CN101290715A - 分布式交通信号控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种分布式交通信号控制系统，在单方向上设置与该方向的交通信号相连的方向控制模块；在单一路口设置一主控制模块，所述方向控制模块与所述主控制模块经数据总线相连。本发明的有益效果是：首先，采用分布式、模块化的交通信号控制系统，其便于扩展与维护；其次，利用CAN总线网络实现交通信号控制分布式布置，方便灵活地实现区域道路协调控制与管理；再次，采用加固型的双绞线和电源线，其直径都不超过1cm，这样极大地降低了传统交通路口地下管线的拥挤程度，提高路口交通信号控制的安全性与可靠性；最后，采用交通信号控制与交通诱导协同处理，实现了智能交通控制诱导的一体化。

Description

分布式交通信号控制系统
【技术领域】
本发明涉及道路交通控制系统，特别是一种分布式交通信号控制系统。
【背景技术】
交通信号控制器是实施道路交通信号控制的核心设备，在整个道路交通控制系统中占有举足轻重的地位。交通信号控制器的质量直接影响道路交通控制系统的功能。我国现有的道路交通信号控制产品是采用集中式、分层式控制处理方式。在每个路口设置一台信号控制机，由该信号控制机集中供电、集中处理和分发信息。这种交通信号机对相位的确定要么是简单的时间分割，要么是仅仅依据路口交通量信息，因此无法真正实现区域交通信号控制与交通诱导的协调功能。
现有的集中式交通信号控制管理方式具有如下缺点：第一，模块化差、产品难以扩展，使用大量的电源线造成可靠性差和铜材浪费；第二，路口的地下线缆太复杂太多，除信号灯电缆外还有交通流采集设备的信号线、电源线、通讯线，给产品施工带来极大的工作量，同时也给产品维护带来了难题；第三，交通信号机对相位的确定要么是简单的时间分割，要么是仅仅依据路口交通量信息，无法真正实现区域交通信号控制与交通诱导的协调功能。
【发明内容】
为了解决现有的技术问题，本发明提供一种分布式、模块化的交通信号控制系统，其便于扩展与维护，也大大简化了系统结构。
本发明解决现有的技术问题采用的技术方案是：提供一种分布式交通信号控制系统，在单方向上设置与该方向的交通信号相连的方向控制模块10；在单一路口设置一主控制模块20，所述方向控制模块10与所述主控制模块20经数据总线30相连。
本发明更进一步的改进是，在一设定区域的数据总线30上连接一区域控制模块40；所述主控制模块20与所述区域控制模块40经所述数据总线30传递数据。
本发明更进一步的改进是，与所述方向控制模块10一一对应设置有流量监测器50，所述流量监测器50经所述数据总线30与所述主控制模块20相连。
本发明更进一步的改进是，所述主控制模块20、所述方向控制模块10和所述流量监测器50分别与电源线60相连。
本发明更进一步的改进是，所述主控制模块20具有多个接口。
本发明更进一步的改进是，所述主控制模块20具有的接口包括信号灯状态输入接口201、信号灯状态输出接口202、线圈检测状态输出接口203、一体化球机控制信号输入接口204、视频信号输出接口205、以太网信号输出接口206、两路全双工RS232信号接口207、LED状态显示输出接口208、设备状态显示输出接口209或键盘信息输入接口210。
本发明更进一步的改进是，所述方向控制模块10包括电源输入电路101、数据线电路102、信号灯组驱动电路103、I/O电路104、一体化摄像机控制电路105、扩展图像电路106、直流电压输出开关电路107、全双工信号输出电路108或车速检测电路109。
本发明更进一步的改进是，所述信号灯组驱动电路103包括灯组驱动基本电路1031和灯组驱动扩展电路1032。
本发明更进一步的改进是，所述车速检测电路109用于测量通行车辆的车速及车身的长度，与其连接有多个检测线圈。
相较于现有技术，本发明的有益效果是：
首先，采有分布式、模块化的交通信号控制系统，其便于扩展与维护；
其次，利用CAN总线网络实现交通信号控制分布式布置，方便灵活地实现区域道路协调控制与管理；
再次，采用加固型的双绞线和电源线，其直径都不超过1cm，这样极大地降低了传统交通路口地下管线的拥挤程度，提高路口交通信号控制的安全性与可靠性；
最后，采用交通信号控制与交通诱导协同处理，实现了智能交通控制诱导的一体化。
【附图说明】
图1为本分布式交通信号控制系统的结构示意图；
图2为所述主控制模块的结构示意图；
图3为所述方向控制模块的结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明一步说明。
如图1至图3所示，一种分布式交通信号控制系统，其在单方向上设置与该方向的交通信号相连的方向控制模块10；在单一路口设置一主控制模块20，所述方向控制模块10与所述主控制模块20经数据总线30相连。
在一设定区域的数据总线30上连接一区域控制模块40；所述主控制模块20与所述区域控制模块40经所述数据总线30传递数据。这样提高了区域道路交通的协同控制处理。
与所述方向控制模块10一一对应设置有流量监测器50，所述流量监测器50经所述数据总线30与所述主控制模块20相连。即在单一方向上，同时设置一方向控制模块10及与流量监测模块。所述主控制模块20、所述方向控制模块10和所述流量监测器50分别与电源线60相连。
所述主控制模块20具有多个接口，该多个接口包括信号灯状态输入接口201、信号灯状态输出接口202、线圈检测状态输出接口203、一体化球机控制信号输入接口204、视频信号输出接口205、以太网信号输出接口206、两路全双工RS232信号接口207、LED状态显示输出接口208、设备状态显示输出接口209或键盘信息输入接口210。
所述方向控制模块10包括电源输入电路101、数据线电路102、信号灯组驱动电路103、I/O电路104、一体化摄像机控制电路105、扩展图像电路106、直流电压输出开关电路107、全双工信号输出电路108或车速检测电路109。其中，所述信号灯组驱动电路103包括灯组驱动基本电路1031和灯组驱动扩展电路1032；所述车速检测电路109用于测量通行车辆的车速及车身的长度，与其连接有多个检测线圈。
本分布式交通信号控制系统，其实现了分布式和模块化，适用于任何复杂状况的路口。在路口的每个方向均设置一个方向控制模块10，以实现该方向的信号控制功能；根据实际需要，设置有第二方向控制模块、第三方向控制模块；在每个路口，设置一个主控制模块20，基于CAN数据总线30，负责协调处理各个方向的方向控制模块10，另外，还负责与区域控制模块40进行数据通信。
在图1中，一个十字路口，在每个方向安装一个方向控制模块10，简称为CU；在该路口安装一个主控制模块20，简称为MU。MU与多个CU通过三芯电源线和8芯双绞线相接。对于一个十字路口，地下管道内的线只需要4根电源线和4根8芯双绞线即可。电源线和双绞线的封装需要防水，并有一定抗拉强度。该控制系统实现了交通信号控制与交通诱导的协调处理，从而实现了城市区域交通智能控制与管理。
该分布式交通信号控制系统符合《道路交通信号控制机》(GA47-2002)标准，实现了该标准中规定的各项功能，也解决了拥堵路口和复杂路口的交通信号自适应控制问题，减少现场施工中所面临的大量的地下管线等隐蔽工程量，提高了系统的可靠性和维护性。
分布式交通信号控制系统设置在严重拥堵路口和超大型路口。在各个交通路口出现拥堵事件，是为一种普遍的现象，除了固有的交通问题外，还与驾驶人员的不文明驾驶行为有关，许多本已十分拥堵的路口由于不文明的驾驶行为变得更加严重，针对此种行为，本分布式交通信号控制系统，以CAN(Controller Area Network的缩写)数据总线传递信息，确保在较短时间内传递信息，并经控制模块处理该信息后输出各个灯组的显示状态。
分布式交通信号控制系统，从根本上规避目前城市路口设备多、管道多、线缆多、故障多等突出问题。无论是新建城市路口的交通控制，还是旧城交通控制系统的升级改造，分布式交通信号控制系统都从结构、布线、通信和管理等方面，彻底解决了传统的交通信号控制器存在的不足，使整个交通信号控制系统在设备上更精简、在性能上更完善、在运行中更稳定。由于是基于模块化处理，系统提供了与信息采集、交通违章、交通监控、交通诱导等城市路口交通管理相关模块的统一开放式接口。
MU的功能描述如下：
Figure A20081006746300071
传送信号灯状态命令到各个方向的CU；
接收各个方向CU上的信号灯状态；
Figure A20081006746300073
最多时传送4路一体化摄像器的控制信号到指定的方向的CU；
Figure A20081006746300074
接收来之CU的差分视频信号，并还原成标准复合视频信号；
Figure A20081006746300075
发送其他的串行信号到指定的CU；
Figure A20081006746300076
接收来自CU的线圈检测器输出信号；
Figure A20081006746300077
提供2路全双工RS232信号用于联控。
CU的功能描述如下：
Figure A20081006746300078
接收来自MU的信号灯状态信号，控制该方向的所有信号灯，并返回信号灯状态；
Figure A20081006746300081
控制该方向的一体化球器，并将视频信号通过差分方式传回；
Figure A20081006746300082
输出指定方向信号灯的红灯状态，用于电子警察触发；
Figure A20081006746300083
输出线圈检测器状态，用于触发；
Figure A20081006746300084
提供串口与路边可变情报板联接；
Figure A20081006746300085
提供一路以太网口或2路视频接口；
Figure A20081006746300086
提供四个线圈的输入接口；
提供摄像机防护罩。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种分布式交通信号控制系统，其特征在于：在单方向上设置与该方向的交通信号相连的方向控制模块(10)；在单一路口设置一主控制模块(20)，所述方向控制模块(10)与所述主控制模块(20)经数据总线(30)相连。
2.根据权利要求1所述的分布式交通信号控制系统，其特征在于：在一设定区域的数据总线(30)上连接一区域控制模块(40)；所述主控制模块(20)与所述区域控制模块(40)经所述数据总线(30)传递数据。
3.根据权利要求1所述的分布式交通信号控制系统，其特征在于：与所述方向控制模块(10)一一对应设置有流量监测器(50)，所述流量监测器(50)经所述数据总线(30)与所述主控制模块(20)相连。
4.根据权利要求3所述的分布式交通信号控制系统，其特征在于：所述主控制模块(20)、所述方向控制模块(10)和所述流量监测器(50)分别与电源线(60)相连。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的分布式交通信号控制系统，其特征在于：所述主控制模块(20)具有多个接口。
6.根据权利要求5所述的分布式交通信号控制系统，其特征在于：所述主控制模块(20)具有的接口包括信号灯状态输入接口(201)、信号灯状态输出接口(202)、线圈检测状态输出接(203)、一体化球机控制信号输入接口(204)、视频信号输出接(205)、以太网信号输出接口(206)、两路全双工 RS232信号接口(207)、LED状态显示输出接口(208)、设备状态显示输出接口(209)或键盘信息输入接口(210)。
7.根据权利要求5所述的分布式交通信号控制系统，其特征在于：所述方向控制模块(10)包括电源输入电路(101)、数据线电路(102)、信号灯组驱动电路(103)、I/O电路(104)、一体化摄像机控制电路(105)、扩展图像电路(106)、直流电压输出开关电路(107)、全双工信号输出电路(108)或车速检测电路(109)。
8.根据权利要求7所述的分布式交通信号控制系统，其特征在于：所述信号灯组驱动电路(103)包括灯组驱动基本电路(1031)和灯组驱动扩展电路(1032)。
9.根据权利要求7所述的分布式交通信号控制系统，其特征在于：所述车速检测电路(109)用于测量通行车辆的车速及车身的长度，与其连接有多个检测线圈。
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