再在这个沟槽中埋入两到三匝特定的导线，构成一个埋于地表的地感线圈，这个线圈是一个振荡电路的一部分，由它和电容组成振荡电路，其原则是振荡稳定可靠，当有大的金属物如汽车经过时，由于空间介质发生变化引起了振荡频率的变化(有金属物体时振荡频率升高)，这个变化就作为汽车经过“地感线圈”的证实信号。振荡信号通过无线数据传输网络，如可采用ziggbee网络，发送到控制单元14里的接收模块。当无车辆要驶入交叉口时，本发明的黄闪灯(如图2所示)的“外圈”按0.8s/次的频率闪烁，接收模块接收到信号并传送到控制单元里的arm微处理器，由此触发arm微处理器中预先设定的程序——加快“外圈”闪烁频率，具体由“0.8s/次”变为“0.3s/次”。

如图5，供电系统由太阳能板12、蓄电池13组成，提供12v直流电压。当太阳能充足时，太阳能板12为黄闪灯8及控制器14供电，同时为蓄电池13充电，当太阳能不足或没有时，蓄电池13为整套装置供电。