CN101216999A - 一种分体式交通信号控制机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分体式交通信号控制机系统，其特征在于，包括分别位于路口不同方位以对相应方位进行交通控制的多个信号控制机。由于每个信号控制机均为标准化结构，进而可以根据路口规模进行组合搭配，因而可扩展性高。

Description

一种分体式交通信号控制机系统

技术领域

本发明涉及交通控制领域，尤其涉及一种分体式交通信号控制机系统。

背景技术

现有技术中，交通信号控制机系统大多是一个路口采用一个集中控制式交通信号控制机，由该交通信号控制机控制该路口的各个方向的交通。因而，导致了该交通信号控制机的体型较大，占用道路资源过多。

另一方面，由于所述集中式交通信号控制机需要对该路口的各个方位的信号灯进行控制，因而不可避免需要与各个信号灯进行连接。而现有技术中大多采用有线方式进行连接，这样就导致了交通信号控制机与各个方位的信号灯之间的走线较长，对道路破坏较大，成本较高；并且，由于交通信号控制机通过控制交流电的通断来控制信号灯的亮灭，在交通信号控制机与信号灯之间引线较长，产生很大的电磁辐射污染。

另外，现有的交通信号控制机不能根据环境光的亮度实时的对信号灯的亮度进行调节，例如在环境光较强的中午时间，信号灯的亮灭经常不容易辨识，而在环境光较暗的夜晚，信号灯的亮度比较刺眼，给行人和驾驶人员造成不适感觉，且浪费电能。

再一方面，由于现有技术中一个路口采用一个集中控制式的交通信号控制机，该交通信号控制机出厂后只能适用于路口规模小于等于该路口的情况，而对于路口规模大于该路口的情况则不能使用，可扩展性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种可扩展性高的交通信号控制机系统。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种分体式交通信号控制机系统，包括分别位于路口不同方位以对相应方位进行交通控制的多个信号控制机。

其中，所述多个信号控制机分为主信号控制机和从信号控制机，主信号控制机与从信号控制机和交通控制中心通讯，并且从信号控制机受控于主信号控制机；所述分体式交通信号控制机系统至少包括一个主信号控制机和一个从信号控制机。

优选的，所述信号控制机与地面无接触的固定连接于对应方位的信号灯灯杆上。

其中，所述主信号控制机与从信号控制机之间采用无线或有线方式通讯；所述主信号控制机与交通控制中心之间采用无线方式通讯。

具体的，所述从信号控制机包括：

驱动单元，用于驱动本地相位的输出；

本地通讯单元，用于与主信号控制机通讯；

处理器单元，用于根据来自主信号控制机的控制指令控制所述驱动单元的相位输出操作。

进一步，所述从信号控制机还包括：

光传感器处理单元，用于检测环境光亮度和信号灯亮度；所述处理器单元还根据检测到的环境光亮度和当前信号灯亮度控制驱动单元对信号灯的亮度进行调节。

其中，所述本地通讯单元与主信号控制机采用串行总线通讯或无线短程通信方式通讯。

具体的，所述主信号控制机包括：

驱动单元，用于驱动本地相位的输出；

本地通讯单元，用于通过有线或无线方式接收交通检测器采集的数据并与从信号控制机通讯；

远程通讯单元，用于接收来自交通控制中心的控制指令或将本地交通数据发送至交通控制中心；所述本地交通数据至少包括交通检测器采集的数据和/或当前路口交通控制参数数据；

处理器单元，用于根据远程通讯单元所接收控制指令和/或本地通讯单元所接收的来自交通检测器的数据控制驱动单元进行相位输出；并且，控制远程通讯单元将本地交通数据发送至交通控制中心。

进一步，所述主信号控制机还包括：

光传感器处理单元，用于检测环境光亮度和信号灯亮度；所述处理器单元还根据检测到的环境光亮度和当前信号灯亮度控制驱动单元对信号灯的亮度进行调节。

另外，所述本地通讯单元与从信号控制机采用串行总线通讯或无线短程通信方式通讯。

本发明由于将原来的一个交通信号控制机所执行的功能分为若干个交通信号控制机执行，对于每个交通信号控制机来说大大减少的体积，因而减少了对道路资源的占用，并且当将信号控制机与地面无接触的固定连接于对应方位的信号灯灯杆上时更加大大减少了对道路资源的占用。

另外，由于主信号控制机与交通检测器之间采用无线连接，主信号控制机和从信号控制机之间也采用无线连接，因而也可以大大减少走线；一方面避免了对道路的较大的破坏，另一方面也节省了线路成本。采用本发明，能够使得信号灯就近利用电力线供电，避免了现有技术中从一个集中控制交通信号控制机引入电力线至各个方位的信号灯的较长引线，因而在一定程度上减少了电磁污染。

另一方面，本发明通过对环境光和信号灯的亮度进行采集处理，进而能够实时调节信号灯的亮度。由于每个主、从信号控制机均为标准化结构，进而可以根据路口规模进行组合搭配，因而可扩展性高。

附图说明

图1是本发明分体式交通信号控制机系统的一个实施例的示意图；

图2是本发明主信号控制机的一个实施例的结构框图；

图3是本发明从信号控制机的一个实施例的结构框图；

图4是本发明驱动单元的一个实施例的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细阐述。

参考图1，图示了本发明分体式交通信号控制机系统的一个实施例的示意图。如图所示，本实施例中交通信号控制机系统位于一个十字路口中，对应于该路口的四个方向分别设置4个交通信号控制机1、2、3、4，所述4个交通信号控制机分别设置于其控制信号灯的灯杆上。并且，在该十字路口的四个方向上分别设有交通检测器5、6、7、8，用来对相应方向上的交通数据进行采集，其采集的交通数据包括占有率、排队长度、车速、流量，或者仅仅对车辆有无进行检测，其可以通过埋设于道路地下的线圈来进行检测。

其中，所述4个交通信号控制机中信号控制机1为主信号控制机，2、3、4为从信号控制机。主信号控制机1根据交通检测器5、6、7、8所检测到的数据和/或来自交通控制中心的控制指令控制2、3、4从信号控制机对其相应的信号灯进行控制调整，以及控制主信号控制机1自身所对应的信号灯的调整。所述主信号控制机1和从信号控制机2、3、4之间采用无线短程通讯方式，例如DSRC(Dedicated Short Range Communication，专用短程通讯)、WLAN(无线局域网)、ZIGBEE等方式，或者也可以采用有线通讯方式，例如CAN(Controller AreaNetwork，控制器局域网络)、RS485串行传输等。并且，所述交通检测器5、6、7、8与主信号控制机1之间也采用无线短程通讯方式。所述主信号控制机1与交通控制中心之间的通讯可以是有线通信，例如通过以太网、光纤等，也可以是无线通讯，例如GPRS、CDMA或第三代移动通信标准等。

所述1、2、3、4四个交通信号控制机所控制的信号灯可以就近通过其附近的市电线路供电，而不必从主信号控制机1中引出电力线至其它3组信号灯，因而节省了大量的供电线路。

参考图2，图示了本发明主信号控制机的一个实施例的结构框图。如图所示，本实施例以主信号控制机1为例进行说明，同时参考图1，主信号控制机1包括：

驱动单元13，用于驱动本地相位的输出；即，对于图1来说，驱动主信号控制机1所对应一组信号灯。驱动单元13的具体结构可以参考图4所示实施例；

本地通讯单元14，用于通过有线或无线方式接收交通检测器5、6、7、8采集的数据并与从信号控制机2、3、4通讯；即，本地通讯单元14接收交通检测器5、6、7、8所采集到的交通数据，并与从信号控制机2、3、4的本地通讯单元进行通讯。其中，所述有线方式可以采用串行通信方式，比如RS232和RS485串行传输等，所述无线方式可以采用DSRC、WLAN、ZIGBEE等无线方式。

另外，本地通讯单元14还用于与配置设备进行通信，以对整个交通信号控制机系统进行配置。其与配置设备之间可以采用红外线接口进行通信，或者采用RS232或RS485等串行方式通讯，或利用USB接口通讯；或者，也可以采用DSRC、WLAN、ZIGBEE等无线方式；无论采用何种接口，均应配置相应的接口电路，由于以上各种有线或无线传输方式均为常用的方式，其接口电路也很常见，在此不进行说明。

远程通讯单元16，用于接收来自交通控制中心的控制指令或将本地交通数据发送至交通控制中心；所述本地交通数据至少包括交通检测器5、6、7、8采集的数据和/或当前路口交通控制参数数据，例如当前周期、各个相位所分配的时间、各个相位的状态、运行时长、信号灯亮度、信号灯是否正常工作等信息。其与交通控制中心之间的连接可以是有线通信，例如通过以太网、光纤等，也可以是无线通讯，例如GPRS、CDMA或第三代移动通信标准(3G)等；

处理器单元15，用于根据远程通讯单元16所接收控制指令和/或本地通讯单元14所接收的来自交通检测器5、6、7、8的数据和行人按钮发送的指令控制驱动单元13进行相位输出；并且，控制远程通讯单元16将本地交通数据发送至交通控制中心；

光传感器处理单元12，用于检测环境光亮度和信号灯亮度；所述处理器单元15还根据检测到的环境光亮度和当前信号灯亮度控制驱动单元13对信号灯的亮度进行调节；其中，对环境光亮度和信号灯亮度可以通过光传感器进行采集，并将采集到的数据发送至处理器单元15处理，处理器单元15将采集到的环境光亮度和信号灯亮度与预先设定的标准数据比较，在环境光亮度相同的情况下，若检测到的信号灯亮度小于标准值，则按一定步长增加信号灯亮度，否则反之；所述标准数据可以是预先设置的映射表，或函数曲线等；

接口单元11，连接本地行人按钮以获得行人按钮所发出的指令，并将该指令发送至处理器单元15处理，由处理器单元15根据交通检测器采集到的数据和/或来自控制中心的指令，结合行人按钮的指令对信号灯进行控制。

另外，所述处理器单元15还可以通过串口扩展电路连接GPS进行对时操作，或者也可以通过GPRS、CDMA、3G等蜂窝移动网络进行对时。

参考图3，图示了本发明从信号控制机的一个实施例的结构框图。如图所示，本实施例以图1中从信号控制机3为例，从信号控制机2和4与从信号控制机3相同，完全可以参考本实施例，同时参考图1，从信号控制机3包括：

驱动单元33，用于驱动本地相位的输出；即，对于图1来说，驱动从信号控制机3所对应一组信号灯。驱动单元33的具体结构可以参考图4所示实施例；

本地通讯单元34，用于与主信号控制机1通讯；即，本地通讯单元34接收主信号控制机1的本地通讯单元14发送的控制指令并执行。其中，与主信号控制机1之间采用有线或无线方式传输，有线方式可以采用串行通信方式，比如RS232和RS485串行传输等，所述无线方式可以采用DSRC、WLAN、ZIGBEE等无线方式。

处理器单元35，用于根据本地通讯单元34所接收的来自主信号控制机1的控制指令控制驱动单元13进行相位输出；并且，控制本地通讯单元34将本地交通数据发送至主信号控制机1；

光传感器处理单元32，用于检测环境光亮度和信号灯亮度；所述处理器单元35还根据检测到的环境光亮度和当前信号灯亮度控制驱动单元33对信号灯的亮度进行调节；其中，对环境光亮度和信号灯亮度可以通过光传感器进行采集，并将采集到的数据发送至处理器单元35处理，处理器单元35将采集到的环境光亮度和信号灯亮度与预先设定的标准数据比较，在环境光亮度相同的情况下，若检测到的信号灯亮度小于标准值，则按一定步长增加信号灯亮度，否则反之；所述标准数据可以是预先设置的映射表，或函数曲线等；

接口单元31，连接本地行人按钮以获得行人按钮所发出的指令，并将该指令发送至处理器单元35处理，处理器单元35将行人按钮发出的指令通过本地通讯单元34发送至主信号控制机1中处理。

参考图4，图示了本发明驱动单元的一个实施例的结构框图。如图所示，驱动单元13包括驱动控制器131、光电隔离电路132、光电隔离电路135、过零触发电路133、功率驱动电路134、输出检测电路136、状态检测电路138和模数转换电路137。

其中，驱动控制器131用于对处理器单元所发送过来的信号灯控制信号进行译码并驱动后续光电隔离电路132工作，所述光电隔离电路132和135可以采用光电耦合器实现光电隔离；所述过零触发电路133用于在交流电过零点触发后续功率驱动电路134以驱动信号灯；所述功率驱动电路134用于驱动后续的信号灯；所述输出检测电路136用于检测信号灯是否按照指令亮或灭(其通过检测信号灯两端的电压实现)，并将此开关量信号通过光电隔离电路135发送至驱动控制器131锁存以供读取；所述状态检测电路158用于检测信号灯的是否正常工作，即是否出现亮度不足的情形(其通过对流过信号灯的电流进行检测实现)，并将检测到的模拟信号通过模数转换电路137转换为数字信号后，由驱动控制器131锁存以供读取。

需要说明的是，所述主、从信号控制机均为标准化制造，因而只需根据路口的规模组合主、从信号控制机的数量即可，因而扩展性高。

本发明由于将原来的一个交通信号控制机所执行的功能分为若干个交通信号控制机执行，对于每个交通信号控制机来说大大减少的体积，因而减少了对道路资源的占用，并且当将信号控制机与地面无接触的固定连接于对应方位的信号灯灯杆上时更加大大减少了对道路资源的占用。

另外，由于主信号控制机与交通检测器之间采用无线连接，主信号控制机和从信号控制机之间也采用无线连接，因而也可以大大减少走线；一方面避免了对道路的较大的破坏，另一方面也节省了线路成本。采用本发明，能够使得信号灯就近利用电力线供电，避免了现有技术中从一个集中控制交通信号控制机引入电力线至各个方位的信号灯的较长引线，因而在一定程度上减少了电磁污染。

另一方面，本发明通过对环境光和信号灯的亮度进行采集处理，进而能够实时调节信号灯的亮度。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种分体式交通信号控制机系统，其特征在于，包括分别位于路口不同方位以对相应方位进行交通控制的多个信号控制机。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个信号控制机分为主信号控制机和从信号控制机，主信号控制机与从信号控制机和交通控制中心通讯，并且从信号控制机受控于主信号控制机；所述分体式交通信号控制机系统至少包括一个主信号控制机和一个从信号控制机。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述主信号控制机与从信号控制机之间采用无线或有线方式通讯；所述主信号控制机与交通控制中心之间采用无线方式通讯。

4.根据权利要求1、2、3中任一项所述的系统，其特征在于，所述信号控制机与地面无接触的固定连接于对应方位的信号灯灯杆上。

5.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述从信号控制机包括：

驱动单元，用于驱动本地相位的输出；

本地通讯单元，用于与主信号控制机通讯；

处理器单元，用于根据来自主信号控制机的控制指令控制所述驱动单元的相位输出操作。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述从信号控制机还包括：

光传感器处理单元，用于检测环境光亮度和信号灯亮度；所述处理器单元还根据检测到的环境光亮度和当前信号灯亮度控制驱动单元对信号灯的亮度进行调节。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述本地通讯单元与主信号控制机采用串行总线通讯或无线短程通信方式通讯。

8.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述主信号控制机包括：

驱动单元，用于驱动本地相位的输出；

本地通讯单元，用于通过有线或无线方式接收交通检测器采集的数据并与从信号控制机通讯；

远程通讯单元，用于接收来自交通控制中心的控制指令或将本地交通数据发送至交通控制中心；所述本地交通数据至少包括交通检测器采集的数据和/或当前路口交通控制参数数据；

处理器单元，用于根据远程通讯单元所接收控制指令和/或本地通讯单元所接收的来自交通检测器的数据控制驱动单元进行相位输出；并且，控制远程通讯单元将本地交通数据发送至交通控制中心。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述主信号控制机还包括：

光传感器处理单元，用于检测环境光亮度和信号灯亮度；所述处理器单元还根据检测到的环境光亮度和当前信号灯亮度控制驱动单元对信号灯的亮度进行调节。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述本地通讯单元与从信号控制机采用串行总线通讯或无线短程通信方式通讯。

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