專利名稱：道路交通信號控制裝置、運行方式、方法及網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是城市道路指揮交通的信號機，特別涉及一種道路交通信號控制裝置、運行方式、方法及網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)城市道路交通信號機，核心技術(shù)基于上世紀(jì)九十年代的科技，一般為路口單點控制、聯(lián)網(wǎng)控制等。信號機控制方式分為固定周期控制、感應(yīng)控制、協(xié)調(diào)控制等，使用中所遇到的問題多屬于車輛運轉(zhuǎn)過程中，由于意外因素、車輛堵塞造成信號機及系統(tǒng)，不能隨車輛變化而變化，影響交通控制的效果，系統(tǒng)失控、指揮效率降低等，使車輛的控制與車輛的運轉(zhuǎn)情況相脫節(jié)，達(dá)到同步運轉(zhuǎn)的最佳狀態(tài)比較困難。交通控制系統(tǒng)中的交通信號機 一個路口設(shè)置一臺，用于控制路口處的交通信號燈(包括車道信號燈、行人信號燈)，有的路口增加了電視監(jiān)控系統(tǒng)，但多數(shù)是另一套單獨的系統(tǒng)，兩套系統(tǒng)共存的狀況。路口處的信號機多采用單片機、工控機等。單片機能滿足基本的單點控制，價格低，結(jié)構(gòu)簡單，比較實用， 不能聯(lián)網(wǎng)組成系統(tǒng)，工業(yè)控制計算機分為PC主板和嵌入式，是交通智能控制的基礎(chǔ)。路口處采用工控機的信號機，高端的使用了傳感器，與控制中心聯(lián)網(wǎng)。傳感器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過運算后或從控制中心直接接收的數(shù)據(jù)，輸出采用220V點亮或熄滅，分別用于控制路口處的信號燈、倒計時牌及其它裝置，也有把220V傳到帶簡單計算功能的單片機上，再控制相關(guān)的信號裝置，用于交通控制。傳感器采集數(shù)據(jù)是與車輛行駛過程中同步進(jìn)行的，每一個采集周期快結(jié)束的時候才將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行運算，留給信號機運算的時間不足，傳感器輸入的采集接口多的時候達(dá)幾十個，輸出的接口也有幾十個，要在很短時間內(nèi)完成運算、控制指令發(fā)出，這樣信號機在應(yīng)對車輛變化方面，浪費功能又力不從心，當(dāng)遇到一些非正常的情況時， 信號機對車輛的指揮常常處于失控狀態(tài)，無法有效的對車輛進(jìn)行控制。交通信號控制，需要實時操作系統(tǒng)的支持，但其復(fù)雜性，不確定性和突變性等，在數(shù)據(jù)處理方面，需要更多的數(shù)學(xué)模型來解決。英國《自然》雜志中的文章也認(rèn)為針對車輛的交通控制系統(tǒng)，仍是人類沒有解決好的問題。交通控制系統(tǒng)的技術(shù)需要長期的、大量的財力、人力、物力的支持，才能逐漸解決?？梢栽谝欢ǚ秶鷥?nèi)取得階段性的進(jìn)步，再逐漸擴展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了上述存在的缺陷，目的是為解決交通信號機能同時具備實時和多任務(wù)的支持能力，有較短的中斷響應(yīng)時間，內(nèi)部的代碼和實時操作系統(tǒng)的執(zhí)行時間減少到最低限度；交通信號機具有功能很強的存儲區(qū)保護(hù)功能，同時也有利于軟件診斷；交通信號機具有可擴展的處理器結(jié)構(gòu)，以便為今后更高性能的應(yīng)用實現(xiàn)功能提升，交通信號機具有向下的網(wǎng)絡(luò)功能向下組成三級局域網(wǎng)，向上參與城市控制中心的網(wǎng)絡(luò)，提供一種道路交通信號控制裝置、運行方式、方法及網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明道路交通信號控制裝置、運行方式、方法及網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容簡述
本發(fā)明道路交通信號控制裝置，其特征在于在交叉路口處的一級信號機控制、計算機控制的二級信號燈中，設(shè)置一級中間道口信號機控制組成路口處三級局域網(wǎng)絡(luò)信號控制系統(tǒng)，第一級路口信號機連接第二級道口信號機，第二級連接第三級信號燈，采用數(shù)字連接、 連接方式分星型網(wǎng)絡(luò)、總線結(jié)構(gòu)或星型、總線混合網(wǎng)絡(luò)形式。道路交通信號控制運行方式第一級設(shè)置一臺路口信號機，對控制中心和相鄰路口，接收、上傳數(shù)據(jù)、以及對本路口的數(shù)據(jù)進(jìn)行運算、運算后的結(jié)果數(shù)據(jù)分配給各個方向的第二級道口信號機；
第二級設(shè)置四臺道口信號機，在五叉路口設(shè)置五臺道口信號機，將儲存采集到的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；滿足上級信號機巡檢數(shù)據(jù)需求；下達(dá)控制指令并分配到第三級若干個信號裝置或燈，及信息發(fā)布裝置，或設(shè)置視頻采集卡及攝像頭外部接收、發(fā)送裝置； 第三級設(shè)置接收、儲存、運算、控制信號燈的顯示。設(shè)置交通信號控制裝置的方法及網(wǎng)絡(luò)在路口處組成星型、總線、星型總線混合局域網(wǎng)絡(luò)；路口處所有的數(shù)據(jù)傳輸信號全部為數(shù)字傳輸。第一級信號控制中心是以計算機局域網(wǎng)絡(luò)為核心的信號機設(shè)置在路口處成為路口信號控制中心，將路口的信號控制功能，設(shè)置為數(shù)據(jù)傳輸、運算、存儲、定位功能為主，減少信號機的采集接口、控制接口的數(shù)量、技術(shù)負(fù)擔(dān)、工作時間；將路口信號控制中心的指令， 通過局域網(wǎng)絡(luò)直接傳遞到第二級的道口信號機上，向下一級傳輸上一級城市控制中心的執(zhí)行數(shù)據(jù)；予留功能擴展口，以備將來升級；對傳感器采用間歇任意調(diào)取采集，采集的數(shù)據(jù)保存在第二級的道口計算機并實時運算，第一級隨時對第二級進(jìn)行掃描巡檢，對各方向的信號控制合并、分解、控制的指令由第一級完成；
第二級設(shè)置在道口處的信號機，是由道口處計算機組成信號控制裝置，設(shè)置車輛數(shù)據(jù)采集傳感器，對進(jìn)、出口的各個車道進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集，將采集的數(shù)據(jù)存儲，隨時對第一級的巡檢上傳采集的數(shù)據(jù)出口、進(jìn)口 ；對第一級的控制信號進(jìn)行接收、存儲，并分配給本路口的> 1個的車道信號燈、行人信號燈、電子顯示屏及其它信息顯示裝置和接收、發(fā)送裝置及根據(jù)需要設(shè)置無線、微波、紅外發(fā)射器留有功能擴展口，以備升級；當(dāng)路口信號機失控，數(shù)據(jù)仍然可以隨時巡檢，并隨時監(jiān)控道路內(nèi)的車輛運行情況；
第三級設(shè)置在信號燈內(nèi)部或顯示裝置內(nèi)部，采用計算機控制的信號裝置，作為執(zhí)行機構(gòu)，用于終端的顯示信號燈、顯示牌裝置的顯示控制，由數(shù)據(jù)接收、存儲、運算、信號顯示四部分組成，本級接口板接收第2級的控制數(shù)據(jù)與本級存儲的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比運算后，連接到驅(qū)動輸出部分，再驅(qū)動信號裝置進(jìn)行顯示，增加對車輛的提供的信號信息量； 路口處的局域網(wǎng)絡(luò)傳輸路徑
信號控制中心巡檢、接收來自周邊路口的出口傳感器、進(jìn)口傳感器上傳數(shù)據(jù)，或系統(tǒng)中的控制中心的協(xié)調(diào)指令；
采用工控機的信號機的電路板各個部件CPU、主板、信號接口板、顯示卡、顯示器、網(wǎng)卡、電源及路由器，作為信號機需要相應(yīng)的程序及上述電路板構(gòu)成并組成網(wǎng)絡(luò)連接； 采用刀片服務(wù)器取代路口處的工控機信號機，處理復(fù)雜的路口 ； 路口交通信號控制網(wǎng)絡(luò)，配合相應(yīng)的道路狀況及應(yīng)對方式的數(shù)學(xué)模型和實時操作系統(tǒng)及控制軟件。本發(fā)明在于建立路口處的新型交通信號機，改善交通信號機的控制能力、減少堵塞，為實現(xiàn)智能控制打下基礎(chǔ)。



圖1是道路交通信號控制裝置結(jié)構(gòu)框2是--種第--級與第二二級星型連接3是--種第--級與第二二級總線連接4是--種第二二級與第三三級星型連接5是--種第二二級與第Ξ三級總線連接6是--種第三三級信號燈內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)連接圖。
具體實施例方式本發(fā)明道路交通信號控制裝置及方法是這樣實現(xiàn)的，下面結(jié)合附圖做具體說明。 見圖1 圖6，道路交通信號控制裝置，在原有的交叉路口處的一級信號機控制、計算機控制的二級信號燈中，增加一級中間道口信號機控制，組成路口處三級局域網(wǎng)絡(luò)信號控制系統(tǒng)，第一級路口信號機連接第二級道口信號機，第二級連接第三級信號燈，采用數(shù)字連接、 連接方式分星型網(wǎng)絡(luò)、總線結(jié)構(gòu)或星型、總線混合網(wǎng)絡(luò)形式。道路交通信號控制運行方式，第一級設(shè)置一臺路口信號機，對上級城市控制中心和相鄰路口，接收、上傳數(shù)據(jù)、以及對本路口的數(shù)據(jù)進(jìn)行運算、運算后的結(jié)果數(shù)據(jù)分配給各個方向的第二級道口信號機。第二級設(shè)置四臺道口信號機，在五叉路口設(shè)置五臺道口信號機，用來儲存采集到的傳感器數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；滿足上級信號機巡檢數(shù)據(jù)需求；下達(dá)控制指令并分配到第三級若干個信號裝置或燈，及其它信息發(fā)布裝置，或設(shè)置視頻采集卡及攝像頭等外部接收、 發(fā)送裝置。第三級設(shè)置接收、儲存、運算、控制信號燈的顯示。交通信號控制裝置方法及網(wǎng)絡(luò)
路口處組成星型、總線、星型總線混合局域網(wǎng)絡(luò)。路口處所有的數(shù)據(jù)傳輸信號全部為數(shù)字傳輸。道路交通信號控制裝置實施的技術(shù)方法
第一級信號控制中心是以計算機局域網(wǎng)絡(luò)為核心的信號機設(shè)置在路口處成為路口信號控制中心，將路口的信號控制功能，設(shè)置為數(shù)據(jù)傳輸、運算、存儲、定位等功能為主，減少信號機的采集接口、控制接口的數(shù)量、技術(shù)負(fù)擔(dān)、工作時間，節(jié)省下的時間和功能用于其它方面的信號的接收及功能的擴展、并將計算結(jié)果存儲、分配；將路口信號控制中心的指令， 通過局域網(wǎng)絡(luò)直接傳遞到第二級的道口信號機上，向下一級傳輸上一級控制中心的執(zhí)行數(shù)據(jù)。及其它的信息采集及發(fā)布裝置。予留功能擴展口，以備將來升級；對傳感器的實時采集改為間歇任意調(diào)取采集，采集的數(shù)據(jù)保存在第二級的路口計算機并實時運算，第一級隨時對第二級進(jìn)行掃描巡檢，對各方向的信號控制合并、分解、控制的指令由第一級完成；
第二級設(shè)置在道口處的信號機，是由道口處計算機組成信號控制裝置，設(shè)置車輛數(shù)據(jù)采集傳感器，對進(jìn)、出口的各個車道進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集，將采集的數(shù)據(jù)存儲，隨時對第一級的巡檢上傳采集的數(shù)據(jù)出口、進(jìn)口 ；對第一級的控制信號進(jìn)行接收、存儲，并分配給本路口的> 1個的車道信號燈、行人信號燈、電子顯示屏及其它信息顯示裝置和接收、發(fā)送裝置及根據(jù)需要設(shè)置無線、微波、紅外發(fā)射器留有功能擴展口，以備將來升級；路口信號機即使失控，數(shù)據(jù)仍然可以隨時巡檢，本級隨時監(jiān)控道路內(nèi)的車輛運行情況。第三級設(shè)置在信號燈內(nèi)或顯示裝置內(nèi)，采用計算機控制的信號裝置，作為執(zhí)行機構(gòu)，用于終端的顯示信號燈、顯示牌裝置的顯示控制，由數(shù)據(jù)接收、存儲、運算、信號顯示四部分組成，本級接口板接收第2級的控制數(shù)據(jù)與本級存儲的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比運算后，連接到驅(qū)動輸出部分，再驅(qū)動信號裝置進(jìn)行顯示。增加對車輛的提供的信號信息量。路口處的局域網(wǎng)絡(luò)傳輸路徑
信號控制中心巡檢、接收來自周邊路口的出口傳感器、進(jìn)口傳感器上傳數(shù)據(jù)，或系統(tǒng)中的控制中心的協(xié)調(diào)指令；
采用工控機的信號機的電路板各個部件都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，CPU、主板、信號接口板、顯示卡、顯示器、網(wǎng)卡、電源、路由器。作為信號機需要相應(yīng)的程序(算法)以及上述電路板構(gòu)成并組成網(wǎng)絡(luò)連接。根據(jù)需要，采用刀片服務(wù)器取代路口處的工控機信號機，處理復(fù)雜的路口 ； 路口交通信號控制網(wǎng)絡(luò)，還需要配合相應(yīng)的道路狀況及應(yīng)對方式的數(shù)學(xué)模型(即算法)
和實時操作系統(tǒng)及控制軟件。本發(fā)明在于建立路口處的新型交通信號控制系統(tǒng)，改善交通信號機的控制能力、 減少堵塞，為實現(xiàn)智能控制打下基礎(chǔ)。
權(quán)利要求
1.一種道路交通信號控制裝置，其特征在于在交叉路口處的一級信號機控制、計算機控制的二級信號燈中，設(shè)置一級中間道口信號機控制組成路口處三級局域網(wǎng)絡(luò)信號控制系統(tǒng)，第一級路口信號機連接第二級道口信號機，第二級連接第三級信號燈，采用數(shù)字連接、連接方式分星型網(wǎng)絡(luò)、總線結(jié)構(gòu)或星型、總線混合網(wǎng)絡(luò)形式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路交通信號控制裝置，其特征在于道路交通信號控制運行方式第一級設(shè)置一臺路口信號機，對控制中心和相鄰路口，接收、上傳數(shù)據(jù)、以及對本路口的數(shù)據(jù)進(jìn)行運算、運算后的結(jié)果數(shù)據(jù)分配給各個方向的第二級道口信號機；第二級設(shè)置四臺道口信號機，在五叉路口設(shè)置五臺道口信號機，將儲存采集到的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；滿足上級信號機巡檢數(shù)據(jù)需求；下達(dá)控制指令并分配到第三級若干個信號裝置或燈，及信息發(fā)布裝置，或設(shè)置視頻采集卡及攝像頭外部接收、發(fā)送裝置； 第三級設(shè)置接收、儲存、運算、控制信號燈的顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路交通信號控制裝置，其特征在于設(shè)置交通信號控制裝置的方法及網(wǎng)絡(luò)在路口處組成星型、總線、星型總線混合局域網(wǎng)絡(luò)；路口處所有的數(shù)據(jù)傳輸信號全部為數(shù)字傳輸。
4.一種道路交通信號控制裝置實施的技術(shù)方法，其特征在于第一級信號控制中心是以計算機局域網(wǎng)絡(luò)為核心的信號機設(shè)置在路口處成為路口信號控制中心，將路口的信號控制功能，設(shè)置為數(shù)據(jù)傳輸、運算、存儲、定位功能為主，減少信號機的采集接口、控制接口的數(shù)量、技術(shù)負(fù)擔(dān)、工作時間；將路口信號控制中心的指令，通過局域網(wǎng)絡(luò)直接傳遞到第二級的道口信號機上，向下一級傳輸上一級城市控制中心的執(zhí)行數(shù)據(jù)；予留功能擴展口，以備將來升級；對傳感器采用間歇任意調(diào)取采集，采集的數(shù)據(jù)保存在第二級的道口計算機并實時運算，第一級隨時對第二級進(jìn)行掃描巡檢，對各方向的信號控制合并、分解、控制的指令由第一級完成；第二級設(shè)置在道口處的信號機，是由道口處計算機組成信號控制裝置，設(shè)置車輛數(shù)據(jù)采集傳感器，對進(jìn)、出口的各個車道進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集，將采集的數(shù)據(jù)存儲，隨時對第一級的巡檢上傳采集的數(shù)據(jù)出口、進(jìn)口 ；對第一級的控制信號進(jìn)行接收、存儲，并分配給本路口的> 1個的車道信號燈、行人信號燈、電子顯示屏及其它信息顯示裝置和接收、發(fā)送裝置及根據(jù)需要設(shè)置無線、微波、紅外發(fā)射器留有功能擴展口，以備升級；當(dāng)路口信號機失控，數(shù)據(jù)仍然可以隨時巡檢，并隨時監(jiān)控道路內(nèi)的車輛運行情況；第三級設(shè)置在信號燈內(nèi)部或顯示裝置內(nèi)部，采用計算機控制的信號裝置，作為執(zhí)行機構(gòu)，用于終端的顯示信號燈、顯示牌裝置的顯示控制，由數(shù)據(jù)接收、存儲、運算、信號顯示四部分組成，本級接口板接收第2級的控制數(shù)據(jù)與本級存儲的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比運算后，連接到驅(qū)動輸出部分，再驅(qū)動信號裝置進(jìn)行顯示，增加對車輛的提供的信號信息量； 路口處的局域網(wǎng)絡(luò)傳輸路徑信號控制中心巡檢、接收來自周邊路口的出口傳感器、進(jìn)口傳感器上傳數(shù)據(jù)，或系統(tǒng)中的控制中心的協(xié)調(diào)指令；采用工控機的信號機的電路板各個部件CPU、主板、信號接口板、顯示卡、顯示器、網(wǎng)卡、電源及路由器，作為信號機需要相應(yīng)的程序及上述電路板構(gòu)成并組成網(wǎng)絡(luò)連接； 采用刀片服務(wù)器取代路口處的工控機信號機，處理復(fù)雜的路口 ； 路口麵信號控制網(wǎng)絡(luò)，配合糖的纖狀TO^彷式瞧對麵和實_乍蔡MS!嫩件。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是城市道路指揮交通的信號機，特別涉及一種道路交通信號控制裝置、運行方式、方法及網(wǎng)絡(luò)，其特征在于在交叉路口處的一級信號機控制、計算機控制的二級信號燈中，設(shè)置一級中間道口信號機控制，組成路口處三級局域網(wǎng)絡(luò)信號控制系統(tǒng)，第一級路口信號機連接第二級道口信號機，第二級連接第三級信號燈，采用數(shù)字連接、連接方式分星型網(wǎng)絡(luò)、總線結(jié)構(gòu)或星型、總線混合網(wǎng)絡(luò)形式。在路口處組成星型、總線、星型總線混合局域網(wǎng)絡(luò)；路口處所有的數(shù)據(jù)傳輸信號全部為數(shù)字傳輸。本發(fā)明在于建立路口處的新型交通信號機，改善交通信號機的控制能力、減少堵塞，為實現(xiàn)智能控制打下基礎(chǔ)。
文檔編號G08G1/07GK102289942SQ20111016862
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者曲德家, 許德蛟, 趙驥, 馬成家 申請人:鞍山市權(quán)晟電子電力有限公司