一种具有平面交叉路口通用控制功能的三级模块化信号机制造技术

一种具有平面交叉路口通用控制功能的三级模块化信号机是一种城市道路平面交叉路口红绿灯信号配时控制装置。本产品采用三级模块化结构，一级模块是由主控板、系统底板和检测底板各一块组成；二级模块由相位主板和检测主板各一块组成；三级模块由若干块相位驱动板和若干块车辆检测板组成。主控板以高性能Cortex-M3技术的ARM?32位微控制器为核心，通过RS485总线连接相位主板和检测主板，相位主板通过RS485总线连接相位驱动板，控制路口信号灯，检测主板通过RS485总线连接车辆检测板，实现车流量检测，在信号机软件算法和硬件结构上达到了交通信号控制的目标。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于城市道路平面交叉路口红绿灯信号配时控制装置，具体地讲是指采用了能够统一规范化地实现路口信号配时和安装施工的通用方法和三级模块化结构的交通控制信号机。
技术介绍
近年来，交通拥挤日渐成为城市交通的主要问题，信号机在功能上也形成了行人过街触发式信号机、多时段定时式信号机、感应式信号机和集中协调式信号机等四种。目前，信号机开始向公交优先、特勤指挥、本地自适应、多智能体和通信规范等功能方向发展， 但这些改进都是沿着信号机功能在纵向扩展，而在横向上，往往忽略了城市道路平面交叉路口的多样性和城市交通流的关联性，没有在信号机技术方案和结构上提供充分地支持， 对于多种多样的路口类型和交通流情况不具备全面统一的控制和实施规范，有些路口甚至无法实现有效控制。因此，这些信号机在项目的实施过程中，不同的路口需要设置不同的信号相位，有些情况甚至由于案例过于复杂而无法实现，信号灯和检测线圈需要采用不同的接线方式，对用户和工程承包商的安装和实施技能有了很高要求，加大了培训、实施和维护成本。另一方面，完整的信号机包含有主控、通信、灯控、流量检测和故障检测等功能，目前的信号机采用了板卡不划分模块(采用一个整体的控制板)或一级模块化(采用主控板、 通信板、灯控板、检测板的组合方式)的结构，这样在生产、调试、安装和维护过程中，会带来很多不便，影响了生产和施工效率。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的不具备能够统一规范化地实现城市道路平面交叉路口信号配时和安装施工的通用方法和三级模块化结构，从而不能有效地实现城市道路平面交叉路口的信号控制问题，本技术提出一种带有通用控制功能和三级模块化结构的信号机。为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案予以实现一种具有平面交叉路口通用控制功能的三级模块化信号机，所述信号机具有如下技术特征硬件结构采用三级模块化设计，一级模块是由以高性能Cortex-M3技术的ARM 32位微控制器为核心的主控板、系统底板和检测底板各一块组成；二级模块由相位主板和检测主板各一块组成；三级模块由6块相位驱动板和8块车辆检测板组成。各级模块电路板由串口总线连接。进一步地，本技术的6块相位驱动板，每块相位驱动板可以连接4路信号灯， 一共可以驱动M路信号灯，本技术对这M路信号灯采用了统一的信号灯接线规范，可以控制各种平面交叉路口，实现了路口的通用控制功能。与现有技术相比，本技术的优点和积极效果如下1、本技术信号灯接线规范、信号配时方案简便易行。2、本技术采用了三级模块化的结构，按照路口的交通流控制需求，规范化的设置了 6块相位驱动板，提供M路独立的相位输出，并建立了统一的接线规范，实现了平面交叉路口的通用控制。附图说明图1是一种具有平面交叉路口通用控制功能的三级模块化信号机的3级模块化结构框图图2是一种具有平面交叉路口通用控制功能的三级模块化信号机的信号灯接线规范图图3. 1是一种具有平面交叉路口通用控制功能的三级模块化信号机的主控板原理图之一图3. 2是一种具有平面交叉路口通用控制功能的三级模块化信号机的主控板原理图之二图3. 3是一种具有平面交叉路口通用控制功能的三级模块化信号机的主控板原理图之三图4是一种具有平面交叉路口通用控制功能的三级模块化信号机的相位主板原理图图5. 1是一种具有平面交叉路口通用控制功能的三级模块化信号机的相位驱动板原理图之一图5. 2是一种具有平面交叉路口通用控制功能的三级模块化信号机的相位驱动板原理图之二图6是一种具有平面交叉路口通用控制功能的三级模块化信号机的检测主板原理图图7. 1是一种具有平面交叉路口通用控制功能的三级模块化信号机的车辆检测板原理图之一图7. 2是一种具有平面交叉路口通用控制功能的三级模块化信号机的车辆检测板原理图之一具体实施方式本技术的具体实施方式为1、采用三级模块化的信号机结构如图1所示的一种具有平面交叉路口通用控制功能的三级模块化信号机结构框图，有主控板、相位主板和检测主板、相位驱动板和车辆检测板等3级模块化结构。主控板以高性能Cortex-M3技术的ARM 32位微控制器为核心的主控板，主控板通过RS485总线连接相位主板和检测主板；主控板还有以太网接口、RS232接口、多个I/O接口、RS422接口，可以实现通信功能。相位主板通过RS485总线连接相位驱动板，相位驱动板控制路口信号灯，并具有控制交通信号灯的状态指示灯。检测主板通过RS485总线连接车辆检测板，车辆检测板连接路口各个检测线圈，实现车流量检测，并具有各车检线圈的状态指示灯。图2所示的是一种具有平面交叉路口通用控制功能的三级模块化信号机的信号灯接线规范图。图3. 1,3. 2,3. 3所示的是一种具有平面交叉路口通用控制功能的三级模块化信号机的主控板原理图。图4所示的是一种具有平面交叉路口通用控制功能的三级模块化信号机的相位主板原理图。图5. 1、5. 2所示的是一种具有平面交叉路口通用控制功能的三级模块化信号机的相位驱动板原理图。图6所示的是一种具有平面交叉路口通用控制功能的三级模块化信号机的检测主板原理图。图7. 1、7. 2所示的是一种具有平面交叉路口通用控制功能的三级模块化信号机的车辆检测板原理图。装置总体功能实现了时间计划表控制。最大支持M个相位，M个灯组，计划总条数为1 条，时段数没有限制，可以对周日-周六分别设置，支持阳历节假日，阴历节假日，支持多条预案， 编辑功能强大。实现了绿波带控制。相位差参数设置简单。相位差回归快速且过渡稳定，一般在三个周期。相位控制属性全面。包括正常、绿闪、黄闪、红闪、常绿、常黄、常红、灭灯。系统接口丰富，可以接入流量采集设备、测速设备、触点设备等。实现了以太网、RS232等通讯方式。数据通讯压缩性高。节约通讯成本，同时提高通讯效率。控制系统可以实现监控路口信号机运行状态和控制状态。实现显示路口控制状态。可以在控制中心实时查看路口状态和强制切换路口状态。支持远程手动控制。实时性、动态性强。毫秒级刷新。可以对相位设置、灯组设置、通讯参数设置、其它控制参数设置等。信号机参数设置方式多样。可以通过网络通讯下载，也可以通过RS232通讯下载。实现了信号机主控板、相位主板、检测主板、相位驱动板和车辆检测板等设备管理。信号机自身检测并主动报警。当信号机检测到或运行过程中发现异常时主动向控制中心报警，并根据错误等级决定信号机的动作。比如发现总线错误时系统报警、写日志、 停止控制、全部灭灯。错误分为三级，一般性错误、较严重错误、严重错误。可以通过网络实时监控和现场系统状态灯显示，以监视系统是否正常。错误日志管理。实现灯组控制。相位主板实现对相位驱动板的控制，相位驱动板实现对灯的控制。可以接入人行横道过街请求设备。实现对倒计时的控制。GPS校时功能。自动校时。用途该装置主要用途是对平面交叉路口实施不同交通参与者通行权时间隔离控制，使其在现有的路网交通组织条件下，尽可能的减小路口时间延误和提高安全性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种具有平面交叉路口通用控制功能的三级模块化信号机，其特征在于：具有三级模块化结构，一级模块是由以高性能Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ３技术的ＡＲＭ　３２位微控制器为核心的主控板、系统底板和检测底板各一块组成；二级模块由相位主板和检测主板各一块组成；三级模块由若干块相位驱动板和若干块车辆检测板组成，各级模块电路板由ＲＳ４８５总线连接。

【技术特征摘要】
1. 一种具有平面交叉路口通用控制功能的三级模块化信号机，其特征在于具有三级模块化结构，一级模块是由以高性能Cortex-M3技术的ARM 32位微控制器为核心的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马道松，彭焕涛，
申请(专利权)人：北京思迈特威科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11