公路交叉口信號燈智能控制裝置的製作方法

2023-05-08 04:40:36 2

專利名稱：公路交叉口信號燈智能控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及了一種公路交叉口信號燈智能控制裝置。
隨著人類對汽車擁有量的不斷增加，交通擁擠的現象日益加劇。在人口密度較高的城鎮地區，車輛堵塞的現象經常發生，不僅幹擾了人類的正常生活，同時對人們工作的效率產生嚴重影響，且造成城市空氣汙染的增加，直接危及人身健康。克服由於車輛堵塞所帶來的不利影響，主要採用兩類不同的手段。第一種是通過增加道路條數和擴寬道路寬度提高車流的疏導能力。這種方法需要大量的土地資源和投資，而且對於已經形成的鬧市區，由於拆遷等問題的困擾，難以實施。第二種方法是通過監測和研究車流的規律，適當引導和疏導車流，以達到減緩和消除車輛堵塞的目的。後一種方法是現代智能交通工程的重要內容。通過信號燈的時間配製調整，以提高交叉口的實際通行量，是在城市交通控制中常用的辦法。現行的信號燈時間配置方法大體有兩種一種是根據經驗，在一天內的不同時段中，分別為交叉口處的各個方向的信號燈定出通行時間；另一種是通過監測，用計算機預測出交叉口各個方向的車流需求量，並以此為依據、根據優化原則定出不同方向信號燈的通行時間。在我國，由於影響交通秩序的因素較多(如自行車、行人和違章現象嚴重等)，後一種方法不易實施，所以大多採用前一種辦法，利用經驗分時段進行定時控制。根據經驗所確定的分段定時方案，從統計意義上講，體現了時間分配的合理性。但由於在給定的時段中，車流的大小具有漲落性，所以在交叉口處，經常出現下述現象，某些方向的車輛排隊很長，得不到足夠的通行時間，而另一些方向幾乎沒有車輛等候，卻得到富裕的通行時間。在這種情況下，交叉口的通行能力被白白浪費，同時導致部分方向的本來可以避免的堵車現象。為克服這種弊端，傳統上常採用交通警現場指揮方式，廢除信號燈的作用，由人根據觀察重新定出各個方向的通行時間。但現場指揮方式具有明顯缺點一是在氣候惡略的情況下難以進行，二是汙染氣體對交警的身體危害嚴重，三是耗費較多的警力。
本實用新型的目的是一種通過用儀器測量交叉口現場的待通行車輛數量，然後由信號處理器計算出最優時間分配方案，達到合理信號控制的裝置。
本實用新型的目的是通過如下技術方案來實現的本實用新型由單片機及接口電路等所構成，前置信號處理器輸入端連接檢測各方向等待通行的車輛數目的地感線圈，前置信號處理器輸出端連接到帶有時鐘及存儲器的單片機64180，單片機64180輸出連接驅動電路和受控的交通信號燈的繼電器。
本實用新型還可以將帶有時鐘及存儲器的超級單片機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的輸入端連接到用於接收攝象鏡頭信號的多路轉換開關AD8174。每個方向的交叉口可設置多個地感線圈組和多個攝象機。攝象系統採用帶有高級圖象識別功能的視頻處理系統。交叉口信號燈智能控制裝置與交通控制中心連接，配合使用。
本實用新型與現有技術相比具有明顯的疏導交通的效果，為改善交通作出積極的貢獻。
本實用新型的
如下圖1為本實用新型在一個交叉路口的儀器設置示意圖。
圖2為本實用新型的電氣原理圖。
圖3為信號控制器的工作流程圖。
以下結合附圖說明對本實用新型作進一步詳細的描述如圖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於路面下。地感線圈裝置的作用，是測量交叉口周圍不同方向上等待通過該交叉口的車輛數目。現以南向為例，說明測量和計算原理。位於地感線圈組1和2之間的車輛數，可以通過下述分析得到。如果有一車輛經過地感線圈組1，進入到所考慮的路段區間，則該區間內車輛數加一，同時地感線圈組1的計數也加一；若一車輛通過地感線圈組2處駛離該區間，則則該區間內車輛數減一，同時地感線圈組2的計數加一。因此，如果在區間內無車時將兩組地感線圈所連接的計數器清零，此後用第1組的計數減去第2組的計數，便可計算出任意時刻存於該區間的待通行車輛數目。其它三個方向的待通行車數量也用同樣計算方法取得。
為提高各個方向待通行車數量的測量和計算精度，消除有地感線圈檢測誤差所產生的累計誤差，本實用新型的設計中加入了攝象裝置。如圖1所示，5、6、7、8為帶有圖形識別功能的攝象裝置，這些裝置可以用圖象識別的方法檢測各觀察路段區間內有無車輛。如果無車輛，則自動將相應區間的計數清零，從而保證由地感線圈方法所測得的待通行車數量的準確性。
由地感線圈裝置和攝象儀所得到的信號，通過導線輸入信號控制器。信號控制器通簡單的運算，即可判斷出各方向的待通行車輛數目的多少，然後根據實際情況，按照車多的方向通行時間長，無車或車少的方向通行時間短的原則，確定出各方向的通行時間，並通過控制電路支配信號燈系統。
如圖2所示，9為攝象鏡頭，10為多路轉換開關，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處理器，14為帶有時鐘及存儲器的超級單片機，15為輸出驅動電路，16為繼電器，17為四組受控的交通信號燈。由於攝象鏡頭9的作用只是用來修正地感線圈12的計數結果，因此可以共用一套圖象處理裝置11。多路轉換開關10受單片機14的控制，實現視頻信號的切換。每個交叉路口共設置四個攝象鏡頭，八組地感線圈和四組交通信號燈。如圖3所示，從地感線圈裝置和攝象裝置所測得的各個方向待通行車數量數據。根據待通行車量數據，依照待通行車量是否造成堵塞的依據，判斷哪些方向應該優先通行，哪些方向可以適當減少通行時間，從而確定出各個方向的通行時間分配。根據計算出的時間分配方案，通知信號燈控制電路，對各個方向的信號配給通行(綠燈)時間長度，付諸執行。查看執行後的待通行車量情況，確定下一個控制循環的方案。本實用新型中所提出的公路交叉口交通信號燈控制裝置，原理簡明，適用範圍寬廣。
權利要求1.一種公路交叉口信號燈智能控制裝置，由單片機及接口電路等所構成，其特徵在於前置信號處理器輸入端連接檢測各方向等待通行的車輛數目的地感線圈，前置信號處理器輸出端連接到帶有時鐘及存儲器的單片機64180，單片機64180輸出連接驅動電路和受控的交通信號燈的繼電器。
2.根據權利要求1所述的公路交叉口信號燈智能控制裝置，其特徵在於帶有時鐘及存儲器的超級單片機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的輸入端連接到用於接收攝象鏡頭信號的多路轉換開關AD8174。
專利摘要本實用新型涉及了一種公路交叉口信號燈智能控制裝置。本實用新型由檢測裝置、信號控制器、交通信號燈所構成,其特徵在於:用於檢測各方向等待通行的車輛數目的地感線圈置於交叉口處不同方向的路面下,地感線圈的檢測信號經前置信號處理器輸入帶有時鐘及存儲器的超級單片機,單片機輸出連接驅動電路和繼電器,控制四組受控的交通信號燈。
文檔編號G08G1/07GK2449306SQ0024691
公開日2001年9月19日 申請日期2000年8月3日 優先權日2000年8月3日
發明者黃中偉, 徐衝, 莊焰, 譚也平, 陸錦昌 申請人:黃中偉, 徐衝, 莊焰, 譚也平, 陸錦昌