专利名称：一种交通信号灯倒计时显示的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种交通信号灯的倒计时显示控制方法，尤其涉及对应路口相位剩余红灯或剩余绿灯的一段倒计时时间利用黄灯(复合式交通信号灯)来显示的方法。
背景技术：
先对相关术语做一个解释。1、相位能够独立指示一个方向通行的一组信号灯；2、红灯倒计时时间任何一个相位在给出通行权之前运行的一段预置的红灯时间；3、绿灯倒计时时间任何一个相位在结束通行权之前运行的一段预置的绿灯时间；倒计时显示装置的目的是配合交通信号灯相位转换时，提醒车辆驾驶员做好通行或停止的准备，以便快速、安全通过路口，从而保证道路交通安全畅通。
信号机的控制方式基本上分为两种类型，一种是定时控制方式，另一种是检测(感应线圈或摄像头等)控制方式。
定时控制方式是由交警按路口的路况或车流量事先设定的配时方案运行，也叫定周期控制。一天按一个配时方案运行的称为单段式定时控制；一天不同时段按不同的配时方案运行的称为多段式定时控制。单段式定时控制运行的控制机，在每个周期内红绿灯的显示时间是固定不变的；按多段式定时控制运行的控制机，在一个时段内红绿灯的显示时间是固定不变的。
检测控制方式是在交叉口进口道上设置车辆检测器(感应线圈或摄像头)，配时方案由计算机或智能化信号控制机根据车流量信息而随时改变配时方案的一种控制方式。这种类型的信号控制机，由于编程软件的不同，其控制方法也略有差别，有的是绿灯开通时，首先由信号机根据路况或经验设定一个绿灯放行时间初始值(较小)，到此初始值终了前，车辆检测器检测有、无后续车辆，有则增加一单位绿灯延长时间Go，到这一单位绿灯延长时间中间时刻又通过检测决定是否再增加一个Go，可能根据车流量增加多个Go，但不会无限增加，因为信号机中设有绿灯极限延长时间Gmax，当预计绿灯总放行时间会超过Gmax，便不再增加Go。也有的信号机首先根据检测的车流量数据计算出每个相位的放行时间(较适中)，并在相位时间的后期预先设置一时间段，当相位时间执行到该时间段起点时，信号机开始检测，若检测到车流，则一次性增加一段时间；如果没有，则一次性减少一段时间。以上两种情况，整个放行时间的长短都是在放行过程中根据车流量调整的，不可能在开始放行时就确定，也就难于在绿灯或红灯开通时就定出真实的全程倒计时时间，所以就难于在绿灯开始就跟踪同步倒计时。
倒计时装置以显示形式分，可分为模拟显示和数字显示两种模拟显示以光带递减方式模拟显示信号相位时间的倒计时。
数字显示倒计时装置以数字显示时间，目前使用的主要有两种通讯式倒计时装置和学习型倒计时装置。通讯式倒计时装置通过数据通讯接口与道路交通信号控制机进行数据通讯的倒计时装置。需要专门铺设通讯电缆接入交通信号机，根据信号机送来的数据，控制倒计时显示对应颜色的信号灯的时间。
学习型倒计时装置其工作原理是学习信号灯的显示时间，能自行检测信号相位和时间，无需进行数据通信和连接通讯电缆，对交通信号机无依赖性，信号机不需要有专门的接口。通过学习对应相位的红、绿信号灯的显示时间，通过一、二个周期后，就可以全程同步跟踪对应信号灯颜色的倒计时时间。可见学习型倒计时装置非常适用于定时控制方式的信号机。不适用于通行时间随车流量随机改变的检测控制方式的交通信号机。
倒计时显示控制方法的现状；交通信号控制，目前用得较多的是定时方式控制的信号机，因此大多配用学习型倒计时装置，就能配合对应的信号灯全程同步显示倒计时。随着现代城市的发展，交通流量越来越大，交通流量变化亦大，因此，为防止堵塞，更合理的控制方式是用车辆检测器(感应线圈或摄像头等)检测车流量情况随时自行调整放行时间的控制机。例如北京、上海等大城市已逐渐采用。由于通行时间的随机性，每个相位周期信号灯的显示时间都不相同，在此情况下，用学习型倒计时就无法正常工作，就可能会产生黑屏或显示数字突变。
而检测方式控制的信号机，无论预设的或根据当时检测路口的车流状况预设的放行时间，并在放行过程中继续多次或单次进行车辆检测并调整时间的，最终的放行时间要到检测结束后才能确定。这意味着放行开始无法预知红灯或绿灯到结束时的整个时间长度。也就无法全程跟踪同步显示倒计时。这就给我们提出了在这种情况下如何实施倒计时显示的控制课题。
南京莱斯大型电子系统工程有限公司，对这种条件下提出了一种倒计时显示的控制方法，是利用信号机通过车辆检测器预设定的放行时间开始倒计时，至于在放行过程中放行时间的延长或缩短，则利用绿截止后，通过改变倒计数的频率(时间延长，则倒计数变慢，时间缩短则倒计数变快)来达到与信号灯的同步。例如，信号机根据车流量算出绿灯放行时间为30秒，倒计时显示以30秒开始倒计时，当倒计至15秒(绿截止时间)时检测有车流，则放行时间增加5秒，增加后该相位还要运行20秒，而此时倒计时屏数字为15，从此时开始信号机每隔1.333秒向倒计时屏送出一个数据，用这种方法使剩余的15个数送完达到20秒时间，从而达到与信号灯显示一致；如检测没有车流，则减少5秒，减少后该相位只要运行10秒，从此时开始信号机每隔0.666秒向倒计时屏送出一个数据，使15个数送完时间为10秒以达到与信号灯终止时间一致，以起到提示驾驶员和行人作好通行准备的作用，这也不失为只作单次检测信号机的解决方案。
对用车辆检测器检测车流量自动调节放行时间的信号机运行过程分析可知，要与信号灯配合实施倒计时必需同信号机配合，上述南京的变频方案不仅在绿灯截至后信号机要根据放行时间的增减计算显示数据信息频率，而且要用通信电缆向显示屏传送这些数据，较为复杂。且绿灯截止后由于放行时间的增、减，倒计时显示变频计数，尤其是时间的增、减量大时，变频后的倒计时不再是以秒递减的时间，只是一个计数，给人产生可能变快或变慢的感觉，倒计时屏显示的并不是放行的真实时间，这样做只是为了倒计时显示与信号灯同步终止，起到提示作用罢了。如果是多次检测，多次增加时间，也就不适用了。
既然是起到提示作用，是否能找到一个更好的方法？由于放行开始无法预知真实的放行时间，但在传感器检测结束后，放行的时间就确定了，也就是说信号机已知放行时间的终止点，可见在终止点前一个时间段内到红、绿灯相位转换时间是不变的(见图1)，我们可以根据道口的实际路况，要求信号机在放行终止点前预设一段绿灯倒计时时间和在禁止通行前预设一段红灯倒计时时间，为了不用数据通信，倒计时时间也用了学习原理，此时只要信号机配合给出一启动信号，启动倒计时控制器学习各灯的相位转换时间，一般一个循环就能得出倒计时时间，使红、绿灯实施倒计时。为了不另接信号线，采用黄灯电源线传送启动信号，由于倒计时时间较短，一般在20秒以内，所以显示屏为二位数，个位为七段数码，显示0～9数字；十位只是一个1。与黄灯组合成复合信号灯(参见图1)，省去了设置独立的显示屏。信号机与各信号灯之间仍只有原用的电源线。
发明内容
本发明的目的是提供一种不用数据通信就能够对在检测控制方式下工作的信号灯进行倒计时显示的控制方法。这种倒计时显示控制方法可较广的适用检测控制型信号机，较大的节省倒计时设施的投资费用。
为了达到以上发明目的，本发明的倒计时控制方法包括如下步骤(1)利用车辆检测器检测车辆流量；(2)将得到的车辆流量信号传输到信号机，信号机根据车流量数据设定通行或者禁行的时间初始值或根据检测的车辆情况设定通行或者禁行的时间初始值，并在执行中检测车流量来调节通行或者禁行时间；(3)当信号机停止车流量检测后，既已确定该通行或者禁行的终止点，在终止点前预设一段时间为倒计时时间；(4)获得步骤(3)确定的倒计时起始时刻信号，由与信号机连接的倒计时接口板通过黄灯电源线传送到对应的复合信号灯的倒计时显示屏，显示相应灯的倒计时时间。
本发明交通信号灯倒计时显示的控制方法，其中步骤(2)中预设的倒计时时间固定不变的。
本发明交通信号灯倒计时显示的控制方法，其中在信号机检测车流量过程中，根据检测结果可调节车辆通行或者禁行的时间一种交通信号灯倒计时显示的控制装置，包括信号机、三色信号灯，其中还包括与信号机连接的倒计时控制接口板，该倒计时控制接口板的输出端与黄色灯连接，以及包含显示数字的黄色信号灯。
本发明的交通信号灯倒计时显示的控制装置，其中显示数字为二位数，个位为七段数码，十位为1。
本发明的优点和积极效果在于，采用新的倒计时的计时方法，解决了根据道路口车辆流量控制信号灯时间，且显示倒计时的问题。由于道路口车辆流量是变化的，控制信号灯时间也变化的，倒计时的计时时间点不好确定，对显示倒计时带来一定困难。本发明根据全新的计时方法，很好地解决了上述问题，并且改进的机构简单，无需显示屏，降低了成本。
图1是用于解释本发明交通信号灯倒计时显示控制方法的计时时间点的示意图；
图2是复合黄灯的示意图，左侧的“黄灯”为正常显示黄灯信号，中间的“红18”为显示所在相位的红灯倒计时时间，右侧的“绿18”为显示所在相位的绿灯倒计时时间；图3是本发明交通信号灯倒计时显示的控制装置的方框图。
具体实施例方式
如图1所示，是用于解释本发明交通信号灯倒计时显示控制方法的计时时间点的示意图。以绿灯为例，本发明的交通信号灯倒计时显示控制方法，首先利用车辆检测器(现在一般用埋设在道路下面的感应线圈)检测车辆流量；第二将得到的车辆流量信号传输到信号机，信号机根据车流量数据设定绿灯通行时间初始值A或根据检测的车辆情况设定绿灯通行的时间初始值A，并在执行中检测(单次或多次)车流量来调节放行时间，即在A-B时间段内，检测若干次车流量，同时调节绿灯放行时间，该时间可以变化；然后当信号机停止车流量检测后，信号机即已确定该放行的终止点C，在终止点C前预设一段时间为倒计时时间，一般为20秒；第三步获得步骤(2)确定的倒计时起始时刻信号，由与信号机连接的倒计时接口板通过黄灯电源线传送到对应的黄绿复合信号灯的倒计时显示屏，显示相应灯的倒计时时间。C-D为黄灯亮的时间。
优选地，本发明交通信号灯倒计时显示的控制方法，其中步骤(2)中每种信号灯预设的倒计时时间固定不变的，即预设为20秒或者18秒等。
同样，红灯禁行在A-B区域，信号机根据车流量数据设定红灯禁行时间初始值A，并在执行中检测(单次或多次)车流量来调节禁行时间，然后当信号机停止车流量检测后，信号机既已确定该禁行的终止点D，在终止点D前预设一段时间为倒计时时间，一般为20秒；第三步获得步骤(2)确定的倒计时起始时刻信号，由与信号机连接的倒计时接口板通过黄灯电源线传送到对应的黄红复合信号灯的倒计时显示屏，显示相应灯的倒计时时间。
一种交通信号灯倒计时显示的控制装置，包括信号机、三色信号灯，其中还包括与信号机连接的倒计时控制接口板，该倒计时控制接口板的输出端与黄色信号灯连接，以及包含显示数字的黄色信号灯(在本发明中，黄色信号灯为图3中所示的复合信号灯，在该复合信号灯中设置了可以显示时间的显示屏，如图中的“18”)，即将原来的黄色信号灯改成黄灯和“18”数字复合的信号灯，将当前灯组的红、黄、绿色信号灯的驱动线都连至复合信号灯，零线与对应的零线相连。将倒计时控制接口板放置于信号机箱内，接口板的串口通过光耦隔离转换器(232通讯)与信号机接口板连接起来，当在红色信号灯倒计时时间或绿色信号灯倒计时时间起始时刻接收到信号机发送的信号后，再进行判断分析，再将启动信号通过每个灯组的黄灯电源线传到倒计时显示装置。
更优选，本发明的交通信号灯倒计时显示的控制装置，其中显示数字为二位数，个位为七段数码，十位为1。
为了不用数据通信，倒计时时间也用了学习原理，此时只要信号机配合给出一启动信号，启动倒计时控制器学习各灯的相位转换时间，一般一个循环就能得出倒计时时间，使红、绿信号灯实施倒计时。为了不另接信号线，采用黄灯电源线传送启动信号，由于倒计时时间较短，一般在20秒以内，所以显示屏为二位数，个位为七段数码，显示0～9数字；十位只是一个1。与黄灯组合成复合信号灯(参见图1)，省去了设置独立的显示屏。信号机与各信号灯之间仍只有原用的电源。
权利要求
1.一种交通信号灯倒计时显示的控制方法，其中包括如下步骤(1)利用车辆检测器检测车辆流量；(2)将得到的车辆流量信号传输到信号机，信号机根据车流量数据设定通行或者禁行的时间初始值或根据检测的车辆情况设定通行或者禁行的时间初始值，并在执行中检测车流量来调节通行或者禁行时间；(3)当信号机停止车流量检测后，既已确定该通行或者禁行的终止点，在终止点前预设一段时间为倒计时时间；(4)获得步骤(3)确定的倒计时起始时刻信号，由与信号机连接的倒计时接口板通过黄灯电源线传送到对应的复合信号灯的倒计时显示屏，显示相应灯的倒计时时间。
2.根据权利要求1所述的交通信号灯倒计时显示的控制方法，其中步骤(2)中预设的倒计时时间固定不变的。
3.根据权利要求1或2所述的交通信号灯倒计时显示的控制方法，其中在信号机检测车流量过程中，根据检测结果调节车辆通行或者禁行的时间。
4.一种交通信号灯倒计时显示的控制装置，包括信号机、三色信号灯，其中还包括与信号机连接的倒计时控制接口板，该倒计时控制接口板的输出端与黄色灯连接，以及包含显示数字的黄色信号灯。
5.根据权利要求4的交通信号灯倒计时显示的控制装置，其中显示数字为二位数，个位为七段数码，十位为1。
全文摘要
一种交通信号灯倒计时显示的控制方法，利用车辆检测器(现在一般用埋设在道路下面的感应线圈)检测车辆流量；将得到的车辆流量信号传输到信号机，信号机根据车流量数据设定通行或者禁行的时间初始值，并在执行中检测(单次或多次)车流量来调节通行或者禁行时间；当信号机停止车流量检测后，确定终止点，在终止点前预设一段时间为倒计时时间；确定的倒计时起始时刻信号，用与黄灯结合成一体的“复合信号灯”来显示倒计时，通过“学习”实施倒计时。它不需知道放行时间，只要知道放行的终止时间，本方法不用专门铺设数据通信线就能够对在检测控制方式下工作的信号灯进行倒计时显示的控制。
文档编号G08G1/096GK101030330SQ200710020780
公开日2007年9月5日 申请日期2007年3月28日 优先权日2007年3月28日
发明者王耀明, 谢一明 申请人:无锡安邦电气有限公司