專利名稱：公路交叉口信號(hào)燈智能控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及了一種公路交叉口信號(hào)燈智能控制裝置。
隨著人類對(duì)汽車擁有量的不斷增加，交通擁擠的現(xiàn)象日益加劇。在人口密度較高的城鎮(zhèn)地區(qū)，車輛堵塞的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，不僅干擾了人類的正常生活，同時(shí)對(duì)人們工作的效率產(chǎn)生嚴(yán)重影響，且造成城市空氣污染的增加，直接危及人身健康?？朔捎谲囕v堵塞所帶來的不利影響，主要采用兩類不同的手段。第一種是通過增加道路條數(shù)和擴(kuò)寬道路寬度提高車流的疏導(dǎo)能力。這種方法需要大量的土地資源和投資，而且對(duì)于已經(jīng)形成的鬧市區(qū)，由于拆遷等問題的困擾，難以實(shí)施。第二種方法是通過監(jiān)測(cè)和研究車流的規(guī)律，適當(dāng)引導(dǎo)和疏導(dǎo)車流，以達(dá)到減緩和消除車輛堵塞的目的。后一種方法是現(xiàn)代智能交通工程的重要內(nèi)容。通過信號(hào)燈的時(shí)間配制調(diào)整，以提高交叉口的實(shí)際通行量，是在城市交通控制中常用的辦法。現(xiàn)行的信號(hào)燈時(shí)間配置方法大體有兩種一種是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在一天內(nèi)的不同時(shí)段中，分別為交叉口處的各個(gè)方向的信號(hào)燈定出通行時(shí)間；另一種是通過監(jiān)測(cè)，用計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)出交叉口各個(gè)方向的車流需求量，并以此為依據(jù)、根據(jù)優(yōu)化原則定出不同方向信號(hào)燈的通行時(shí)間。在我國，由于影響交通秩序的因素較多(如自行車、行人和違章現(xiàn)象嚴(yán)重等)，后一種方法不易實(shí)施，所以大多采用前一種辦法，利用經(jīng)驗(yàn)分時(shí)段進(jìn)行定時(shí)控制。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)所確定的分段定時(shí)方案，從統(tǒng)計(jì)意義上講，體現(xiàn)了時(shí)間分配的合理性。但由于在給定的時(shí)段中，車流的大小具有漲落性，所以在交叉口處，經(jīng)常出現(xiàn)下述現(xiàn)象，某些方向的車輛排隊(duì)很長，得不到足夠的通行時(shí)間，而另一些方向幾乎沒有車輛等候，卻得到富裕的通行時(shí)間。在這種情況下，交叉口的通行能力被白白浪費(fèi)，同時(shí)導(dǎo)致部分方向的本來可以避免的堵車現(xiàn)象。為克服這種弊端，傳統(tǒng)上常采用交通警現(xiàn)場(chǎng)指揮方式，廢除信號(hào)燈的作用，由人根據(jù)觀察重新定出各個(gè)方向的通行時(shí)間。但現(xiàn)場(chǎng)指揮方式具有明顯缺點(diǎn)一是在氣候惡略的情況下難以進(jìn)行，二是污染氣體對(duì)交警的身體危害嚴(yán)重，三是耗費(fèi)較多的警力。
本實(shí)用新型的目的是一種通過用儀器測(cè)量交叉口現(xiàn)場(chǎng)的待通行車輛數(shù)量，然后由信號(hào)處理器計(jì)算出最優(yōu)時(shí)間分配方案，達(dá)到合理信號(hào)控制的裝置。
本實(shí)用新型的目的是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型由單片機(jī)及接口電路等所構(gòu)成，前置信號(hào)處理器輸入端連接檢測(cè)各方向等待通行的車輛數(shù)目的地感線圈，前置信號(hào)處理器輸出端連接到帶有時(shí)鐘及存儲(chǔ)器的單片機(jī)64180，單片機(jī)64180輸出連接驅(qū)動(dòng)電路和受控的交通信號(hào)燈的繼電器。
本實(shí)用新型還可以將帶有時(shí)鐘及存儲(chǔ)器的超級(jí)單片機(jī)64180的另一輸入端連接前端圖象處理器MC6800，前端圖象處理器MC6800的輸入端連接到用于接收攝象鏡頭信號(hào)的多路轉(zhuǎn)換開關(guān)AD8174。每個(gè)方向的交叉口可設(shè)置多個(gè)地感線圈組和多個(gè)攝象機(jī)。攝象系統(tǒng)采用帶有高級(jí)圖象識(shí)別功能的視頻處理系統(tǒng)。交叉口信號(hào)燈智能控制裝置與交通控制中心連接，配合使用。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的疏導(dǎo)交通的效果，為改善交通作出積極的貢獻(xiàn)。
本實(shí)用新型的
如下圖1為本實(shí)用新型在一個(gè)交叉路口的儀器設(shè)置示意圖。
圖2為本實(shí)用新型的電氣原理圖。
圖3為信號(hào)控制器的工作流程圖。
以下結(jié)合附圖說明對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述如圖1所示，1、2和3、4分別代表在交叉口南向和東向路面下安置的地感線圈組，交叉口的北向和西向，也有同類型的裝置埋于路面下。地感線圈裝置的作用，是測(cè)量交叉口周圍不同方向上等待通過該交叉口的車輛數(shù)目?，F(xiàn)以南向?yàn)槔?，說明測(cè)量和計(jì)算原理。位于地感線圈組1和2之間的車輛數(shù)，可以通過下述分析得到。如果有一車輛經(jīng)過地感線圈組1，進(jìn)入到所考慮的路段區(qū)間，則該區(qū)間內(nèi)車輛數(shù)加一，同時(shí)地感線圈組1的計(jì)數(shù)也加一；若一車輛通過地感線圈組2處駛離該區(qū)間，則則該區(qū)間內(nèi)車輛數(shù)減一，同時(shí)地感線圈組2的計(jì)數(shù)加一。因此，如果在區(qū)間內(nèi)無車時(shí)將兩組地感線圈所連接的計(jì)數(shù)器清零，此后用第1組的計(jì)數(shù)減去第2組的計(jì)數(shù)，便可計(jì)算出任意時(shí)刻存于該區(qū)間的待通行車輛數(shù)目。其它三個(gè)方向的待通行車數(shù)量也用同樣計(jì)算方法取得。
為提高各個(gè)方向待通行車數(shù)量的測(cè)量和計(jì)算精度，消除有地感線圈檢測(cè)誤差所產(chǎn)生的累計(jì)誤差，本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)中加入了攝象裝置。如圖1所示，5、6、7、8為帶有圖形識(shí)別功能的攝象裝置，這些裝置可以用圖象識(shí)別的方法檢測(cè)各觀察路段區(qū)間內(nèi)有無車輛。如果無車輛，則自動(dòng)將相應(yīng)區(qū)間的計(jì)數(shù)清零，從而保證由地感線圈方法所測(cè)得的待通行車數(shù)量的準(zhǔn)確性。
由地感線圈裝置和攝象儀所得到的信號(hào)，通過導(dǎo)線輸入信號(hào)控制器。信號(hào)控制器通簡單的運(yùn)算，即可判斷出各方向的待通行車輛數(shù)目的多少，然后根據(jù)實(shí)際情況，按照車多的方向通行時(shí)間長，無車或車少的方向通行時(shí)間短的原則，確定出各方向的通行時(shí)間，并通過控制電路支配信號(hào)燈系統(tǒng)。
如圖2所示，9為攝象鏡頭，10為多路轉(zhuǎn)換開關(guān)，11為前端圖象處理器，12為地感線圈，13為地感線圈前置信號(hào)處理器，14為帶有時(shí)鐘及存儲(chǔ)器的超級(jí)單片機(jī)，15為輸出驅(qū)動(dòng)電路，16為繼電器，17為四組受控的交通信號(hào)燈。由于攝象鏡頭9的作用只是用來修正地感線圈12的計(jì)數(shù)結(jié)果，因此可以共用一套圖象處理裝置11。多路轉(zhuǎn)換開關(guān)10受單片機(jī)14的控制，實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)的切換。每個(gè)交叉路口共設(shè)置四個(gè)攝象鏡頭，八組地感線圈和四組交通信號(hào)燈。如圖3所示，從地感線圈裝置和攝象裝置所測(cè)得的各個(gè)方向待通行車數(shù)量數(shù)據(jù)。根據(jù)待通行車量數(shù)據(jù)，依照待通行車量是否造成堵塞的依據(jù)，判斷哪些方向應(yīng)該優(yōu)先通行，哪些方向可以適當(dāng)減少通行時(shí)間，從而確定出各個(gè)方向的通行時(shí)間分配。根據(jù)計(jì)算出的時(shí)間分配方案，通知信號(hào)燈控制電路，對(duì)各個(gè)方向的信號(hào)配給通行(綠燈)時(shí)間長度，付諸執(zhí)行。查看執(zhí)行后的待通行車量情況，確定下一個(gè)控制循環(huán)的方案。本實(shí)用新型中所提出的公路交叉口交通信號(hào)燈控制裝置，原理簡明，適用范圍寬廣。
權(quán)利要求1.一種公路交叉口信號(hào)燈智能控制裝置，由單片機(jī)及接口電路等所構(gòu)成，其特征在于前置信號(hào)處理器輸入端連接檢測(cè)各方向等待通行的車輛數(shù)目的地感線圈，前置信號(hào)處理器輸出端連接到帶有時(shí)鐘及存儲(chǔ)器的單片機(jī)64180，單片機(jī)64180輸出連接驅(qū)動(dòng)電路和受控的交通信號(hào)燈的繼電器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路交叉口信號(hào)燈智能控制裝置，其特征在于帶有時(shí)鐘及存儲(chǔ)器的超級(jí)單片機(jī)64180的另一輸入端連接前端圖象處理器MC6800，前端圖象處理器MC6800的輸入端連接到用于接收攝象鏡頭信號(hào)的多路轉(zhuǎn)換開關(guān)AD8174。
專利摘要本實(shí)用新型涉及了一種公路交叉口信號(hào)燈智能控制裝置。本實(shí)用新型由檢測(cè)裝置、信號(hào)控制器、交通信號(hào)燈所構(gòu)成,其特征在于:用于檢測(cè)各方向等待通行的車輛數(shù)目的地感線圈置于交叉口處不同方向的路面下,地感線圈的檢測(cè)信號(hào)經(jīng)前置信號(hào)處理器輸入帶有時(shí)鐘及存儲(chǔ)器的超級(jí)單片機(jī),單片機(jī)輸出連接驅(qū)動(dòng)電路和繼電器,控制四組受控的交通信號(hào)燈。
文檔編號(hào)G08G1/07GK2449306SQ0024691
公開日2001年9月19日 申請(qǐng)日期2000年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月3日
發(fā)明者黃中偉, 徐沖, 莊焰, 譚也平, 陸錦昌 申請(qǐng)人:黃中偉, 徐沖, 莊焰, 譚也平, 陸錦昌