专利名称：主动式交通管制遥控监测系统及其方法
技术领域：
本发明涉及交通安全遥控监测技术领域，更进一步属于一种用于交通管制的带有遥控发射机的信号灯及配套使用的车载接收自测系统。
据有关资料表明，每年我国因交通事故给国家造成的直接经济损失约3.6亿元，给成千上万的家庭带来不幸。而交通事故大多发生在交通路口处，其原因故然有明知故犯的“闯红灯”违章所造成，但与我们现在使用的只有醒示作用，而无强制性的技术检测，落实等手段不能不说有一定关系。为此，每年数以万计的交警们处理着处理不完的交通事故，落实着不易辨别的事故责任。
根据交通法规，可有两种闯红灯情形，一种是违章的闯红灯(车辆过红灯后穿过公路或车辆过红灯后左转弯行驶)，另一种情形是不违章的闯红灯(车辆过红灯后右转弯行驶)。如何自动检测并落实驾驶员真闯红灯和假闯红灯(前述的不违章过红灯)，是历年来没有解决的问题。如发明专利90CN1047580A《一种交通安全遥控系统和方法》以及发明专利92CN1065945A《主动式集散交通控制系统》，它们的测重点都在于限速和强行停车方面，虽也提及“闯红灯”，但只是过红灯声光报警的措施，此措施仍属醒示范畴，并不带有强制性，其交通事故隐患仍未杜绝，比如，清晨或夜间没有交警时，违章驾驶者是不会计较声光报警的，而违章者也没有受到任何处罚，说不定还会助长不健康心理等。
本发明的目的就在于填补这一现有技术的空白，它能不分昼夜地对过往于十字路口的车辆进行检测，能轻易地区分真闯红灯和假闯红灯，使闯红灯者受到处罚，从而有效地整顿交通秩序，减少交通事故地发生，为交警人员了解和掌握每个驾驶员遵章守法提供可靠的资料，为交通办案人员分析案情、落实责任提供依据。
本发明由带有遥控发射机的信号灯和装于车辆中的信号接收机组成。信号灯为两种，一种为一色灯，一种为三色灯。红、黄、绿三色灯为四盏。一色灯亦为四盏。三色灯的安装位置与现普遍使用的三色灯位置一样，其红灯上并连着发射机，发射机的关、启与红灯的关、启同步，四盏一色灯上也设有发射机，发射机的关、启与一色灯的安装位置为路段上与三色灯路边相对位置的另一边即每条路段的左手边(面向十字的左边)。八台遥控发射机监视着路口过往车辆。交通车辆违章和不违章检测落实如下(a)不违章的两种情形(1)不闯红灯接收机没有信号输入(正常通行时，黄、绿灯不携带发射机)(2)闯红灯后沿右转弯路行驶接收机中的显示窗记录依次呈(+1)、(-1)变化，其结果仍为原记数。记数(+1)的同时，显示窗有“+”标帜出现，并伴有声音报警，醒示驾驶员不能违章穿过十字或过十字后向左拐，而应右转弯行驶。声光报警的另一作用是告诫相关的通行着的车辆注意，其右侧有车辆要同向前进。待车辆右转弯完成后所遇一色灯携带的发射机所发的信号被接收机收入做(-1)记数并显示的同时，(+1)显示标帜及声音报警均被取掉。
(b)违章车辆闯红灯做(+1)记数后，若车辆不右转弯，则没有(-1)记数，违章增加了一次便被记录了下来。(+1)记数的同时，(+1)标帜出现并伴有声音醒示，其历时建议为20分钟，20分钟后，(+1)标帜和声音报警自动消失。若此时发生交通事故，(+1)标帜和声音报警就提供了责任依据。
为了防止人为的因素所造成的不使用现象，接收机的显示窗上设有掉电(超过一小时)记忆。上述的违章记数和掉电记忆为永久性记忆。
以下，结合附图做进一步说明附
图1为本发明信号灯与遥控发射机位置关系方框图。
附图2为本发明遥控发射单元电路原理方框图。
附图3为本发明接收单元电路原理方框图。
附图4为本发明带有遥控发射机的信号灯在各路段上的位置及分布状况方框图和车辆实际运行模拟框图。
附图5为本发明接收机工作程序框图。
如附图1所示标帜杆(1)上安装着三色信号灯(以下简称三色灯(2)，三色灯(2)的下面箱体(4)内设有发射机(3)，发射机(3)与三色灯(2)的红灯并联且同步关、启，发射机上的一排(至少为10个)发光管(10)限位安装在箱体(4)的排窗(5)上，(若信号灯为一色，其装接与三色灯相同)，当三色灯的红灯或一色灯开启时，发射机同步开、启发射信号。
如图2所示遥控发射单元主要由CPU(6)锁荐器(8)、存贮器EPROM(7)、驱动电路(9)及红外发光管(10)组成。发射机采用8位单片机MCS-51作为中央CPU(6)，所有程序均存在存贮器EPROM(7)中，本电路中的存贮器为EPROM2716，具有2K的内存空间，CPU(6)为8031，主振频率为6MHZ，其P1.0口通过驱动电路(9)控制红外发射管(10)发出40KHZ不可见红外光。系统得电时，在循环程序的支持下，CPU8031(6)的P1.0口输出恒定的调制脉冲，该调制脉冲经红外发射管(10)连续的发出。
本发明机为8路独立装置，其8路装置的调制脉冲的频率各不相同，分别为300HZ、40HZ、500HZ、600HZ、700HZ、800HZ、900HZ、1000HZ、红外发射管的工作电流为20mA。峰值电流为约70mA。
如图3所示载接收机主要由CPU(11)、EPROM(12)、RAM(13)、锁存器(14)、LCD显示器(15)、译码驱动器(16)红外接收管(17)、红外接收电路(18)、解调电路(19)、延时电路(20)、驱动电路(21)、峰鸣器(22)、显示器(23)、掉电处理电路(24)、液晶显示器(25)等组成。接收机采用八位单片机8031作为中央CPU(11)，主振频为6MHZ，程序存贮器为2KEPROM2716(12)，具有2K内存空间，数据存贮器RAM(13)采用电擦除可编程，只读存储器EPROM(12)，具有断电情况下永久保存数据的功能，其型号为2816A或2817A。
图中，CPU8031(11)(以下简称CPU)的RST脚接上电复位电路，保证系统在每次得电时都能可靠地运行，其PO端为8根数据线D0～D7，分别连到锁存器(14)、RAM、EPROM中，ALE为锁存信号输出连至锁存器(14)锁存器(14)、连到RAM(13)，EPROM的8根线为8根地址线A0～A7。另外三根地址线A8-A10由CPU(11)的P2.0、P2.1、P2.2脚引出，CPU(11)的PSEN作为片外取指控制线连到EPROM(12)，CPU的WR(读)、RD(写)信号线连到RAM(13)，对其进行操作。
接收机的显示采用3位液晶LCD显示器(15)，具有功耗小，寿命长，可在强光下显示的特点。显示方式采用3位动态显示原理，由译码驱动器(16)的控制口线A、B、C作动态扫描控制。动态扫描频率为100HZ。CPU的P1.3、P1.4、P1.5、P1.6口线为输出数据线连至译码驱动电路(16)的D1、D2、D3、D4端。本显示器(15)为3位显示，最大计算到999。
CPU的P3.0口作为信号输入口，1NT0作为CPU内部中断入口，从红外接收管(17)接收下来的徵弱红外信号经红外接收电路(18)放大，整形后送至解调电路(19)，去掉载频40KHZ脉冲信号，解调出由八路发射机发出的对应频率的方波(300HZ-1000HZ)，送至CPUP3.0口，并送至1NT0作为中断信号，当没有红外信号时，CPU(11)按主程序运行，动态恒定显示上次数值，一旦有红外信号，由CPU(11)的1NTo进行中断。CPU(11)进入中断服务子程序，完成对信号的识别，逻辑操作(+1或-1操作)后送动态显示，返回主程序，等待下一次中断。
CPU的P3.5、P3.1口作为驱动信号输出口，经延时电路(20)、驱动电路(21)、驱动蜂鸣器(22)发出声响。同时，显示器(23)显示“+”标记。当CPU(11)判断到有+1信号时，计数器(15)+1显数值的同时，CPU(11)的P3.1口发出一个复跳变脉冲，启动延时电路(20)，延时时间可长可短，本设计为20分钟。蜂鸣器(22)发出声响，显示器(23)显示“+”标记，该标记与3位数显器(15)为一体化面板，若20分钟内有“-1”信号输入时，CPU(11)在进行-1操作的同时，给P3.5口发出一个复跳变脉冲，关闭延时电路(20)，蜂鸣停止，“+”标记取消。若20分钟内无+1或-1信号时，20分钟到时，延时电路(20)自动复位，蜂鸣自动停止，“+”标记自动取消。延时电路(20)本身具有可重新连续触发功能。20分钟内又有“+1”信号时，延时电路(20)以当前时间为标准连续延时20分钟。
CPU(11)的Vcc电源正极端与掉电处理电路(24)相连，该电路单独驱动一位7段液晶显示器(25)，并带有备用电池。当CPU(11)掉电时，该电路备用电池启动，该电路进入计时状态。当CPU(11)掉电超过1小时时，该电路进行+1运算，在原来显示数的基础上加1，当CPU(11)掉电未超过1小时时，不计数，显示器(25)仍维持原有数值，若以前从未连续掉电超过1小时时，显示器(25)不显示，若CPU(11)在掉电一小时后又来电时，备用电池关闭，显示器(25)维持原掉电次数显示。本电路设计计数掉电超过一小时的次数最大值为9次，(超过9次可视为无穷大)，超过9次仍维持9次不变。
CPU的管脚安排为P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6、P3.5、P3.1均作为输出口，其中，P1.0～P1.2为位选输出，P1.3～P1.6为数据输出，P3.1、P3.5为控制输出，P3.0、1NT0作为输入口线。
整个接收机工作程序框图见附图5。
如图4所示本发明的三色灯与现在使用的三色灯灯位一样，所不同的是路口处每条路段上另一边增设了一色灯(暂定为白色灯。路2、路4、路6、路8的灯)。做为一色灯本身，它与三色灯一样只起醒示作用。重要的是本发明在各三色灯和各一色灯上设有与车载接收机相配套的遥控发射机，它能对过往车辆自动监视，其中，三色灯的发射机的关、启与红灯的关、启同步。一色灯的关、启和所载的发射机的关、启同步。路1、路5的红灯和路2、路6的白灯及它们各自携带的发射机电路同步关、启;路3、路7的红灯和路4。路8的白灯及它们各自携带的发射机电路同步关、启。八个方位的信号灯所携的发射机的频率各不相同。车载接收机对8路发射机发出的信号进行识别、判断处理后，在3位液晶LCD显示器上显示对应的数据，并有相应的声光显示及掉电次数显示。发射机管理系统与接收执行系统对应关系如下1、四盏三色灯的红灯携带的发射机均下达(+1)记数、声音报警和“+”标帜显示指令，接收机接收部分执行，在显示器上显示原计数“+1”后所得数字及“+”标帜显示，并声音报警。2、车载接收机收到(+1)记数指令后(最后一个+1记数指令)，若车辆不违章行驶(右转弯行驶)，所遇的一色灯(白灯)所携的发射机下达(-1)记数、消掉声音报警及“+”标帜指令，接收机接收系统执行。既如图所示的路2的一色信号灯所携的发射机只对来自路1的车载接收机下达(-1)记数，消掉“+”标帜及声音报警指令，而对其它违章行驶车辆上的接收机不发射指令或发射相当于“维持现状”指令。同理，路4、路6、路8。上的一色灯所携发射机依次分别只对路3、路5、路7。的车载接收机发射(-1)、消掉声音报警和“+”标帜指令。
某时刻南北向红灯亮，东西向绿灯亮和白灯亮(一色灯亮)，南北向有A车开来，东西向有B车开来(a)南北向A车的行驶及监测情况如下，(假定A车车载接收机记数器记数为000)1、遇红灯停车车载接收系统无信号输入，接收机记数器上的记数无变化，仍显示000。
2、遇红灯不停，驶至路2;车载接收机至路1红灯时，接收(+1)、声光报警指令、接收机记数器显示001，同时，显示“+”标帜及声音报警(以下简称声光报警)，至路2白灯时，接收(-1)指令，声光报警取掉指令。接收机计数器显示000，同时声光报警消掉。
3、遇红灯不停，驶至路4、路6或路8车载接收机至路1红灯时接收(+1)、声光报警指令，接收机计数器显示001，同时伴有声光报警，当驶至路4、路6或路8的白灯时，路4、路8白灯此时没导通，与之同步的发射机亦没导通，所以没信号，此时，路6白灯所携发射机虽与灯同步工作着，但发射的(-1)信号只对路5驶来的不违章车辆起作用，所以车载接收机记数仍维持001记数，声光报警仍持续下去直至“20分钟”时自行消掉(声光报警时间可由延时电路决定，这里定为20分钟)。
(b)、东西向行驶的B车情况如下(假定B车的车载接收机计数器记数原为000)。
1、驶至路4、路8、路6、路2段上位于路3的B车至本路段绿灯时，由于此灯上的发射机与红灯同步关、启，此时发射机关闭着，所以车载接收机记数器记数仍为000，B车驶至路6灯下时，由于路6灯所携的发射机只对来自路5的车载接收机下达(-1)指令，所以B车车载接收机记数器记数仍为000，同理，B车绕过十字至路2亦如此。当B车驶至路4或路8路段时，由于白灯关闭，发射机同步亦关闭，无信号，所以B车车载接收机记数器记数仍为000。
以上所述的附图2、附图3为红外接收形式，对于其它形式诸如电磁波等，其原理同样适用。
值得一提的是，采用本设计即能使驾驶员遵章守法，减少交通事故，便于交通管理，又不会被坏人利用造成意外的伤害。
权利要求
1.一种用于公路十字路口的交通管制遥控监测系统，它主要由遥控发射系统和接收检测系统组成，其特征在于(1)、遥控发射系统由带有遥控发射机的三色灯和带有遥控发射机的一色灯组成。(2)、接收检测系统是一台受控的车载接收机，可将车辆的违章行驶次数记录并显示出来。
2.权利要求1所述的信号灯组，其特征在于(1)三色灯所携的遥控发射机与红灯同步关、启。(2)一色灯与所携的遥控发射机同步关、启。(3)三色灯的红灯与相邻右路段所设的一色灯同步关、启。
3.权利要求1所述的接收检测系统，其特征在于所述的接收机的接收系统由接收电路(17)、(18)、解调电路(19)、CPU(11)、锁存器(14)、RAM(13)、EPROM(12)、译码驱动器(16)、显示器(15)、延时电路(20)、驱动电路(21)、声光显示器(22)、(23)、掉电处理电路(24)、掉电显示器(25)组成。
4.权利要求2所述的信号灯组，其特征在于所述的发射机主要由CPU(6)、锁存器(8)、EPROM(7)驱动电路(9)、发射管(10)组成。
5.如权利要求3所述的接收检测系统，其特征在于所述的显示器(15)和掉电显示器(25)的记忆为永久性记忆。
6.权利要求3或5所述的接收检测系统，其特征是所述的掉电显示器能显示掉电次数的累计总和。
7.一种用于公路十字路口的交通管制遥控监测方法，包括如下步骤(1)用三路顺序自动开关分别将路1、路3、路5、路7上的三色信号灯连入市电电网(见附图4)。(2)用三色信号灯顺序向动载工具发出红、黄、绿三种信号。其特征包括如下步骤(1)在路2、路4、路6、路8上各设一盏一色灯。(2)将一色灯连入市电电网，且使路2、路4、路6、路8上一色灯依次分别与路1、路3、路5、路7上三色灯的红灯同步关、启。(3)将8路独立发射的遥控发射机一装一的连入各三色灯的红灯和各一色灯上。(4)调试成各三色灯的红灯所携的遥控发射机均能使受控的车载接收机上的显示器(15)的数字作“+1”运算显示，使显示器(22)、(23)有声光显示。(5)调试成路2、路4、路6、路8的遥控发射机依次分别能使路1、路3、路5、路7上驶来的且在来时收到过相应的“+1”运算指令、声光显示指令的显示器(25)及(22)、(23)作“-1”运算显示和消除声光报警。
全文摘要
一种主动式交通管制遥控监测系统及其方法，它由8盏带有遥控发射机的信号灯及配套车载接收机组成，8盏信号灯所携的发射机对过往违章车辆相应发出违章信号，违章车辆的车载接收机的接收系统便记录下违章次数值，并有相应的声光报警及不使用接收机的掉电次数显示功能，为交管人员提供驾驶员在某段时间里的违章行驶记录、不使用接收机的次数记录以及在发生交通事故前某段时间里车辆是否违章行驶的记录。
文档编号G08G1/017GK1103975SQ93112710
公开日1995年6月21日 申请日期1993年12月16日 优先权日1993年12月16日
发明者胡俊亭 申请人:胡俊亭