一种交互式道路交通信号机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种交互式道路信号机，其特点是将每个路口信号机当作公共交通信息服务的无线访问节点，其内部采用灯控处理器、传感网络处理器和通信服务器分开并行架构，信号机安装内部局域网络，普通交通参与者通过移动智能终端获得信号机交互式信息服务，专业维护人员可依据特殊动态密钥进行设备管理。本实用新型专利技术是在现有技术不足和高端需求背景下而作的架构革新，其有益效果在于灯控更安全、外设可扩容、有线无线网络兼备、并实时提供公共交通信息服务，有利于车、路、人协同和自动驾驶。

【技术实现步骤摘要】
一种交互式道路交通信号机
本技术涉及智能交通信号系统，尤其是一种交互式道路交通信号机。
技术介绍
传统道路交通信号机经常用一个处理器控制一整套系统，在过去路口设备并不复杂的情况下是可以的。但伴随现代城市交通日益智能化和信息化的需求背景下，信号机所带的外场设备越来越多，所要提供的公共服务也更精细，单一处理器控制已不能满足这种需求，尤其联网控制场合，网络广播风暴和病毒经常冲击灯控软件模块，导致黄闪和死机，影响路口安全。现有技术信号机已具备联网控制功能，但这种网络服务仅限于专业技术人员和交警职能部门，对于普通交通参与者同样需要获得公共交通信息服务，否则无法合理安排行车路线、控制车速和油耗，在实现绿波控制、交通管制和公交优先控制场合，因为没有相应的交通信息提供和诱导，也容易造成绿波不畅和路口安全事件。伴随自动驾驶的兴起，车辆作为移动智能终端，通过路口时需要实时获取本地路口和关联路口的灯色配时信息，从公网获取经常遇到延时也非专业服务，而现有信号机技术无法提供这种实时交通信息和专业服务以便于自动驾驶。现有技术在没有传感网络或传感网络故障降级时，交通参与者的移动智能终端不能代替发送实时路权放行请求信号，无法与信号机交互，即使车流量很少，某向红灯等待时间依然很长。
技术实现思路
本技术就是在现有技术不足和高端需求背景下而作的架构革新，采用灯控处理器、通信服务器和传感网络处理器分开并行架构，安装内部局域网，将每个路口信号机当作公共交通信息服务的无线访问节点，扩容路口智能外设，通过信号机有线无线局域网给不同的交通参与者提供交互式服务。为了实现上述目的，本技术的技术方案如下：一种交互式道路交通信号机包括：局域交换机、通信服务器、灯组驱动及故障检测模块、内部驱动总线、灯控处理器、强电电缆、串行通信线、滤波电源模块、弱电电源线、车辆检测传感模块、传感网络通信方式、各向无线热点、内部局域网、传感网络处理器；所述内部交换机，通过内部网线或外部光纤等将外设、通信处理器、传感网络处理器和中心后台服务器连成一体，所述各向无线节点与蓝牙无线设备，也连在内部局域网上，无线节点是交通参与者和本技术信号机最重要的通信方式；此为内部局域网部件。所述灯控处理器、传感网络处理器、通信服务器、内部局域网、各向灯组驱动及故障检测模块、各向车辆检测传感器模块、各向无线WIFI和蓝牙节点、滤波稳压电源构成交互式信号机；所述灯控处理器独立且与所述通信服务器连接通过串行接口以私有协议通信，按安全的控制方案驱动外部各向灯组并检测灯组故障；所述传感网络处理器独立且与通信服务器通过所述内部局域网连接，所采集的车流量数据既可用于现场点控优化，也可提供给后台服务器进行线控和面控优化，传感网络设备连接，有线主要基于RS232、RS485和现场总线协议，无线主要基于Zigbee、LoRa等常用物联网协议；所述通信服务器主要承担现场设备管理、移动智能终端访问交互、状况回报和后台服务器方案下发、交通信息共享服务，同时也利用现场采集的交通流信息对本地信号机配时优化；所述内部局域网，有线设备连接基于TCP/IP协议的网络设备，本地无线设备连接基于WIFI或蓝牙协议。所述信号机电源模块，外部供电线路接入该模块后，经过稳压滤波为信号机提供杂波系数小的稳压电源，强电部分电源通过所述强电电缆给外部红绿灯供电，弱电部分电源经过降压稳流，通过所述弱电电源线给内部各处理器、局域网和传感网络等设备供电，此为电源部件。所述信号机灯控处理器，一般为8位以上高性能单片机，复位启动迅速；灯控处理器通过所述串行通信线与通信服务器相连，采用非公开的内部私有协议通信，保证安全性；灯控处理器通过所述内部通信总线驱动灯组及故障检测模块，该模块通过光藕与外部灯组强电隔离，同时检测每路灯组状态，然后再回传给灯控处理器，灯控处理器会根据当前控制方案的相位状态判断绿冲突、灯组坏或灯色异常故障，严重故障做相应降级处理；故障信息会通过所述串行通信线回传给通信处理器，以供故障记录、后台告警和故障维护；此为灯控部件。所述车辆检测传感模块经常布设在交叉口各个方向上，通常有地感线圈检测、无线地磁检测、视频检测和微波检测等车辆检测技术，无论哪一种技术最终接口都汇聚到信号机机柜内，通过所述传感网络通信方式与传感网络处理器连接；传感网络通信方式既可以是RS485、现场总线等有线方式，也可以是Zigbee和LoRa等无线方式；传感网络处理器会测算各向交通流平均流量、排队长度、占道率、车头时距、实时请求等信息，然后通过所述内部局域网与通信服务器及中心后台通信，统计信息也存储在传感网络处理器中，以供断网重连后查询；此为传感网络部件。本技术有益的效果是：本技术是现有技术不足和高端需求背景下而作的信号机架构革新，实施后灯控更安全、外设可扩容、有线无线网络兼备、并实时提供公共交通信息服务，有利于车、路、人协同和自动驾驶。附图说明图1为本技术信号机内部功能架构图；局域交换机1、通信服务器2、灯组驱动及故障检测模块3、内部驱动总线4、灯控处理器5、强电电缆6、串行通信线7、滤波电源模块8、弱电电源线9、车辆检测传感模块10、传感网络通信方式11、各向无线热点12、内部局域网13、传感网络处理器14。图2为本技术架构下外设、交通参与者交互示意图；中心后台服务器2-1、各项红绿灯组2-2、灯组驱动电缆2-3、信号机2-4、专业用户2-5、各向交通参与者2-6、各向显示诱导屏2-7。具体实施方式为了使本技术的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本技术。如图1所示，一种交互式道路交通信号机包括：局域交换机1、通信服务器2、灯组驱动及故障检测模块3、内部驱动总线4、灯控处理器5、强电电缆6、串行通信线7、滤波电源模块8、弱电电源线9、车辆检测传感模块10、传感网络通信方式11、各向无线热点12、内部局域网13、传感网络处理器14；所述内部交换机1，通过内部网线或外部光纤等将外设、通信处理器2、传感网络处理器14和中心后台服务器2-1连成一体，所述各向无线节点12与蓝牙无线设备，也连在内部局域网13上，各向无线节点12是交通参与者和本技术信号机最重要的通信方式；此为内部局域网部件。所述灯控处理器5、传感网络处理器14、通信服务器2、内部局域网13、各向灯组驱动及故障检测模块3、各向车辆检测传感器模块10、各向无线WIFI和蓝牙节点、滤波电源模块8的滤波稳压电源构成交互式信号机；所述灯控处理器5独立且与所述通信服务器2连接通过串行接口以私有协议通信，按安全的控制方案驱动外部各向灯组并检测灯组故障；所述传感网络处理器14独立且与通信服务器2通过所述内部局域网13连接，所采集的车流量数据既可用于现场点控优化，也可提供给后台服务器进行线控和面控优化，传感网络设备连接，有线主要基于RS232、RS485和现场总线协议，无线主要基于Zigbee、LoRa等常用物联网协议；所述通信服务器2主要承担现场设备管理、移动智能终端访问交互、状况回报和后台服务器方案下发、交通信息共享服务，同时也利用现场采集的交通流信息对本地信号机配时优化；所述内部局域网13，有线设备连接基于TCP/IP协议的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交互式道路交通信号机，其特征在于：包括：局域交换机、通信服务器、灯组驱动及故障检测模块、内部驱动总线、灯控处理器、强电电缆、串行通信线、滤波电源模块、弱电电源线、车辆检测传感模块、传感网络通信方式、各向无线热点、内部局域网、传感网络处理器；所述局域交换机，通过内部网线或外部光纤将外设、通信处理器、传感网络处理器和中心后台服务器连成一体，所述各向无线节点与蓝牙无线设备，也连在内部局域网上，无线节点是交通参与者和信号机最重要的通信方式；此为内部局域网部件；所述灯控处理器、传感网络处理器、通信服务器、内部局域网、各向灯组驱动及故障检测模块、各向车辆检测传感器模块、各向无线WIFI和蓝牙节点、滤波稳压电源构成交互式信号机；所述灯控处理器独立且与所述通信服务器连接通过串行接口以私有协议通信，按安全的控制方案驱动外部各向灯组并检测灯组故障；所述传感网络处理器独立且与通信服务器通过所述内部局域网连接，所采集的车流量数据既可用于现场点控优化，也可提供给后台服务器进行线控和面控优化，传感网络设备连接，有线主要基于RS232、RS485 和现场总线协议，无线主要基于Zigbee、LoRa的常用物联网协议；所述通信服务器主要承担现场设备管理、移动智能终端访问交互、状况回报和后台服务器方案下发、交通信息共享服务，同时也利用现场采集的交通流信息对本地信号机配时优化；所述内部局域网，有线设备连接基于TCP/IP协议的网络设备，本地无线设备连接基于WIFI或蓝牙协议；信号机电源模块，外部供电线路接入该模块后，经过稳压滤波为信号机提供杂波系数小的稳压电源，强电部分电源通过所述强电电缆给外部红绿灯供电，弱电部分电源经过降压稳流，通过所述弱电电源线给内部各处理器、局域网和传感网络供电，此为电源部件；信号机灯控处理器，为8位以上高性能单片机，复位启动迅速；灯控处理器通过所述串行通信线与通信服务器相连，采用非公开的内部私有协议通信，保证安全性；灯控处理器通过内部通信总线驱动灯组驱动及故障检测模块，该模块通过光藕与外部灯组强电隔离，同时检测每路灯组状态，然后再回传给灯控处理器，灯控处理器会根据当前控制方案的相位状态判断绿冲突、灯组坏或灯色异常故障，严重故障做相应降级处理；故障信息会通过所述串行通信线回传给通信处理器，以供故障记录、后台告警和故障维护；此为灯控部件；所述车辆检测传感模块经常布设在交叉口各个方向上，有地感线圈检测、无线地磁检测、视频检测和微波检测的车辆检测技术，无论哪一种技术最终接口都汇聚到信号机机柜内，通过所述传感网络通信方式与传感网络处理器连接；传感网络通信方式既可以是RS485、现场总线的有线方式，也可以是Zigbee 和LoRa的无线方式；传感网络处理器会测算各向交通流平均流量、排队长度、占道率、车头时距、实时请求信息，然后通过所述内部局域网与通信服务器及中心后台通信，统计信息也存储在传感网络处理器中，以供断网重连后查询；此为传感网络部件。...

【技术特征摘要】
1.一种交互式道路交通信号机，其特征在于：包括：局域交换机、通信服务器、灯组驱动及故障检测模块、内部驱动总线、灯控处理器、强电电缆、串行通信线、滤波电源模块、弱电电源线、车辆检测传感模块、传感网络通信方式、各向无线热点、内部局域网、传感网络处理器；所述局域交换机，通过内部网线或外部光纤将外设、通信处理器、传感网络处理器和中心后台服务器连成一体，所述各向无线节点与蓝牙无线设备，也连在内部局域网上，无线节点是交通参与者和信号机最重要的通信方式；此为内部局域网部件；所述灯控处理器、传感网络处理器、通信服务器、内部局域网、各向灯组驱动及故障检测模块、各向车辆检测传感器模块、各向无线WIFI和蓝牙节点、滤波稳压电源构成交互式信号机；所述灯控处理器独立且与所述通信服务器连接通过串行接口以私有协议通信，按安全的控制方案驱动外部各向灯组并检测灯组故障；所述传感网络处理器独立且与通信服务器通过所述内部局域网连接，所采集的车流量数据既可用于现场点控优化，也可提供给后台服务器进行线控和面控优化，传感网络设备连接，有线主要基于RS232、RS485和现场总线协议，无线主要基于Zigbee、LoRa的常用物联网协议；所述通信服务器主要承担现场设备管理、移动智能终端访问交互、状况回报和后台服务器方案下发、交通信息共享服务，同时也利用现场采集的交通流信息对本地信号机配时优化；所述内部局域网，有线设备连接基于TCP/IP协议的网络设备，本地无线...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志勇，
申请(专利权)人：合肥恩维智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34