CN100495467C - 带有推荐通行速度的交通提示牌的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种带有推荐通行速度的交通提示牌及其控制方法，属于道路车辆的交通控制系统。本发明交通提示牌包括控制器、速度提示牌和通信接口三部分，通信接口连接交通灯和控制器的输入接口，控制器的输出接口到速度提示牌。本发明控制方法最终由控制器实现。控制器经通信接口获得行驶方向的交通灯信号，经过公式计算得出可连续通过前方路口的若干速度区间，并在速度提示牌上显示出来。本发明为车辆提供了参考信息，从而减少交通拥塞、降低车辆耗能及缓解空气污染。

Description

带有推荐通行速度的交通提示牌的控制方法

技术领域

本发明属于道路车辆的交通控制系统，特别涉及一种带有推荐通行速度的交通提示牌及其控制方法。

背景技术

随着城市路况越来越复杂，交通信号灯数量逐渐增加，司机难以掌握红黄绿信号变换周期，使得红灯信号时交叉路口等待车辆过多，缩小了道路使用范围，耗费了大量能源，而且造成城市空气污染日趋严重。实践证明车辆匀速运行是最节能的运行方式，因此，如果让车辆匀速地通过每一个交叉路口，对车载用户出行将带来很多方便，同时也有利于交通的疏导以及环境保护。

发明内容

针对上述情况，本发明提供一种带有推荐通行速度的交通提示牌及其控制方法。

本发明交通提示牌包括控制器、速度提示牌和通信接口三部分，如图1所示，交通灯与通信接口相连，通信接口再与控制器的输入接口相连，控制器的输出接口连接到速度提示牌。控制器经通信接口获得行驶方向的交通灯信号，经过公式计算得出可连续通过前方路口的若干速度区间，并在速度提示牌上显示出来。

其中所述的行驶方向的交通灯信号分为绿灯、红灯和黄灯三种。

所述通信接口目的是获得行驶方向的当前信号或交通灯变灯时间，可采用现有的通信方式，如并行通信、串行通信、交通通信或公众网络通信。

所述的控制器实现对速度提示牌的显示控制，具有运算、计时功能，可由单片机(MCU)、可编程控制器(PLC)、嵌入式处理单元构成的控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)或者计算机(PC)实现。

所述的速度提示牌可显示文字或者数字形式的推荐速度区间，或由用户选择性地显示当前提示牌到前方路口的距离，交通灯的当前信号或交通灯变灯时间。可采用数码管、阴极射线管显示器(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子显示器(PDP)、或发光二极管(LED)点阵屏幕构成。

本发明控制方法最终由控制器实现，其控制过程包括以下步骤(如图2所示)：

步骤一、开始；

步骤二、初始化；

步骤三、获取前方路口交通灯信号；

步骤四、判断是否为绿灯，是，进入步骤五，否则进入步骤十一；

步骤五、判断是否与上次信号相同，是，进入步骤六，否则进入步骤七；

步骤六、绿灯当前时刻值加一，直接进入步骤九；

步骤七、记录红灯持续时间；

步骤八、绿灯当前时刻清零；

步骤九、计算t₀时间，即绿灯持续时间减去绿灯当前时刻；

步骤十、根据公式①计算推荐速度区间，直接进入步骤十七；

步骤十一、判断是否与上次信号相同，是，进入步骤十二，否则进入步骤十三；

步骤十二、红灯当前时刻值加一，直接进入步骤十五；

步骤十三、记录绿灯的持续时间；

步骤十四、红灯当前时刻清零；

步骤十五、计算t₁时间，即红灯持续时间减去红灯当前时刻；

步骤十六、根据公式②计算推荐速度区间；

步骤十七、显示，并延时1秒，返回步骤三。

如图3所示，推荐的速度区间根据交通提示牌到行驶方向的交通灯的距离，行驶方向的交通灯红绿灯周期，下次变灯时间计算。若当前路段允许最大速度为V_max，交通提示牌到行驶方向的交通灯的距离为S。行驶方向的交通灯为绿灯时，得到推荐速度区间如下式：

$\left\{\begin{array}{cc}\frac{S}{t_0}\&le;v\&le;V_{\max }& (\frac{S}{t_0}<V_{\max })\\ \frac{S}{t_0+(k+1)\&CenterDot;(T_R+T_G)}\&le;v\&le;\frac{S}{t_0+T_R+k\&CenterDot;(T_R+T_G)}& (\frac{S}{t_0}\&GreaterEqual;V_{\max })\end{array}\right.$    ①

式中：S代表交通提示牌到行驶方向的邻近交通灯的距离，t₀代表步骤十三说明的绿灯持续时间减去步骤六的绿灯当前时刻值，t₁代表步骤七里的红灯持续时间减去步骤十二里的红灯当前时刻值，v代表推荐速度，V_max代表交通提示牌所在路段允许最大时速，k是非负整数，k取不同值可以得到多段推荐速度，T_R代表行驶方向的交通灯红、黄灯持续时间和，T_G代表行驶方向的交通灯绿灯持续时间；

当行驶方向的交通灯为红灯或黄灯时，得到推荐速度区间如下式：

$\frac{S}{t_1+T_G+k\&CenterDot;(T_R+T_G)}\&le;v\&le;\frac{S}{t_1+k\&CenterDot;(T_R+T_G)}(k=\mathrm{0,1,2}...)$   ②

式中：t₁——计时器显示时间到行驶方向的交通灯由红灯变为绿灯的时间。

本发明提出的带有推荐通行速度的提示牌，为车辆提供了参考信息，从而减少交通拥塞、降低车辆耗能及缓解空气污染。

附图说明

图1为本发明结构框图；

图2为本发明控制方法流程图；

图3为本发明应用示意图；

图4为本发明实施例中控制器及其外围电路原理图；

图5为本发明实施例中速度提示牌电路原理图；

(a)为本实例中数码管串行移位电路原理图；

(b)为本实例中数码管的电路原理图；

(c)为本实例中前方路口交通灯当前信号显示电路原理图。

具体实施方式

图4～图5为本发明的一个优选实施例。本实施例中通信接口采用并行通信，控制器选用AT89C51单片机，采用C语言编程，交通灯提示牌选用数码管以数字形式显示，显示信息包括两组推荐速度区间(即显示四个速度数值)以及行驶方向的交通灯的变灯时间，其中速度值及时间的显示用三位数字表示。行驶方向的交通灯的当前信号用绿、红、黄三色灯实现。

图4为本实例中控制器及其外围电路原理图，行驶方向的交通灯的绿、红、黄信号分别与光藕芯片TLP521-4的1、3、5管脚相连，TLP521-4的16、14、12管脚再分别与89C51的13、14、15管脚相连。89C51的5～7管脚分别与如图5(c)所示的交通灯信号提示显示电路的Tip_RED、Tip_GREEN、Tip_YELLOW管脚相连。89C51的39、38、37、36管脚分别与速度1显示电路的rclk、srclr、srclk、ser端子相连；89C51的35、34、33、32管脚分别与速度2显示电路的rclk、srclr、srclk、ser端子相连；89C51的21～24管脚分别与速度3显示电路的rclk、srclr、srclk、ser端子相连；89C51的25～28管脚分别与速度4显示电路的rclk、srclr、srclk、ser端子相连；89C51的1～4管脚分别与变灯时间显示电路的rclk、srclr、srclk、ser端子相连。

本实例中四个速度数值及行驶方向的交通灯变灯时间的显示电路完全相同，如图5所示。由于本实例的速度提示牌采用数码管显示，故显示电路包括串行移位部分和数码管部分，如图5(a)所示串行移位部分的三个74HC595芯片的15、1、2、3、4、5、6、7管脚分别与三个如图5(b)所示的数码管的RowO～Row7端子相连。

Claims (1)

1、一种带有推荐通行速度的交通提示牌的控制方法，其特征在于显示控制由控制器实现，包括以下步骤：

步骤一、开始；

步骤二、初始化；

步骤三、获取前方路口交通灯信号；

步骤四、判断是否为绿灯，是，进入步骤五，否则进入步骤十一；

步骤五、判断是否与上次信号相同，是，进入步骤六，否则进入步骤七；

步骤六、绿灯当前时刻值加一，直接进入步骤九；

步骤七、记录红灯持续时间；

步骤八、绿灯当前时刻清零；

步骤九、计算t₀时间，即绿灯持续时间减去绿灯当前时刻；

步骤十、根据公式

算推荐速度区间，直接进入步骤十七，其中，

S代表交通提示牌到行驶方向邻近的交通灯的距离，

t₀代表步骤十三说明的绿灯持续时间减去步骤六的绿灯当前时刻值，

t₁代表步骤七里的红灯持续时间减去步骤十二里的红灯当前时刻值，

v代表推荐速度，

V_max代表交通提示牌所在路段允许最大时速，

k是非负整数，k取不同值可以得到多段推荐速度

T_R代表行驶方向的交通灯红、黄灯持续时间和；

T_G代表行驶方向的交通灯绿灯持续时间；

步骤十一、判断是否与上次信号相同，是，进入步骤十二，否则进入步骤十三；

步骤十二、红灯当前时刻值加一，直接进入步骤十五；

步骤十三、记录绿灯的持续时间；

步骤十四、红灯当前时刻清零；

步骤十五、计算t₁时间，即红灯持续时间减去红灯当前时刻；

步骤十六、根据公式 $\frac{S}{t_1+T_G+k\&CenterDot;(T_R+T_G)}\&le;v\&le;\frac{S}{t_1+k\&CenterDot;(T_R+T_G)}$ 计算推荐速度区间；

步骤十七、显示，并延时1秒，返回步骤三。

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