一种带GPS自动校时和无线联动功能的太阳能应急信号系统的制作方法

本发明涉及交通信号系统技术领域，具体来说，涉及一种带gps自动校时和无线联动功能的太阳能应急信号系统。

背景技术：

随着我市城市建设步伐加快，建成区面积扩大，道路通车里程数增多，市区已有2000多个道路交叉口采用信号灯控制模式通行，通过信号灯控制使通行权相互冲突的交通流在时间上得到分离，保证了车辆各行其道，规范了交通秩序、保障了交通安全。

常规的信号灯控制交口均按照《道路交通信号灯设置与安装规范》（gb14886-2016）要求在相应点位设置了固定的交通信号灯杆件和规范的灯具，并采用市政电源供电工作。但是信号灯设备在工作时受电力供电、线路布设、设备状况、天气及外部施工影响较大，经常出现因突发情况导致交通信号设备不能正常工作的情况，虽然相关抢修部门应急反应较快，但仍对交口安全通行秩序产生较大影响。

目前，对于出现信号灯故障采用较多的应急处理方式是在交口中心设置一台临时移动式太阳能信号灯进行先期处置，但现有的移动式太阳能信号灯在实际使用中仍存在以下问题：

现有的移动式太阳能信号灯是一柱四面单点式的满盘灯或箭头灯结构，对于较大路口、斜交路口、多叉路口（四叉以上）、高架桥下地面交口、施工路段不规则交口等，仅在交口中心处设置一台移动式太阳能信号灯，难以满足交口各流向交通视认角度，导致部分流向交通参与者不易视认，出现交口通行延误、交通冲突等情况。若同时放置多台移动式太阳能信号灯，每台移动式太阳能信号灯运行不能协同，即使每台配时一致也会因长时间使用出现时钟漂移现象，多周期运转后移动信号灯之间出现相位冲突现象。

高架桥下地面交口太阳光照时间短、光照弱，移动式太阳能信号灯难以充电，经常会出现亏电的情况。

部分建成区非灯控路口，地下未预留管道或难以破复道路敷设管线，新建交通信号灯杆件、灯具及管线周期较长，难以保障这些交口应急交通信号系统需要，若在交口中心位置设置临时移动式太阳能信号灯，对交口交通通行有一定影响，且存在一定安全隐患。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

针对相关技术中的问题，本发明提出一种带gps自动校时和无线联动功能的太阳能应急信号系统，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种带gps自动校时和无线联动功能的太阳能应急信号系统，包括主机端、分机端和管理端，所述主机端和所述分机端分别包括处理模块、gps无线通信模块、gps自动校时模块、驱动模块、供电模块、预警模块、存储模块和通讯模块，所述处理模块分别与所述存储模块、所述通讯模块、所述gps无线通信模块和所述gps自动校时模块双向连接，所述处理模块的输出端分别与所述预警模块的输入端和所述驱动模块的输入端相连接，所述供电模块的输出端与所述处理模块的输入端相连接，且所述主机端和所述分机端分别通过所述gps无线通信模块双向连接，所述管理端通过所述通讯模块与所述主机端双向连接，其中；

所述主机端，用于独立显示灯色信息和与分机端进行联动显示灯色信息，以及联动中自动进行校时；

所述分机端，用于独立显示灯色信息和与主机端进行联动显示灯色信息，以及联动中自动进行校时；

所述管理端，用于管理调控主机端，并向主机端发送调色指令和驱动指令；

所述处理模块，用于信息处理；

所述gps无线通信模块，用于主机端和分机端进行信息传输；

所述gps自动校时模块；用于主机端和分机端进行自动校时；

所述驱动模块，用于进行灯色显示已经调节信号灯体高度；

所述供电模块，用于信号灯体供电；

所述预警模块，用于灯色显示异常预警，并跳转黄闪灯色显示；

所述存储模块，用于生成管理调试记忆和记录；

所述通讯模块，用于与管理端进行信息传输，完成调试指令的收发。

进一步的，所述驱动模块包括三色信号灯单元和电动升降绞盘单元，其中；

所述三色信号灯单元，用于三色信号灯显示；

所述电动升降绞盘单元，用于电动升降信号灯体的高度。

进一步的，所述供电模块包括光伏电组单元和蓄电池单元，其中；

所述光伏电组单元，用于光伏发电；

所述蓄电池单元，用于电量存储。

进一步的，所述管理端包括pc端和移动端。

进一步的，所述分机端为四组，分别为分机端n1、分机端n2、分机端n3和分机端n4。

本发明的有益效果：

通过主机端和分机端同时配备gps无线通信模块和gps自动校时模块，实现主从方式联动及无线控制，能快速组建单个交口联动信号系统及多个交口联动信号系统，满足较大路口、斜交路口、多叉路口、高架桥下地面交口、施工路段不规则交口临时信号系统应急保障需要，解决高架桥下地面交口移动式太阳能信号灯采光供电不足问题，快速解决城区非灯控路口应急交通信号系统保障需要，而且解决了会车让行、多交口绿波控制等较为复杂的交通组织问题。

丰富的信号灯独立控制输出接口，一台移动式太阳能信号灯最多可控制8组（24路）独立信号灯输出，可实现路口单向放行。可设时段数量8个，可设相位方案8套，每套相位方案最大可设相位数量8步，可满足不同时段不同状态下交通管理需求。相位方案现场可编辑，在主从工作模式下只需设置主机相位方案即可快速投入运行。

通过配备管理端，易于现场交通管理人员及时根据交通通行状况在路边安全位置对信号灯配时及运行模式进行快速调整。

通过主机端和分机端的独立运行，方便运输、安装、拆卸，其中主机端和分机端可以分别其中一台作为主机，多个移动式太阳能信号灯能快速组建一个交通信号灯系统，多个路口移动式太阳能信号灯能快速组建一个路段或区域绿波控制系统。无需进行现场开挖路面、敷设管线、预埋基础、砌筑手工井等繁重工作，节省时间，节省费用。

装配gps无线通信模块和gps自动校时模块，不会受到外界通讯故障影响，传输安全性有保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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。

图1是根据本发明实施例的一种带gps自动校时和无线联动功能的太阳能应急信号系统的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的一种带gps自动校时和无线联动功能的太阳能应急信号系统的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的一种带gps自动校时和无线联动功能的太阳能应急信号系统的路口多机联动的示意图；

图4是根据本发明实施例的一种带gps自动校时和无线联动功能的太阳能应急信号系统的相位示意图；

图5是根据本发明实施例的一种带gps自动校时和无线联动功能的太阳能应急信号系统的多机同步的示意图。

图中：

1、主机端；2、分机端；3、管理端；4、处理模块；5、gps无线通信模块；6、gps自动校时模块；7、驱动模块；8、供电模块；9、预警模块；10、存储模块；11、通讯模块；12、三色信号灯单元；13、电动升降绞盘单元；14、光伏电组单元；15、蓄电池单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种带gps自动校时和无线联动功能的太阳能应急信号系统。

如图1-5所示，根据本发明实施例的带gps自动校时和无线联动功能的太阳能应急信号系统，包括主机端1、分机端2和管理端3，所述主机端1和所述分机端2分别包括处理模块4、gps无线通信模块5、gps自动校时模块6、驱动模块7、供电模块8、预警模块9、存储模块10和通讯模块11，所述处理模块4分别与所述存储模块10、所述通讯模块11、所述gps无线通信模块5和所述gps自动校时模块6双向连接，所述处理模块4的输出端分别与所述预警模块9的输入端和所述驱动模块7的输入端相连接，所述供电模块8的输出端与所述处理模块4的输入端相连接，且所述主机端1和所述分机端2分别通过所述gps无线通信模块5双向连接，所述管理端3通过所述通讯模块11与所述主机端1双向连接，其中；

所述主机端1，用于独立显示灯色信息和与分机端2进行联动显示灯色信息，以及联动中自动进行校时；

所述分机端2，用于独立显示灯色信息和与主机端1进行联动显示灯色信息，以及联动中自动进行校时；

所述管理端3，用于管理调控主机端1，并向主机端1发送调色指令和驱动指令；

所述处理模块4，用于信息处理；

所述gps无线通信模块5，用于主机端1和分机端2进行信息传输；

所述gps自动校时模块6；用于主机端1和分机端2进行自动校时；

所述驱动模块7，用于进行灯色显示已经调节信号灯体高度；

所述供电模块8，用于信号灯体供电；

所述预警模块9，用于灯色显示异常预警，并跳转黄闪灯色显示；

所述存储模块10，用于生成管理调试记忆和记录；

所述通讯模块11，用于与管理端3进行信息传输，完成调试指令的收发。

借助于上述技术方案，通过主机端1和分机端2同时配备gps无线通信模块5和gps自动校时模块6，实现主从方式联动及无线控制，能快速组建单个交口联动信号系统及多个交口联动信号系统，满足较大路口、斜交路口、多叉路口、高架桥下地面交口、施工路段不规则交口临时信号系统应急保障需要，解决高架桥下地面交口移动式太阳能信号灯采光供电不足问题，快速解决城区非灯控路口应急交通信号系统保障需要，而且解决了会车让行、多交口绿波控制等较为复杂的交通组织问题。丰富的信号灯独立控制输出接口，一台移动式太阳能信号灯最多可控制8组24路独立信号灯输出，可实现路口单向放行。可设时段数量8个，可设相位方案8套，每套相位方案最大可设相位数量8步，可满足不同时段不同状态下交通管理需求。相位方案现场可编辑，在主从工作模式下只需设置主机相位方案即可快速投入运行。通过配备管理端3，易于现场交通管理人员及时根据交通通行状况在路边安全位置对信号灯配时及运行模式进行快速调整。通过主机端1和分机端2的独立运行，方便运输、安装、拆卸，其中主机端1和分机端2可以分别其中一台作为主机，多个移动式太阳能信号灯能快速组建一个交通信号灯系统，多个路口移动式太阳能信号灯能快速组建一个路段或区域绿波控制系统。无需进行现场开挖路面、敷设管线、预埋基础、砌筑手工井等繁重工作，节省时间，节省费用。装配gps无线通信模块5和gps自动校时模块6，不会受到外界通讯故障影响，传输安全性有保障。

另外，在一个实施例中，所述驱动模块7包括三色信号灯单元12和电动升降绞盘单元13，其中；所述三色信号灯单元12，用于三色信号灯显示；所述电动升降绞盘单元13，用于电动升降信号灯体的高度。所述供电模块8包括光伏电组单元14和蓄电池单元15，其中；所述光伏电组单元14，用于光伏发电；所述蓄电池单元15，用于电量存储。所述管理端3包括pc端和移动端。所述分机端2为四组，分别为分机端n1、分机端n2、分机端n3和分机端n4。

另外，在一个实施例中，通过主机端1和分机端2装配供电模块8，通过采用高性能太阳能电池板采光供电，利用蓄电池蓄电，保证长时间运行无需充电，节能环保输出稳定。同时，蓄电池可采取太阳能充电及220v交流电充电两种模式，备用蓄电池可快速更换，有效解决在光线不足的连续阴雨天气7天以上、冬季太阳能供电不足问题。另外，机箱内预留220v转12v电源适配器模块，在条件允许情况下，可就近连接220v交流电源，保障交口一定时期交通信号系统需要。

另外，在一个实施例中，信号灯发光单元可灵活拆装，通过简单插拔端子即可拆卸或更换信号灯单元，适合不同相位放行模式。同时，发光单元板提供箭头、满盘、人行、非机动车等多种灯盘形式选择，适合不同状态下的交通管理需求。对于某些方向或位置不用的发光单元可通过简单插拔停止工作，从而大大降低信号灯的功耗，延长了信号灯的连续工作天数。

另外，在一个实施例中，对于上述主机端1和分机端2来说：

实现单机运行功能：信号灯色独立显示时，多台信号灯互不干涉，此时只需要将本机地址设置为“0”主机端即可。

主机端1和分机端2联动功能：小区域范围内设置多台移动式太阳能信号灯时，将主机端1设置为主机本机地址设置成“0”分机端2设置为从机，即将本机地址设置为“1-4”号不能重复，同时将通信频段参数设置成相同频段。其运行方式如下：

主机每秒发送灯色信息，同时包含“1-4”号地址信息。

从机收到主机发送的灯色信号后，一方面提取灯色信息并同步显示，同时发送从机应答信息，包括移动式太阳能信号灯状态，如是否欠压等。

主机收到从机应答信息后记录该从机信息，并进入联机模式。

主机、从机在信息交互传递过程中自动进行校时。

当移动式太阳能信号灯设置成从机后，若没有收到主机发送信号，进入黄闪模式。

主机侦测到已经联机的移动式太阳能信号灯从机脱机长时间未收到应答信息后进入黄闪状态。

主机侦测到已经联机的移动式太阳能信号灯从机欠压后进入黄闪状态。

另外，在一个实施例中，在实际应用中，实现多路口多机无线协调，如下：

在连续多路口使用本发明信号系统情况下，因路口相距较近，为了减少机动车遇红灯停车次数绿波，可使用无线协调功能。

无线协调的基本原理：在主机端1和分机端2同时基基础上，通过设定无线相位差实现多路口相同方向的信号灯联动红绿切换包括同时红或绿。

如特殊参数节所述，本移动式太阳能信号灯可设置无线相位差，通过设定该参数可实现多路口无线协调功能。如第一个路口无线相位差设定为5秒，第二个路口设定为20秒，表示第二个路口第一相位运行时刻比第一个路口第一相位运行时刻晚15秒20-5，或第一个路口第一相位的运行时刻早于第二个路口第一相位的运行时刻15秒5-15。若两者无线相位差设成相同参数非0，表示两个路口同时运行第一相位。此外要实现多路口的无线协调绿波，必须满足相位周期相同和时基相同。通过相位方案设置设定周期相等和无缆相位差不能为0，实现无电缆协调功能。

另外，在一个实施例中，本发明适应如下环境：

同时具备单机运行功能和主从机联动功能，能快速组建单个交口联动信号系统及多个交口联动信号系统，极大提高了临时交通信号系统应急保障效率、应急反应速度和应急保障能力。

对于较大路口、斜交路口、多叉路口四叉以上、高架桥下地面交口、施工路段不规则交口单台移动式太阳能信号灯不能解决视线遮挡和视角盲区问题的，采用多台移动式太阳能信号灯联控组成临时交通信号控制系统，满足交通管理需要。

对于高架桥下地面交口太阳光照时间短、光照弱，移动式太阳能信号灯难以充电问题，采用多台移动式太阳能信号灯分别设置在光照条件充足且视线良好、对交通通行无影响的安全位置，多台信号灯联控组成临时交通信号控制系统，满足交通管理需要。

对于建成区非灯控路口、临时施工交通导改区域有应急交通信号系统控制需求的，采用多台移动式太阳能信号灯联控组成临时交通信号控制系统，满足交通管理需要。

另外，在一个实施例中，本发明在具体应用中，如下：

一、实现大交口或被绿化、围档隔离的交口信号系统控制：

如图3-图4所示，原十字交叉口被围档临时变为两个相距很近的交叉口，分别称为a路口和b路口，若没有相互协调很容易造成交通混乱，其解决方案如下：

在两个交叉口分别放置多台移动信号灯，分别为a1、a2和a3、a4和b1、b2、b3和b4。

将a路口放置的4台移动信号灯通讯频段设置为a频段，并将a1设置为主机，其余设置为从机。

将b路口放置的4台移动信号灯通讯频段设置为b频段，并将b1设置为主机，其余设置为从机。

每台移动灯保留两面信号灯，拆除另外两面信号灯以延长蓄电池的续航时间。

设置路口a的相位方案，分别为东、南、北单向放行。

设置路口b的相位方案，分别为北、西、南、北单向放行。

设置两个路口的无线相位差为1，实现两个路口的相位同步。

二、实现人行过街路段信号灯控制：

如图5所示，由于路段中间被围档，一台移动信号灯无法同时兼顾东西两个方向的机动车导向，因此在路段配置4台移动信号灯，分别为a1、a2、a3和a4，通过简单拆装，一方面拆除多余无用的信号灯输出从而延长移动灯蓄电池续航能力，同时将与机动车垂直面更换为行人图案以增强指示效果。

将a1设置为主机、其余设置为从机，并将通讯频段设置为同一频段。

设置相位方案为二相位运行，第一步为东西双向机动车通行，第二步为南北双向行人和非机动车通行。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，可实现如下效果：

通过主机端1和分机端2同时配备gps无线通信模块5和gps自动校时模块6，实现主从方式联动及无线控制，能快速组建单个交口联动信号系统及多个交口联动信号系统，满足较大路口、斜交路口、多叉路口、高架桥下地面交口、施工路段不规则交口临时信号系统应急保障需要，解决高架桥下地面交口移动式太阳能信号灯采光供电不足问题，快速解决城区非灯控路口应急交通信号系统保障需要，而且解决了会车让行、多交口绿波控制等较为复杂的交通组织问题。

丰富的信号灯独立控制输出接口，一台移动式太阳能信号灯最多可控制8组24路独立信号灯输出，可实现路口单向放行。可设时段数量8个，可设相位方案8套，每套相位方案最大可设相位数量8步，可满足不同时段不同状态下交通管理需求。相位方案现场可编辑，在主从工作模式下只需设置主机相位方案即可快速投入运行。

通过配备管理端3，易于现场交通管理人员及时根据交通通行状况在路边安全位置对信号灯配时及运行模式进行快速调整。

通过主机端1和分机端2的独立运行，方便运输、安装、拆卸，其中主机端1和分机端2可以分别其中一台作为主机，多个移动式太阳能信号灯能快速组建一个交通信号灯系统，多个路口移动式太阳能信号灯能快速组建一个路段或区域绿波控制系统。无需进行现场开挖路面、敷设管线、预埋基础、砌筑手工井等繁重工作，节省时间，节省费用。

装配gps无线通信模块5和gps自动校时模块6，不会受到外界通讯故障影响，传输安全性有保障。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。