一种基于压力传感器的实时信号配时系统的制作方法

本实用新型涉及一种基于压力传感器的实时信号配时系统，属于交通信号控制技术领域。

背景技术：

随着经济的发展，私家车数量的急剧增加，城市交通拥堵问题也日益突出。城市交叉路口作为交通路网控制的关键点，对车辆通行效率影响巨大，交通信号控制的效果直接决定了整个交通网络的性能。为了解决城市交通拥堵问题，虽然尝试了各种办法，例如拓宽道路，单双号限行，但还是没有有效的解决拥堵问题。

目前所采用的交叉口信号配时系统，大多数是基于固定信号配时方式，在应对不同时段，尤其是不同高峰时段时，不能完成实时配时，从而造成交通堵塞，影响行人的出行的舒适度。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种基于压力传感器的实时信号配时系统，根据机动车数量对信号灯时间进行合理分配，提高机动车的通行效率。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于压力传感器的实时信号配时系统，包括交通信号灯、通讯模块、千兆数据交换机、中央控制平台、时钟服务器，还包括第一至第二压力传感器、信号控制机；所述第一压力传感器设置于机动车停止线处，第二压力传感器设置于机动车停止线后与停止线距离L处，L为预设阈值距离，第一、第二压力传感器第一压力传感器、第二压力传感器的信号输出端均与信号控制机的电信号输入端连接，信号控制机的信号输出端通过通讯模块与交通信号灯的信号输入端连接，信号控制机的信号输出端通过千兆数据交换机与中央控制平台的信号输入端连接，时钟服务器的信号输出端与千兆数据交换机的信号输入端连接。

作为本实用新型的一种优选方案，该系统还包括视频监控设备、DSP处理器、蜂鸣报警器，所述视频监控设备的信号输出端与DSP处理器的电信号输入端连接，DSP处理器的信号输出端与中央控制平台的信号输入端连接，DSP处理器的信号输出端与信号控制机的信号输入端连接，蜂鸣报警器的信号输入端与中央控制平台的信号输出端连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述视频监控设备包括红外车流检测器，红外车流检测器的信号输出端与DSP处理器的电信号输入端连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述通讯模块为无线通讯模块或者有线通讯模块，且无线通讯模块为4G通讯模块或WiFi通讯模块或GPRS通讯模块。

作为本实用新型的一种优选方案，所述第一至第二压力传感器均为压电式压力传感器。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本实用新型在现有交叉口交通信号控制系统的基础上加以改进，优化配时，提高交叉口机动车通行效率的同时，考虑到经济性。

2、本实用新型巧妙利用压力传感器和红外车流检测器来监测停车线后机动车的数量，能通过压力变化和红外扫描进行准确快速计数。

3、本实用新型综合利用交通、通信等学科知识，具有实时性、经济性、高效性等特点。

附图说明

图1是本实用新型基于压力传感器的实时信号配时系统的整体架构图。

图2是本实用新型基于压力传感器的实时信号配时系统中压力传感器的原理图。

图3是本实用新型基于压力传感器的实时信号配时系统的实施布置图。

其中，1、2、3、4均为交通信号灯，5、6均为压力传感器，7为信号控制机，8为通讯模块，9为视频监控设备。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本实用新型基于压力传感器的实时信号配时系统，在现有的系统上加以改进，通过压力传感器监测停车线后一定范围内的机动车数量，然后让信号控制机通过通信网络对信号灯时间进行合理分配，使得在不同的监测时段，车辆的等待时间都达到最小值。

如图1所示，本实用新型提供一种基于压力传感器的实时信号配时系统，包括交通信号灯(1、2、3、4)、通讯模块8、千兆数据交换机、中央控制平台、时钟服务器，还包括第一至第二压力传感器(5、6)、信号控制机7、视频监控设备9、DSP处理器，压力传感器为压电式压力传感器，压力传感器5-6的信号输出端与信号控制机的电信号输入端连接，信号控制机的信号输出接口通过通讯模块与交通信号灯的信号输入接口连接，通讯模块为无线通讯模块或者有线通讯模块，无线通讯模块为4G通讯模块或者WiFi通讯模块或者GPRS通讯模块，信号控制机的信号输出接口通过千兆数据交换机与中央控制平台的信号输入接口连接，千兆数据交换机的输入端连接有时钟服务器，视频监控设备的信号输出端与DSP处理器的电信号输入端连接，视频监控设备内设有红外车流检测器，DSP处理器的信号输出端与中央控制平台的信号输入端连接，中央控制平台的输出端连接有蜂鸣报警器，DSP处理器的信号输出端与信号控制机的信号输入端连接。

如图2所示，本实用新型采用压电式压力传感器，其主要利用压电材料受压时产生的内部电场来检测压力，压电式压力传感器的内阻抗很高，而输出的信号一般很弱，因此，一般需要前置一个高阻抗的输入端，这样才能够防止产生的电荷迅速泄露，最常用用于柔性压电式压力传感器的材料是压电薄膜(PVDF)，它具有柔性、轻薄、可变形的特点。

压力传感器通过所受压力变化，从而监测停车线后机动车的数量，并将信号传送给信号控制机。压力传感器安装在机动车的停车道，用于监测红灯时停车线后一定范围内的机动车数量，信号控制机接收压力传感器的信号，通过通信网络，调节信号灯的配时，让停车线后机动车数量较多的车道获得多的绿灯时间，保证每段检测时间内，更多机动车通过交叉口，减少交叉口延误时间。

如图3所示，为本实用新型的实施布置图，在每条车道停车线后相隔L距离安装压力传感器，L的取值为100-200米。其中，以A部分为例。机动车从压力传感器6向压力传感器5方向行驶时，机动车通过压力传感器6时，压力传感器6受力变化，同时将监测信号通过通讯模块传给信号控制机，信号控制机在每次通过机动车时计数加1；机动车通过压力传感器5时，引起压力传感器5压力变化，信号控制机接收信号，并计数减1；从而，当车辆停在停车线后时，信号控制机就可以已经知道每车道停车线后L距离内的机动车数量。相反方向C部分的机动车数量也存放在信号控制机里。根据两个方向的监测数据，信号控制机对交通信号灯1、3进行实时信号配时，从而使得被监测车辆在所给绿灯时间内全部通过交叉口。

另外，视频监控设备能够拍摄车流的画面和检测统计车流的信息，然后把信息传递给DSP处理器处理，DSP处理器再把信息传递给中央控制平台，按照事先通过遗传算法设定好的程序，如果车流量超出预设定值，蜂鸣报警器报警，会出动警力来配合，疏散车流，同时视频监控设备拍摄的画面信息传递给信号控制机，用于监测红灯时停车线后一定范围内的机动车数量，信号控制机接视频监控设备的信号，通过通信模块，调节交通信号灯的配时，让停车线后机动车数量较多的车道获得多的绿灯时间。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。