一种多模式信号灯控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多模式信号灯控制系统，涉及智能交通技术领域，该系统主要用于道路车辆放行控制，重点突出在硬件设计和控制模式上提高信号机运行的稳定性，系统包括：信号机和手持设备，信号机上设有手持设备专用插座；当手持设备安装在信号机上，且向信号机发送信号控制接管指令时，信号机执行手持设备下发的预设放行方案，以控制所连的信号灯。该系统多方面保证信号机的稳定性，并提供快捷的放行方案导入功能，为快速恢复交通秩序提供硬件保障。为快速恢复交通秩序提供硬件保障。为快速恢复交通秩序提供硬件保障。

【技术实现步骤摘要】
一种多模式信号灯控制系统


[0001]本专利技术涉及智能交通
，尤其是一种多模式信号灯控制系统。

技术介绍

[0002]信号控制机是一种用于控制道路红绿信号灯的专用设备(以下简称信号机)，传统的信号机为保证信号机故障时红绿灯不至于完全灭灯或错乱，会额外配套一款黄闪控制器，在信号机损坏、死机时可以由黄闪控制器接管控制权，并使路口红绿灯同时进行黄灯闪烁动作，一定程度上保证通行安全，但是该种模式对于交通流量大的路口，显得力不从心，该种应对措施作用也十分有限，无法很好的解决控制机故障后的放行问题。
[0003]另外当路口部分信号系统设备出现故障或者由于路口车流量较大信号系统无法做出最优应对方案时，一般路口会通过交警现场手动放行控制的方式进行交通疏导，但是手动放行效率低，且需要人员常驻，这种模式已经无法满足信号系统的发展要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术人针对上述问题及技术需求，提出了一种多模式信号灯控制系统，多方面保证信号机的稳定性，并提供快捷的放行方案导入功能，为快速恢复交通秩序提供硬件保障。本专利技术的技术方案如下：
[0005]一种多模式信号灯控制系统，包括信号机和手持设备，信号机上设有手持设备专用插座；当手持设备安装在信号机上，且向信号机发送信号控制接管指令时，信号机执行手持设备下发的预设放行方案，以控制所连的信号灯。
[0006]其进一步的技术方案为，信号机包括计算单元、控制单元和供电单元，计算单元作为信号机的核心，用于对获取的交通数据进行分析计算，实现对放行方案的设计和规划，并将放行方案输出到控制单元；控制单元实现计算单元和各信号灯之间的通信、方案执行、方案记录，在计算单元离线或故障时，控制单元用于对已记录的放行方案进行综合分析获得应急放行方案并执行，实现控制权的接管。
[0007]其进一步的技术方案为，多模式信号灯控制系统中各单元控制优先级的排列顺序为：手持设备高于计算单元，计算单元高于控制单元。
[0008]本专利技术的有益技术效果是：
[0009]通过合理设计手持设备、信号机中的计算单元和控制单元对信号灯控制的优先级顺序，当任何一部分出现损坏时，均可保证信号灯正常且稳定运行，并执行最贴近正常工作时的放行方案，使用该控制系统无需安排人员驻守在异常路口，大大减少人力成本；信号机采用模块化设计，不仅可以被快速维修，同时在维修过程中，信号灯也可以通过手持设备继续执行预设放行方案，降低运维难度，减少路口设备维护维修过程中的交通事故。
附图说明
[0010]图1是本申请提供的多模式信号灯控制系统原理图。
[0011]图2是本申请提供的手持设备示意图。
[0012]图3是本申请提供的信号机结构示意图。
[0013]图4是本申请提供的信号机内部连接示意图。
[0014]图5是本申请提供的供电单元连接示意图。
[0015]图6是本申请提供的控制优先级示意图。
[0016]图7是本申请提供的控制单元生成应急方案决策流程图。
[0017]图8是本申请提供的驱动控制模块运行流程逻辑图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步说明。
[0019]本实施例提供了一种多模式信号灯控制系统，该系统可以提供多套备用控制模式。如图1所示，控制系统包括信号机和手持设备，信号机还通过RS485总线连接各个信号灯。其中信号机上设有手持设备专用插座，当手持设备安装在信号机上，且向信号机发送信号控制接管指令时，信号机执行手持设备下发的预设放行方案，以控制所连的信号灯。该种设计目的在于当路口出现放行异常时，无论异常属于车流量检测部分异常、信号系统本身设备的故障异常、信号系统功能或性能缺陷异常，交警或维护人员都可以及时安装手持设备进行接管，并且人员无需驻守在异常路口进行手动控制，大大减少人力成本。
[0020]其中，上述信号灯是一种和本信号机配套的专用红绿信号灯，和其他红绿灯最主要的不同在于其通过总线使用专用协议进行控制，该部分内容并非本专利技术重点，仅作为本体信号机的配套设备使用，但其本身是信号机功能实现重要的组成部分。
[0021]如图2所示，手持设备1包含触摸显示屏、蓝牙、GPS、type
‑
C接口等，用于为使用、维护、安装人员提供信号机的配置信息和导入功能，并在信号机故障时期，作为临时信号机运行预设的放行方案。
[0022]结合图3、图4所示，信号机采用模块化设计，使得各模块可以被快速维修，同时在维修过程中，信号灯可以通过手持设备继续执行预设的放行方案，降低运维难度，减少路口设备维护维修过程中的交通事故。信号机包括计算单元2、控制单元3、显示单元4和供电单元5。在信号机本体各组成部分中，计算单元2作为信号机的核心，用于对交通流量检测设备、附近信号机、中心平台提供的交通数据进行分析计算，该单元本身带有强大的计算能力，实现对放行方案的设计和规划，并将放行方案输出到控制单元3。
[0023]控制单元3主要实现计算单元和各信号灯之间的通信、方案执行、方案记录等，核心功能是实现方案的最终执行。在计算单元2离线或故障时，控制单元3用于对已记录的放行方案进行综合分析获得应急放行方案并执行，以继续控制信号灯，实现控制权的接管。控制单元3包含两套完全独立的驱动控制模块，驱动控制模块采用双备份双链路的冗余设计思路，可最大程度提高信号机的稳定性，并且由于其采用低速单片机设计，设计电路简单，可为模块的稳定运行提供支撑。另外控制单元3通过USB HUB实现手持设备type
‑
C接口的扩展，实现两个驱动控制模块与手持设备之间的连接，两个驱动控制模块通过RS485总线与外界信号灯相连；此外计算单元2、两个驱动控制模块通过SPI总线进行连接。
[0024]进一步的，驱动控制模块Ⅰ的控制优先级高于驱动控制模块Ⅱ，驱动控制模块Ⅰ和驱动控制模块Ⅱ通过SPI总线定时发送状态码到另一驱动控制模块，正常工作时驱动控制
模块Ⅰ执行放行方案，驱动控制模块Ⅱ实时监测对外传输数据(即RS485总线数据)，核对数据内容并反馈给驱动控制模块Ⅰ，以此保证方案内容和执行数据的一致性。
[0025]显示单元4主要用于信号机状态及统计信息的显示，以及配置信息输入和显示等，显示单元4连接计算单元2，实现计算单元2的人机交互功能。
[0026]结合图3、图5所示，供电单元5包括1号电源51和2号电源52，1号电源51用于为信号机整体供电，2号电源52用于在1号电源故障时为控制单元3的两个驱动控制模块供电。由于驱动控制模块的自主方案执行功能是信号机故障状态下持续运行的最后保障，因此2号电源52仅为驱动控制模块供电，通过单独的供电保证模块稳定性，避免其他模块短路等情况影响驱动控制模块的供电和运行。
[0027]整个控制系统的工作原理描述为，信号机计算单元2进行方案决策，并将方案通过SPI总线传输到控制单元3的两个驱动控制模块，驱动控制模块会记录方案并执行方案，将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多模式信号灯控制系统，其特征在于，包括信号机和手持设备，所述信号机上设有手持设备专用插座；当手持设备安装在信号机上，且向信号机发送信号控制接管指令时，所述信号机执行手持设备下发的预设放行方案，以控制所连的信号灯。2.根据权利要求1所述的多模式信号灯控制系统，其特征在于，所述信号机包括计算单元、控制单元和供电单元，所述计算单元作为信号机的核心，用于对获取的交通数据进行分析计算，实现对放行方案的设计和规划，并将所述放行方案输出到所述控制单元；所述控制单元实现所述计算单元和各信号灯之间的通信、方案执行、方案记录，在所述计算单元离线或故障时，所述控制单元用于对已记录的放行方案进行综合分析获得应急放行方案并执行，实现控制权的接管。3.根据权利要求2所述的多模式信号灯控制系统，其特征在于，所述控制单元包含两套完全独立的驱动控制模块，两个所述驱动控制模块均与所述手持设备、外界信号灯相连；此外所述计算单元、两个所述驱动控制模块通过SPI总线进行连接。4.根据权利要求2所述的多模式信号灯控制系统，其特征在于，所述多模式信号灯控制系统中各单元控制优先级的排列顺序为：手持设备高于计算单元，计算单元高于控制单元。5.根据权利要求4所述的多模式信号灯控制系统，其特征在于，当所述控制单元检测到手持设备在线并下发了所述信号控制接管指令时，所述控制单元向所述计算单元反馈第一状态码，此时所述手持设备获得最高控制权，所述第一状态码用于告知计算单元此时控制单元暂时需执行手持设备提供的预设放行方案，无法执行计算单元发送的放行方案；当所述控制单元检测到手持设备离线或信号控制接管指令失效时，所述控制单元向所述计算单元反馈第二状态码，此时所述计算单元恢复最高控制权，所述第二状态码用于告知计算单元此时控制单元执行计算单元发送的放行方案。6.根据权利要求4所述的多模式信号灯控制系统，其特征在于，当所述计算单元离线或发生故障，且所述手持...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐益，沈小惠，
申请(专利权)人：江苏航天大为科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：