CN101958050A - 复合型快速路入口匝道交通控制和诱导装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种复合型快速路入口匝道交通控制和诱导装置及方法，该装置包括：显示屏基体(6)、交通控制LED显示屏(8)、交通诱导LED显示屏(9)和LED显示驱动控制电路。所述的显示屏基体上部安装交通诱导LED显示屏(9)，下部安装交通控制LED显示屏(8)，LED显示驱动控制电路控制与微控制器相连，在微控制器的控制下实现LED模块中LED红色灯驱动、LED绿色灯驱动及动态刷新。本装置结构简单，安装在快速路入口匝道处，既提供了入口匝道的交通控制功能，又帮助驾驶员根据诱导标志显示信息选择快速路入口或出口，从而避开拥堵，进而避免已堵塞的出口匝道的拥堵加剧。
Description
技术领域
本发明涉及一种交通管理智能化装置及方法，特别是涉及一种复合型快速路入口匝道交通控制和诱导装置及方法，属于智能交通控制领域。
背景技术
城市快速路对缓解大中型城市交通拥堵作用巨大，但是，随着城市交通保有量的不断增加，而且由于城市快速路对出行者有较大的吸引力，越来越多的市民选择快速公交出行，导致城市快速路入出口匝道交通拥堵时有发生，而匝道交通拥堵又直接影响了匝道附近区域道路快速主干道交通的畅通。上述现象一方面使得城市快速路的优势不能充分发挥，另一方面也致使环境污染、燃油消耗等问题进一步恶化。因此，寻找消除或减少城市快速路入出口匝道交通拥堵的解决方案成为人们关注的热点。
城市快速路主要的服务对象应为中长距离行驶的车辆，而目前在快速路上的车辆行程构成中，有相当比例的车辆属于短距离行驶。由于一些原本在一般性干道行驶的车辆加剧了快速路主线及出入出口匝道的交通拥堵，因此在主线或入出口匝道已产生拥堵的情况下，减少短距离交通对快速路交通的干扰是必要的。
目前，入口匝道控制器是对快速主干道交通进行调节的主要设备，由于缺乏必要的入口诱导措施，这种方式虽然能够控制进入快速主干道的交通流量，但对抑制短程交通进入快速主干道几乎没有作用；此外，目前快速主干道上常安装道路诱导屏或可变情报板等设备，驾驶员能够通过这些设备所发布的交通信息提前选择行驶路径，但此类设备的诱导粒度较粗，属大范围诱导，由于驾驶员无法获取前方出口匝道的交通信息，因而对避免或消减某个具体出口匝道拥堵问题作用较小。因此，如能够进行精细化诱导，使已经在快速主干道上行驶的驾驶员对前方出口匝道的交通状态有一个清楚了解，则驾驶员将能够根据实际情况尽快选择拥堵程度较小或未发生拥堵的出口匝道驶离快速路，从而避免进一步恶化某些出口匝道拥堵状况。
基于上述分析，本发明设计出了一种复合型快速路入口匝道交通控制和诱导装置。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种造价低廉、使用效果好的复合型快速路入口匝道交通控制和诱导标志。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种复合型快速路入口匝道交通控制和诱导装置，其通过网络、串口通信接口，接收控制中心下发的车流检测数据及控制数据，并做相应的显示。该控制荷诱导装置包括：
显示屏基体；
交通控制LED显示屏，其具有由红、绿双基色高亮LED模块组成的控制显示部分，用以显示快速路入口匝道的开放或关闭；
交通诱导LED显示屏，其由红、绿双基色高亮LED模块组成，用于显示交通诱导信号，所述交通诱导LED显示屏包括：主干道及出口匝道旁边的显示标志；主干道及出口匝道的交通状态显示部分；用于显示出口匝道附近快速主干道道路示意的显示部件一；用于显示出口匝道附近快速主干道道路名称的显示部件二；以及，圆形发光LED标志；以及，LED显示驱动控制电路；
其中，所述交通控制LED显示屏安装在所述显示屏基体下部，所述交通诱导LED显示屏安装在所述显示屏基体的上部；所述LED显示驱动控制电路安装在显示屏基体的内部且与微控制器相连，并受微控制器的控制。
优选地，所述显示部件一和所述显示部件二与所述出口匝道相连，所述圆形发光LED标志安装在所述交通诱导LED显示屏的左上方；
本发明装置进一步包括以下技术方案：
所述微控制器控制所述LED显示驱动控制电路，从而驱动所述交通诱导LED显示屏中的红、绿双基色高亮LED模块，用红、黄、绿三种颜色分段显示当前入口匝道前方快速路主干道及出口匝道段堵塞、拥挤、畅通三种交通状况。
所述交通诱导LED显示屏中，所述显示标志由出口匝道行车方向的箭头标识，所述箭头由反光标志贴膜实现，用于提示匝道为出口匝道。所述交通状态显示部分分别由用于显示主干道和出口匝道的独立LED模块构成，从而单独显示主干道和出口匝道各自的状态。所述显示部件一是反光标志贴膜，其用于显示出口匝道附近区域的主干道示意；所述显示部件二是反光标志贴膜，其用于显示所述出口匝道附近区域主干道的道路名称。所述圆形发光LED标志为红色高亮LED灯，其用于标志当前入口匝道位置。
所述交通控制LED显示屏使用文字发布控制信息，或以图形的方式来实现入口匝道开放与关闭控制；所述使用文字发布控制信息是指，所述交通控制LED显示屏使用红色字体发布入口匝道关闭信息，用绿色字体发布入口匝道开放信息。
所述LED显示驱动控制电路的硬件结构主要由核心板电路、扩展总线电路、FPGA电路三部分组成，微控制器通过控制所述LED显示驱动控制电路来实现LED模块中LED红色灯驱动、LED绿色灯驱动及动态刷新。
一种复合型快速路入口匝道交通控制和诱导方法，其通过微控制器控制LED显示驱动控制电路，从而驱动控制显示屏基体、交通控制LED显示屏和交通诱导LED显示屏来实现城市快速路入口匝道交通控制和诱导，该方法包括：
进行交通控制显示的步骤：其通过微控制器控制LED显示驱动控制电路，从而驱动内置于交通控制LED显示屏的LED模块，利用所述交通控制LED显示屏显示入口匝道开放或关闭的控制信息；
进行交通诱导显示的步骤：其通过微控制器控制LED显示驱动控制电路，从而驱动内置于交通控制LED显示屏的LED模块，利用所述交通诱导显示屏显示入口匝道前方快速主干道及出口匝道的交通状况，所述进行交通诱导显示包括：
分段显示交通状况，所述微控制器控制所述LED显示驱动控制电路以驱动所述交通诱导LED显示屏中的LED模块，通过红、黄、绿三种颜色分段显示当前入口匝道前方快速路主干道及出口匝道段堵塞、拥挤、畅通三种交通状况；显示出口匝道及其拥阻状态，由所述反光标志贴膜实现出口匝道旁边的提示箭头，从而提示匝道为出口匝道并提示出口匝道的拥阻状态；显示主干道示意及道路名称，使用与交通诱导LED显示屏出口匝道相连的反光标志贴膜显示匝道附近区域的主干道示意及道路名称；以及，标志入口匝道的当前位置，应用红色高亮LED灯标志入口匝道的当前位置；
进行驱动控制的步骤：微控制器通过控制所述LED显示驱动电路，以驱动交通诱导LED显示屏和交通控制LED显示屏中LED模块，实现LED红色灯驱动、LED绿色灯驱动及动态刷新。所述进行交通控制显示中，优选地，由所述微控制器控制所述LED显示驱动控制电路，从而驱动所述交通控制LED显示屏中的控制显示部件显示快速路入口匝道的开放或关闭。
优选地，所述控制显示部件由红、绿双基色高亮LED模块组成，其使用文字发布控制信息，并用红色字体发布入口匝道关闭信息，用绿色字体发布入口匝道开放信息；或者，所述控制显示部件通过图形方式实现入口匝道的开放与关闭控制。
所述出口匝道和主干道路段的交通状态可分别独立显示，且主干道路段交通状态可按实际道路桩号与LED模块构成的道路之间的对应关系分段显示。
本发明的有益效果：本发明应用红绿双基色高亮LED通过红、黄、绿三种颜色分段显示当前入口匝道前方道路及三个出口匝道的阻塞、拥挤、畅通三类交通状态，其具有使对快速路入口匝道车辆的控制和诱导相结合的双重功效。应用本发明的装置及方法，不仅对拟进入入口匝道的车辆起到控制和诱导作用，而且对已经在快速路主干道上行驶的车辆也具有诱导能力。此外，还可以应用本发明的装置及方法，在更细的粒度上实现对驾驶员路径选择的诱导，使驾驶员能够对前方道路和出口匝道交通状态有所了解，以避免或消减出口匝道拥堵的加剧为基础，有助于快速路交通状况的改善。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。
图1是根据本发明所述复合型快速路入口匝道交通控制和诱导装置的正视图；附图中各部件的名称及标记如下：
1-显示标志
2-交通状态显示部分
3-显示部件一
4-显示部件二
5-圆形发光LED标志
6-显示屏基体
7-控制显示部分
8-交通控制LED显示屏
9-交通诱导LED显示屏
图2是根据本发明所述复合型快速路入口匝道交通控制和诱导装置中交通诱导LED显示屏的LED模块排列示意图；
图3是根据本发明的所述复合型快速路入口匝道交通控制和诱导装置中交通控制LED显示屏的LED模块排列示意图；
图4是根据本发明的所述复合型快速路入口匝道交通控制和诱导装置中LED显示驱动控制电路方框原理图；
图5是根据本发明的具体实施例的复合型快速入口匝道交通控制和诱导方法的工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
实施例1：在本实施例中，如图1所示，复合型快速路入口匝道交通控制和诱导装置包括：显示屏基体6、交通控制LED显示屏8、交通诱导LED显示屏9和LED显示驱动控制电路。
其中，交通诱导LED显示屏9安装在显示屏基体6的上部，具体结构及在显示屏基体上的位置见图1和图2所示，构成交通诱导LED显示屏的部件包括：由红、绿双基色高亮LED模块组成的当前入口匝道前方快速路主干道及出口匝道交通状态显示部分2主干道及出口匝道分别用独立的LED模块构成可单独显示各自状态；主干道及出口匝道旁边的显示标志1；本实施例中，显示标志1为用箭头标明出口匝道行车方向的反光标志贴膜；
用于显示出口匝道附近快速主干道道路示意的显示部件一3，该显示部件一3是反光标志贴膜，其用于显示出口匝道附近区域的主干道示意；用于显示出口匝道附近快速主干道道路名称的显示部件4，该显示部件4是反光标志贴膜，其用于显示所述出口匝道附近区域主干道的道路名称；以及，圆形发光LED标志5，其为红色高亮LED灯，其用于标志当前入口匝道位置。
在本实施例中，由反光标志贴膜表示的显示部件一3和显示部件4与出口匝道相连，所述圆形发光LED标志5安装在所述交通诱导LED显示屏9的左上方。交通控制LED显示屏8安装在显示屏基体6的下部，具体结构及在显示屏基体上的位置见图1和图3，构成交通控制LED显示屏的部件包括由红、绿双基色高亮LED模块组成快速路入口匝道开发或关闭的控制显示部分7。
所述LED显示驱动控制电路安装在显示屏基体6的内部且与微控制器相连，并受微控制器的控制。
图5示出了根据本发明的具体实施例的复合型快速路入口匝道交通控制和诱导方法的工作原理图。LED显示驱动控制电路与微控制器耦合，通过微控制器控制LED显示驱动控制电路，从而驱动控制显示屏基体、交通控制LED显示屏和交通诱导LED显示屏来实现城市快速路入口匝道交通控制和诱导，参照图5并结合图1-3，本发明方法的工作原理具体包括：
进行交通控制显示的步骤：其通过微控制器控制LED显示驱动控制电路，从而驱动内置的LED模块，利用交通控制LED显示屏显示入口匝道开放或关闭的控制信息；
进行交通诱导显示的步骤：其通过微控制器控制LED显示驱动控制电路，从而驱动内置的LED模块，根据所述入口匝道开放或关闭的控制信息利用交通诱导显示屏显示入口匝道前方快速主干道及出口匝道的交通状况；
进行驱动控制的步骤：微控制器通过控制LED显示驱动电路以驱动交通诱导LED显示屏和交通控制LED显示屏中LED模块，实现LED红色灯驱动、LED绿色灯驱动及动态刷新。
进行交通诱导显示的步骤具体包括：
(1)分段显示交通状况，微控制器控制所述LED显示驱动控制电路以驱动交通诱导LED显示屏中的LED模块，通过红、黄、绿三种颜色分段显示当前入口匝道前方快速路主干道及出口匝道段堵塞、拥挤、畅通三种交通状况；
(2)提示出口匝道及其拥阻状态，由所述反光标志贴膜实现出口匝道旁边的提示箭头，从而提示匝道为出口匝道并提示出口匝道的拥阻状态；
(3)显示主干道示意及道路名称，使用与交通诱导LED显示屏出口匝道处的反光标志贴膜显示匝道附近区域的主干道示意及道路名称；以及，
(4)标志入口匝道的当前位置，应用红色高亮LED灯标志入口匝道的当前位置。
交通控制显示功能通过控制显示部件，从而显示快速路入口匝道的开放或关闭，在本实施例中，控制显示部件由红、绿双基色高亮LED模块组成。在一个具体实施方式中，该控制显示部件使用文字发布控制信息，并用红色字体发布入口匝道关闭信息，用绿色字体发布入口匝道开放信息。在另一个具体实施方式中，该控制显示部件通过图形方式实现入口匝道的开放与关闭控制。
该复合型快速路入口匝道交通控制和诱导装置及方法说明如下：
1.本发明装置安装在快速路入口匝道处，安装位置要便于辅路和主路的驾驶员快速扫视并获取控制和诱导信息。
2.本发明装置及方法可通过LED显示入口匝道开放或关闭的控制信息，同时可显示该入口匝道前方快速路段及出口匝道的交通状况。
3.用LED模块构成的出口匝道和路段的交通状态可分别独立显示，且路段交通状态可按实际道路桩号与LED模块构成的道路之间的对应关系分段显示。
4.本发明装置及方法可通过网络、串口通信接口，接收中心下发的车流检测数据及控制数据，并做相应的显示。
本发明装置安装在快速路入口匝道处，不仅提供了入口匝道的交通控制功同时驾驶员也可根据诱导标志显示的下游路段及出口匝道交通拥堵情况决定是否进入快速路，避免短途交通加剧快速路的拥堵；此外行驶在主路上的车辆可根据诱导标志所显示的下游路段及出口匝道交通状况，提前决定驶出辅路的匝道，避免已堵塞的出口匝道的拥堵加剧。
实施例2在本实施例中，具体驱动控制电路见图4。本实施例所用具体驱动控制电路使用灰度全彩LED显示屏控制器系统，该控制器系统的硬件结构主要由三部分组成：核心板电路、扩展总线电路、FPGA电路，此外系统还包括串口扩展电路、网口扩展电路、电源电路、复位电路等。
在如图4所示的控制器系统的结构中，核心板电路ARM9内核芯片及两块SDRAM和一块64M的NAND FLASH构成，主要完成通过网络或串口从上位机接收数据、将显示数据按显示方式及扫描方式等重新组合、显示数据通过数据总线输出到FPGA等功能。从CPU出来的地址、数据、读写控制等信号构成局部总线，NAND FLASH、SDRAM、网卡芯片直接挂接到局部总线上，局部总线通过四片驱动芯片驱动后形成扩展总线，FPGA通过扩展总线与核心板电路相连，形成FPGA扩展电路，FPGA扩展电路主要完成输出信号的时序控制等功能，FPGA通过扩展槽可以将其I/O管脚引出。在FPGA的I/O扩展槽中分别选择不同的I/O引脚作为锁存、移位、使能、三八译码、LED红色驱动线、LED绿色驱动线等的接线端。ARM系统通过片选线与FPGA相连，完成这样FPGA映射到ARM。
以上仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种复合型快速路入口匝道交通控制和诱导装置，该装置通过网络、串口通信接口接收控制中心下发的车流检测数据及控制数据，并做相应的显示，其特征是，包括：
显示屏基体(6)；
交通控制LED显示屏(8)，其具有由红、绿双基色高亮LED模块组成的控制显示部分(7)，用以显示快速路入口匝道的开放或关闭；
交通诱导LED显示屏(9)，其由红、绿双基色高亮LED模块组成，用于显示交通诱导信号，所述交通诱导LED显示屏(9)包括：主干道及出口匝道旁边的显示标志(1)；主干道及出口匝道的交通状态显示部分(2)；用于显示出口匝道附近快速主干道道路示意的显示部件一(3)、用于显示出口匝道附近快速主干道道路名称的显示部件二(4)；以及，圆形发光LED标志(5)；其中，所述显示部件一(3)和所述显示部件二(4)与所述出口匝道相连，所述圆形发光LED标志(5)安装在所述交通诱导LED显示屏(9)的左上方；
以及，
LED显示驱动控制电路；
其中，所述交通控制LED显示屏(8)安装在所述显示屏基体(6)下部，所述交通诱导LED显示屏(9)安装在所述显示屏基体(6)的上部；所述LED显示驱动控制电路安装在显示屏基体(6)的内部且与微控制器耦合，并受微控制器的控制。
2.根据权利要求1所述的复合型快速路入口匝道交通控制和诱导装置，其特征是，所述微控制器控制所述LED显示驱动控制电路，以驱动所述交通诱导LED显示屏(9)中的红、绿双基色高亮LED模块，用红、黄、绿三种颜色分段显示当前入口匝道前方快速路主干道及出口匝道段堵塞、拥挤、畅通三种交通状况。
3.根据权利要求1所述的复合型快速路入口匝道交通控制和诱导装置，其特征是，所述交通诱导LED显示屏(9)中，所述显示标志(1)由出口匝道行车方向的箭头标识，所述箭头由反光标志贴膜实现，用于提示匝道为出口匝道；或：所述交通诱导LED显示屏(9)中，所述交通状态显示部分(2)分别由用于显示主干道和出口匝道的独立LED模块构成，从而单独显示主干道和出口匝道各自的状态。
4.根据权利要求1所述的复合型快速路入口匝道交通控制和诱导装置，其特征是，所述交通诱导LED显示屏(9)中，所述显示部件一(3)是反光标志贴膜，其用于显示出口匝道附近区域的主干道示意；所述显示部件二(4)是反光标志贴膜，其用于显示所述出口匝道附近区域主干道的道路名称；
或：所述交通诱导LED显示屏(9)中，所述圆形发光LED标志(5)为红色高亮LED灯，其用于标志当前入口匝道位置。
5.根据权利要求1所述的复合型快速路入口匝道交通控制和诱导装置，其特征是，所述交通控制LED显示屏(8)使用文字发布控制信息，或以图形的方式来实现入口匝道开放与关闭控制；所述使用文字发布控制信息是指，所述交通控制LED显示屏(8)使用红色字体发布入口匝道关闭信息，用绿色字体发布入口匝道开放信息。
6.根据权利要求1所述的一种复合型快速路入口匝道交通控制和诱导装置，其特征是，所述LED显示驱动控制电路的硬件结构主要由核心板电路、扩展总线电路、FPGA电路三部分组成，微控制器通过控制所述LED显示驱动控制电路来实现LED模块中LED红色灯驱动、LED绿色灯驱动及动态刷新。
7.一种复合型快速路入口匝道交通控制和诱导方法，其通过微控制器控制LED显示驱动控制电路，从而驱动控制显示屏基体、交通控制LED显示屏和交通诱导LED显示屏来实现城市快速路入口匝道交通控制和诱导，该方法包括：
进行交通控制显示的步骤：其通过微控制器控制LED显示驱动控制电路，从而驱动内置于交通控制LED显示屏的LED模块，利用所述交通控制LED显示屏显示入口匝道开放或关闭的控制信息；
进行交通诱导显示的步骤：其通过微控制器控制LED显示驱动控制电路，从而驱动内置于交通控制LED显示屏的LED模块，利用所述交通诱导显示屏显示入口匝道前方快速主干道及出口匝道的交通状况，所述进行交通诱导显示包括：
分段显示交通状况，所述微控制器控制所述LED显示驱动控制电路以驱动所述交通诱导LED显示屏中的LED模块，通过红、黄、绿三种颜色分段显示当前入口匝道前方快速路主干道及出口匝道段堵塞、拥挤、畅通三种交通状况；显示出口匝道及其拥阻状态，由所述反光标志贴膜实现出口匝道旁边的提示箭头，从而提示匝道为出口匝道并提示所述出口匝道的拥阻状态；以及，显示主干道示意及道路名称，使用与交通诱导LED显示屏出口匝道相连的反光标志贴膜显示匝道附近区域的主干道示意及道路名称；以及，标志入口匝道的当前位置，应用红色高亮LED灯标志入口匝道的当前位置；
进行驱动控制的步骤：微控制器通过控制所述LED显示驱动电路，以驱动交通诱导LED显示屏和交通控制LED显示屏中LED模块，实现LED红色灯驱动、LED绿色灯驱动及动态刷新。
8.根据权利要求7所述的复合型快速路入口匝道交通控制和诱导方法，其特征是，所述进行交通控制显示的步骤中，由所述微控制器控制所述LED显示驱动控制电路，从而驱动所述交通控制LED显示屏中的控制显示部件显示快速路入口匝道的开放或关闭。
9.根据权利要求7或8所述的复合型快速路入口匝道交通控制和诱导方法，其特征是，所述控制显示部件由红、绿双基色高亮LED模块组成，其使用文字发布控制信息，并用红色字体发布入口匝道关闭信息，用绿色字体发布入口匝道开放信息；或者，所述控制显示部件通过图形方式实现入口匝道的开放与关闭控制。
10.根据权利要求7所述的一种复合型快速路入口匝道交通控制和诱导方法，其特征是，所述出口匝道和主干道路段的交通状态分别独立显示，且主干道路段交通状态按实际道路桩号与LED模块构成的道路之间的对应关系分段显示。
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