CN100334553C - 交通信号仿真系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种交通信号仿真系统，该系统包括交通信号控制机、信号转换器和仿真计算机；所述信号转换器与所述交通信号控制机中各个开关的输出端连接，将各个开关输出的驱动电压转换为能被所述仿真计算机所识别的数字信号；所述仿真计算机与所述信号转换器的输出端连接，将所接收到的数字信号所表示的交通灯状态显示在仿真计算机的显示屏幕上。本发明可应用于交通警察的业务培训、院校相关专业的教学等方面。
Description
技术领域
本发明涉及交通控制技术，更具体地说，涉及一种交通信号仿真系统。
背景技术
城市道路交通信号控制系统是保障良好交通秩序的必不可少的手段，为了适应交通控制需求的变化，交通信号控制机由原来的单点单时段发展到单点多时段、多相位的工作模式，进而通过对多点的协调控制实现“线控”与“面控”等大区域交通信号的协调工作模式，以提高整条道路或整个区域的道路通行能力。因此，单点多时段、多相位信号控制机得到广泛应用。随着道路交通流量的快速增长及路口具体情况的不断变化，需要对信号控制机的配时方案进行调整，例如改变某一方向交通灯的时间周期等。
当受控路口数量比较多时，仅仅依靠技术人员已经不能满足要求，必须使执勤人员能够立即对信号机进行调整，为了使执勤人员能够掌握信号控制机的操作方法，必须对其进行培训，但是又不能用现场的交通灯作为培训资源并对其进行随意调整，最好的办法是采用模拟设备进行培训，但目前还没有这种模拟设备可供使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种交通信号仿真系统，使培训不需要到现场进行、更为方便易行，从而使相关人员能够快速地掌握信号控制机的操作方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种交通信号仿真系统，包括交通信号控制机，其特征在于，还包括信号转换器和仿真计算机；所述信号转换器与所述交通信号控制机中各个开关的输出端连接，将各个开关输出的驱动电压转换为能被所述仿真计算机所识别的数字信号；所述仿真计算机与所述信号转换器的输出端连接，将所接收到的数字信号所表示的交通灯状态显示在仿真计算机的显示屏幕上。
在本发明所述的交通信号仿真系统中，在所述信号转换器中，包括，与所述交通信号控制机中各个开关的输出端连接、将各个开关输出的驱动电压转换为相应的数字逻辑电平的电平转换单元；与所述电平转换单元的输出端连接、将所述数字逻辑电平组成的二进制序列转换为按照字节分割的多字节数据组的数据格式转换单元；以及按预定时间间隔依次读取所述数据格式转换单元中的数据，并通过输出接口将所述数据传送到所述仿真计算机的微处理器。
本发明的交通信号仿真系统根据交通信号控制机输出的驱动电压，获得交通信号控制机的工作状态、控制时段、相位关系等交通信号控制参数，并通过信号转换器进行处理，再由仿真计算机将这些参数所表示的交通灯状态直观地显示在仿真计算机的显示屏幕上，可用于教学与培训，使学员快速地理解和掌握交通信号控制机的调试方法。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明交通信号仿真系统的原理框图；
图2是图1中所示信号转换器的原理框图；
图3是本发明仿真系统的工作流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明中的交通信号控制机101可采用普通的交通信号控制机，其中包括设置单元、控制单元和多个交通灯驱动电源输出开关。使用时，工作人员从设置单元输入需要调整的交通信号，然后由控制单元根据设置的信息输出相应的开关控制信号，控制各个开关的断开\闭合，图中的虚线表示各个开关的控制信号线。当一个十字路口的每一方向有三个交通灯时，四个方向共有十二个交通灯，相应地需要设置十二个控制开关。正常使用时，输入各个开关的驱动电压是220V交流电。本发明中，因各个开关输出的驱动电压不是用于驱动交通灯，而是输出到信号转换器102，所以不需要220V交流电，可以用低电交流电、或采用低压直流电来代替。
本发明中，由交通信号控制机101根据所设定的配时方案，触发控制相应开关的断开\闭合，向信号转换器102输出交通灯驱动电压；信号转换器102将这些驱动电压转换成标准数字逻辑电平，然后按预定规则对这些逻辑电平进行处理，并通过标准RS232接口发送给仿真计算机103；仿真计算机103按相应的规则对收到的数据进行处理，并将这些数据所反映的交通灯状态显示在计算机屏幕的路口地图上，例如以方向图标和导流图的形式进行显示，其中的方向图标包括黄灯、红灯、人行灯、直行、左转、右转、掉头等。
在图2中示出了信号转换器102的内部原理。图中，电平转换单元201将来自信号控制机101的交通灯驱动电压转换为标准数字逻辑电平，这些逻辑电平组合在一起形成一个表示交通灯状态的二进制序列，该序列中二进制数的个数取决于被交通信号控制机101所控制的交通灯的个数。以图1中所示情况为例，当某一时刻只有第1、3、6、11这四个灯亮，且以高电平表示灯亮、低电平表示灯灭时，相应的二进制序列为101001000010；当另一时刻只有第1、2、5、9、12这五个灯亮时，相应的二进制序列为110010001001。
然后，由数据格式转换单元202将上述二进制序列规划成按照字节分割的多字节数据组，也就是转换为能被后面的微处理器203所识别的二进数。本实施例中采用的是8位微处理器，所以需要将上述二进制序列规划成两个8位二进数，例如对于上述第一种情况中的二进制序列101001000010，分解成两部分之后即为10100100和0010xxxx，其中的四个‘x’是为了补齐位数，微处理器在处理时可自动将其排出。
微处理器203在读取时钟的控制下，逐字节依次读取经上述格式转换后的数据，微处理器203内部运行的程序在获取这些数据后，将根据这些数据记录交通信号控制机101的每个开关所输出的驱动信号状态，并监测驱动信号状态的变化情况，同时根据基准时钟发生器205所提供的时钟脉冲，计算各个开关输出的每一个驱动信号状态所持续的时间，并以一定的时间间隔不断地将这些数据通过串行接口204发送到仿真计算机103。最后由仿真计算机103按相应的规则对收到的数据进行解码，并将这些数据所反映的交通灯状态显示在计算机屏幕的路口地图上。
具体实施时，可在信号转换器102中装设一个变压器，将220V市电交流变压为所需低压交流，然后经整流稳压电路处理后得到各单元所需的工作直流电压，例如转换为5V直流电源。另外，还可将上述低压交流电输出到交通信号控制机101作为各个开关的驱动电源；也可以另设一个变压器将220V市电交流变压为另一种所需低压交流，然后再输入到交通信号控制机101作为各个开关的驱动电源；还可以直接将上述低压直流电输出到交通信号控制机101作为各个开关的驱动电源。
图3所示为仿真计算机的工作流程。整个流程分成两种工作模式，一种是编辑模式，另一种是运行模式。程序启动时，自动进入编辑模式，并提供两种编辑对象导入方式，一种是通过打开配置文件的方法编辑以前配置的路口；另一种是编辑新路口，此时首先要导入一张待仿真路口的底图，该底图可以是路口胶片的扫描图、数码相机的位图以及CAD平面图等多种格式的图片。
在编辑模式下，根据待编辑路口交通灯的实际位置分布情况和车流方向，可以在路口底图上放置与交通灯的实际分布情况相应的图标和导流图符号，并将每个导流图与相应的交通灯图标关联起来，设置完毕，将以文件的形式把该路口的配置存储起来。
在运行模式下，仿真计算机103通过串行接口204发送运行命令，激活信号转换器102的运行程序，然后开始监测串行口接口204的状态，当接收到由信号转换器102传来的数据时，仿真计算机将对所接收的数据进行解码，获得每个交通灯的当前状态。如果检测到某个交通灯被点亮，则激活代表该交通灯的图标以及与该交通灯所控制的车流的导流线，从而在显示屏上显示出仿真效果。
Claims (4)
1、一种交通信号仿真系统，包括交通信号控制机，其特征在于，还包括信号转换器和仿真计算机；所述信号转换器与所述交通信号控制机中各个开关的输出端连接，将各个开关输出的驱动电压转换为能被所述仿真计算机所识别的数字信号；所述仿真计算机与所述信号转换器的输出端连接，将所接收到的数字信号所表示的交通灯状态显示在仿真计算机的显示屏幕上。
2、根据权利要求1所述的交通信号仿真系统，其特征在于，在所述信号转换器中，包括，
与所述交通信号控制机中各个开关的输出端连接、将各个开关输出的驱动电压转换为相应的数字逻辑电平的电平转换单元；
与所述电平转换单元的输出端连接、将所述数字逻辑电平组成的二进制序列转换为按照字节分割的多字节数据组的数据格式转换单元；
以及，按预定时间间隔依次读取所述数据格式转换单元中的数据，并通过输出接口将所述数据传送到所述仿真计算机的微处理器。
3、根据权利要求1或2所述的交通信号仿真系统，其特征在于，所述交通信号控制机中各个开关的输入连接的是低压交流电、或低压直流电。
4、根据权利要求1或2所述的交通信号仿真系统，其特征在于：所述仿真计算机根据其收到的数据，将表示各个交通灯工作状态的图标和导流图符号与相应的路口底图相叠加，然后把叠加后的图片显示在仿真计算机的显示屏幕上。
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