无相位约束的交叉口信号灯智能控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种无相位约束的交叉口信号灯智能控制器。它具有一个工业ＰＣ机，在工业ＰＣ机中设有交叉口固定配时控制模块和交叉口智能控制模块，在该两个模块中均含有一个冲突信号灯的间隔绿检查程序，它还具有与工业ＰＣ机相接的多个感应器、交叉口信号灯的驱动卡、通讯卡等。本实用新型专利技术在控制器中使用了冲突信号灯的间隔绿检查，使每个信号灯的绿灯开始和结束时间只受冲突信号灯的间隔绿约束，而不受相位约束，各信号灯的绿灯控制是分离的，可实现交叉口各信号灯多种绿灯配时的设计方案，它为合理设计交叉口信号灯配时、信号协调、公交优先和提高交叉口的通行效率提供了一个必要的控制设备。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种交叉口信号灯智能控制器，尤其涉及一种无相 位约束的交叉口信号灯智能控制器。
技术介绍
交叉口信号灯控制是解决城市交通堵塞和冲突的主要手段，现有的 受相位约束交叉口信号灯控制器不论是实现配时控制，还是实现自适应 感应智能控制均受到相位概念的约束，即在同一相位内信号灯的绿灯开 始及结束时刻必须保持一致，因此在冲突信号灯的信号转换期间都有绿 灯损失。另外，采用面向相位控制方法的信号灯绿灯长度的确定是根据 此信号灯所在的相位中具有最大交通量的那个信号灯所需的绿灯长来确 定的，这样不少信号灯会有多余的绿灯。采用相位控制方法的相容信号 灯的组合必须用相位的方式事先定义,而且相位数量受到控制器的限制, 这使得这种控制方式呆板，不灵活。所以，这种受相位概念约束的控制 器对交叉口的控制效果不佳。
技术实现思路
本技术的目的是针对已有技术中问题，提供一种无相位约束的 交叉口信号灯智能控制器，它用间隔绿约束代替了相位约束，使信号灯 控制器在遵守间隔绿约束的原则下实现各信号灯的分离控制，可实现交 叉口各信号灯绿灯时区的合理设计，提高交叉口的通行效率。为实现上述目的，本技术的解决方案如下它具有一个工业PC机，在该工业PC机中设有交叉口固定配时控 制模块和交叉口智能控制模块，在该两个模块中均含有一个冲突信号灯 的间隔绿检査程序，在工业PC机上还连有数据输入/输出卡、通讯卡，所述的通讯卡用于完成与交通控制中心的数据交换，在工业PC机中还 设有时钟，用于为固定配时控制提供标准时间；它还具有多个感应器， 用于为工业PC机提供车辆数、相邻车辆间的时间间距、车速、感应器 占有时间长度的主要传感信息，该多个感应器由埋设在交叉口各方向路 面下的感应线圈或交叉口的视频感应器构成，所述各感应器输出端与数 据输入/输出卡相接；它还具有交叉口信号灯的驱动卡，该驱动卡的信号 输入端和其信号灯检测输出端与数据输入/输出卡相接，驱动卡的信号输 出端与交叉口的各信号灯相接。本技术进一步的改进方案如下在工业PC机上设有GPS校时模块，该校时模块用于完成工业PC 机时钟的自动校时。本技术在控制器中采用了面向信号灯组的控制方法，冲突信号 灯的信号转换仅受冲突信号灯间隔绿的约束，因此没有绿灯损失。另外 信号灯的绿长是根据每个信号灯所具有的交通量来确定的，因此，根据 这种方法所设计的信号灯配时更符合实际的交通量，没有绿灯浪费。本 控制器相容信号灯的组合没有相位的约束，可以自由搭配。因此，本实 用新型的控制方式非常灵活，无绿灯损失，无绿灯浪费，便于信号协调 和公交优先，可以实现各信号灯绿灯区间的合理设计，提高交叉口的通 行效率。同时，各信号灯灯色转换的过渡阶段完全分离冲突车流，消除 了不安全的隐患。附图说明图l、本技术的原理方框图。图2、驱动卡电路原理图之一。图3、驱动卡电路原理图之二。图4、实例1中十字交叉口的信号灯和通行方向示意图。 图5、实例2中丁字路口的信号灯和通行方向示意图。具体实施方式参见图l,本控制器具有一个工业PC机1，在工业PC机中设有交叉口固定配时控制模块和交叉口智能控制模块，在该两个程序模块中均含有一个冲突信号灯的间隔绿检査程序，在工业PC机中还设有时钟，为固定配时的控制提供准确的时间。所述的固定配时控制模块用于完成 交叉口固定配时的控制，即控制器根据自身的时钟及预定的交叉口各信 号灯的绿灯开始及结束时间(即根据间隔绿的约束而设计的交叉口各信 号灯的固定配时参数)发出信号灯灯色变化指令，并且在发出灯色变化 指令之前，对各信号灯的绿灯开始时间进行冲突信号灯的间隔绿检查， 当该信号灯的绿灯开始时间符合冲突信号灯的间隔绿时间后，方可发出信号灯灯色变化的指令；在该固定配时控制模块中还设有多种工作模式 配时模块，如上、下班模式、白天模式、夜间模式，并可根据上级计算 机的指令切换其工作模式。所述交叉口智能控制模块用于完成根据间隔 绿约束而设计的交叉口各信号灯的智能控制，即控制器根据感应器给出 的车辆检测信息发出灯色变化指令，在发出信号灯灯色变化指令之前， 先进行冲突信号灯的间隔绿检查，合格后，再发出灯色变化指令。在工业PC机1上还设有通讯卡2,该通讯卡2采用现有与工业PC 机配套的通讯卡，并且它们之间连接为固定插卡连接。所述的通讯卡用 于完成工业PC机与交通控制中心的数据交换，交通控制中心可以通过 通讯卡接收本控制器工作信息，如信号灯状态及感应器状态，由此可 知信号控制器工作是否正常，交通控制中心亦可通过通讯卡向控制器发 送其工作模式指令，例如上、下班模式、白天模式、夜间模式等，使本控制器按照该指令切换工作模式。在工业PC机1上还设有一个输入/输出卡3，它用于完成工业PC 机与感应器和驱动卡的输入、输出连接。如果本控制器采用信号灯的智能控制，需设多个感应器4,该多个 感应器4用于感应车辆数、相邻车辆间的时间间距，车速，感应器占有 时间长度等主要感应信息，该多个感应器由埋设在交叉口路面下的感应线圈或各路口的视频感应器构成，所述各感应器的输出端与数据输入/输出卡3相接。感应器4输出的感应信号通过输入/输出卡3送入工业 PC机1。本控制器还设有交叉口各信号灯的驱动卡5,所述的驱动卡的信号 输入端及信号灯的检测输出端与数据输入/输出卡3相接，驱动卡5的信 号输出端与交叉口各信号灯相接。工业PC机1发出的灯色变化指令通 过输入/输出卡3送至驱动卡5，由驱动卡驱动信号灯变色。参见图l、 2、 3,所述的驱动卡5由各灯色信号灯的驱动电路组成， 每个灯色的信号灯对应一个驱动电路，该驱动电路包括信号灯的控制回 路和执行回路，所述信号灯的控制回路由光电隔离器51、比较器52、多 路驱动器53和固态继电器54-1按信号传输次序依次连接构成，所述的 执行回路由固态继电器开关54-2、 二极管桥式整流电路55和信号灯6 串联后与220V市电相接构成，在该执行回路的二极管桥式整流电路55 中接入一个信号灯6的检测电路，该检测电路由检测回路和检测输出电 路构成，检测回路主要由电阻分压器R9、 RIO、光电隔离器57的发光 二极管串联构成;检测输出电路由光电隔离器57中的光敏接收管和一个 三极管开关58连接构成。当工业PC机发出灯色变色指令时，该指令信 号通过光电隔离器51进入比较器52,比较器52将该信号与基准电平比 较，当信号大于基准电平时，则比较器52输出有效信号，该有效信号送 入多路驱动器53，通过驱动， 一路使对应的二极管指示灯59亮，另一 路送给固态继电器54-l，使其开关54-2接通，则信号灯6亮；如果信号 灯6的LED发光二极管烧坏而断开，则执行回路断开，这时，检测回路 的光隔57截止，则三极管开关58截止，检测信号端输出高电平；当信 号灯6正常接通时，检测信号端输出低电平。该检测信号送回至输入/ 输出卡3，并通过输入顺出卡3送回工业PC机1，工业PC机根据要求 控制各组信号灯黄闪，并可通过通讯卡2报告给交通控制中心，交通控 制中心尽快派人修理。实例l参见图4，以《城市道路交通设计指南》(杨晓光著，ISBN 7-114-04689-8)中P171页信号交叉口设计过程中的一个示例为例，图中 V1 V12是车辆信号灯，P13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无相位约束的交叉口信号灯智能控制器，其特征是：　　　　１．１、它具有一个工业ＰＣ机（１），在该工业ＰＣ机中设有交叉口固定配时控制模块和交叉口智能控制模块，在该两个模块中均含有一个冲突信号灯的间隔绿检查程序，在工业ＰＣ机上还连有数据输入／输出卡（３）、通讯卡（２），所述的通讯卡用于完成与交通控制中心的数据交换，在工业ＰＣ机中还设有时钟，用于为固定配时控制提供标准时间；　　　　１．２、它还具有多个感应器（４），用于为工业ＰＣ机提供车辆数、相邻车辆间的时间间距、车速、感应器占有时间长度的主要传感信息，该多个感应器由埋设在交叉口各方向路面下的感应线圈或交叉口的视频感应器构成，所述各感应器输出端与数据输入／输出卡（３）相接；　　　　１．３、它还具有交叉口信号灯的驱动卡（５），该驱动卡的信号输入端和其信号灯检测输出端与数据输入／输出卡（３）相接，驱动卡的信号输出端与交叉口的各信号灯（６）相接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谭建安，谭建础，
申请(专利权)人：西安智达交通科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]