CN104575037B - 一种公交优先控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种公交优先控制系统。公交优先控制系统的信号控制模块分别接收并分析来自信号灯监测模块、信号机监测模块和公交监测模块的监测数据，信号控制模块依次判断是否存在公交车辆、信号灯信号与信号机信号是否一致、信号灯信号是否为放行信号。信号控制模块适时调整信号灯信号，优先保障公交车辆放行。

Description

一种公交优先控制系统及方法

技术领域

本发明涉及一种城市公交车辆调度设备，特别涉及一种公交有限控制系统，用于调度公交车辆优先通过路口，减少公交车辆的平均等待时间，提高路口的通行效率。

背景技术

随着经济社会的快速发展，人口流动日渐频繁。为满足日益繁重的出行需求，缓解交通拥堵，大力发展公共交通成为许多城市的主要解决方式。公共交通相比于私人交通方式，具有运载量大、污染小、准点率高等优势，特别是在北京、上海等人口稠密的特大型城市，发展公共交通已成为各方的共识。传统的公共交通包括快速轨道交通(RRT)，如地铁、轻轨，快速公交系统(BRT)以及公交系统(NBT)等。一方面，针对快速轨道交通，尽管具有单次运载量大等特点，但修建和运营需要巨额投入，施工难度高，不易灵活调整路线，无法直接满足各个地区居民的出行需求。因此，在部署快速轨道交通的同时，仍需要公交系统紧密配合、协同发展。另一方面，快速公交系统是近年来迅速发展的公共交通方式之一。快速公交系统相比于传统公交系统，必须开辟快速公交专用车道和车站，投资不菲。同时，快速公交系统须配合专用车道和车站，必须新建或改造现有的城市道路，新建或改造的覆盖面广，如何协调快速公交系统和传统公交系统仍需进一步探索。此外，快速公共系统多见于特大型城市或大型城市，限于投资、运营等因素，难以在数以万计的中小型城市推广。

目前，无论在北京、上海等特大型城市还是遍布于全国的中小型城市，传统的公交系统不仅是快速轨道交通和快速公交系统的有益补充，更是公共交通的主要组成部分。在中小型城市，公交系统承担了绝大多数的公众出行需求。然而，不仅在特大型城市，中小型城市也面临日益拥堵的交通环境，如何经济地、有效地平衡公共交通的投资成本和实际效益，是摆在各大城市决策者面前的难题。相比于快速轨道交通或快速公交系统的巨额投入和改造覆盖范围，借鉴快速公交系统等公共交通方式的特点，减少公交系统的平均等待时间，提高路口的通行效率，不失为改造成本低、应用效果明显的解决之道。

当前，针对传统公交系统，一种改进策略是采用卫星定位技术，实时跟踪并预测公交车辆的运行轨迹。当公交车辆已运行至路口时，若公交车辆未能通过路口，则调整信号机的信号，使得公交车辆尽快通过路口。当公交车辆被预测即将驶向路口且不能通过路口时，预测公交车辆行驶至路口的时间并相应调整信号机的信号，使得公交车辆优先通过路口，从而提高路口的通行效率，减小公交车辆的平均等待时间。然而，为实现上述技术方案，不仅需要在每一辆公交车辆上加装卫星定位设备，而且要求中央控制系统实时接收公交车辆的卫星定位信号并实时预测行驶轨迹和运行时间，进而实时调整相应路口信号机的信号。众所周知，公交车辆的运行过程中须通过多个路口，而每一个路口信号机需要基于多辆公交车辆的卫星定位信号相应调整信号。因此，为了精确控制每一个路口的信号机的信号，必须将每一辆公交车辆和每一个路口的信号机统一接入中央控制系统。公交车辆和信号机须与中央控制系统实时双向通讯，对中央控制系统的实时计算能力要求极高，改造成本大幅上升。更重要的是，采用卫星定位技术的技术方案严重依赖定位卫星提供的卫星定位信号，若卫星定位信号受到干扰或故障，将严重影响所有与中央控制系统联网的交通车辆和信号机。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种公交优先控制系统，所述公交优先控制系统用于优先调度所述公交车辆通过所述路口，减少所述公交车辆的平均等待时间，提高所述路口的通行效率。

本发明的另一目的在于提供一种公交优先控制系统，所述公交优先控制系统实时监测所述公交车辆并且相应调整所述信号灯的所述信号，便于所述公交车辆优先通过所述路口。

本发明的另一目的在于提供一种公交优先控制系统，所述公交优先控制系统实时比对所述信号灯的所述信号和所述信号机的所述监测信号，所述信号灯的所述信号和所述信号机的所述监测信号一致方可向所述信号机输出所述控制信号，避免误检。

本发明的另一目的在于提供一种公交优先控制系统，所述公交优先控制系统的所述信号控制模块实时比对所述信号灯监测模块的所述信号和所述信号机监测模块的所述监测信号，所述信号灯监测模块的所述信号和所述信号机监测模块的所述监测信号一致方可通过所述公交优先控制系统的所述信号输出模块输出所述控制信号。

本发明的另一目的在于提供一种公交优先控制系统，所述公交优先控制系统的所述公交监测模块实时监测所述公交车辆，若所述公交优先控制系统的所述信号控制模块经处理得到所述公交车辆的所述信号，则所述信号控制模块进一步判断所述公交车辆通过所述路口时，所述信号灯是否为所述放行信号，若所述信号控制模块处理得到所述信号灯为所述放行信号，则维持所述信号灯的所述信号，若所述信号控制模块处理得到所述信号灯为所述禁止通行信号，则所述信号控制模块通过所述公交优先控制系统的所述信号输出模块输出所述控制信号，调整所述信号灯的所述信号为所述放行信号，便于所述公交车辆优先通过所述路口。

本发明的另一目的在于提供过一种公交优先控制系统，所述公交优先控制系统的所述公交监测模块实时监测所述公交车辆，若所述公交优先控制系统的所述信号控制模块经处理得到所述公交车辆的所述信号，则所述信号控制模块比对所述公交优先控制系统的所述信号灯监测模块的所述监测信号和所述信号机监测模块的所述监测信号是否一致，若所述信号灯监测模块的所述信号和所述信号机监测模块的所述监测信号不一致时所述信号控制模块重新判断所述公交车辆的所述信号，若所述信号灯监测模块的所述信号和所述信号机监测模块的所述监测信号一致时，若所述信号控制模块处理得到所述信号灯为放行信号，则维持所述信号灯的所述信号，若所述信号控制模块处理得到所述信号灯为所述禁止通行信号，则所述信号控制模块通过所述公交优先控制系统的所述信号输出模块输出所述控制信号，调整所述信号灯的所述信号为所述放行信号，便于所述公交车辆优先通过所述路口。

本发明的另一目的在于提供一种公交优先控制系统，所述公交优先控制系统的所述公交监测模块可进一步输入视频等图像信息并传输至所述公交优先控制系统的所述信号控制模块。

本发明的另一目的在于提供一种公交优先控制系统，所述公交优先控制系统的所述公交监测模块进一步包括一串口控制模块，所述串口控制模块整合所述公交信号采集元件和所述网络信号采集元件的所述输入信息，所述串口控制模块输出数据至所述公交优先控制系统的所述信号控制模块。

本发明的另一目的在于提供一种公交优先控制系统，所述公交优先控制系统采用所述继电器隔离输出所述控制信号。

本发明的另一目的在于提供一种公交优先控制系统，所述公交优先控制系统的所述RS485接口采用所述隔离电源供电。

本发明的另一目的在于提供一种公交优先控制系统，所述公交优先控制系统的所述信号灯监测模块包括两个信号灯信号采集元件和八个信号灯输入元件，所述八个信号灯输入元件共用所述两个信号灯信号采集元件，所述信号输出模块包括两个控制信号传输元件和八个控制信号输出元件，所述八个控制信号输出元件共用所述两个控制信号输出元件。

为实现本发明的以上发明目的，一种公交优先控制系统包括：

一信号灯监测模块，所述信号灯监测模块连接于一个或多个信号灯，所述信号灯监测模块用于实时监测所述信号灯的实时状态，所述信号灯监测模块实时输出一信号灯监测数据；

一公交监测模块，所述公交监测模块用于实时监测一辆或多辆公交车辆的实时状态，所述公交监测模块实时输出一公交监测数据；

一信号控制模块，所述信号灯监测模块和所述公交监测模块分别连接于所述信号控制模块，所述信号控制模块用于实时接收并处理所述信号灯监测数据和所述公交监测数据，所述信号控制模块控制所述交通车辆优先放行；和

一信号输出模块，所述信号输出模块连接于所述信号控制模块，所述信号灯监测模块、所述公交监测模块、所述信号输出模块和所述信号控制模块分别电连接于一电源，当所述信号控制模块判定所述交通车辆未能优先放行时，所述信号控制模块通过所述信号输出模块调整所述信号灯的所述实时状态。

根据本发明的一个实施例，所述公交优先控制系统进一步包括一信号机监测模块，所述信号机监测模块连接于一个或多个信号机，所述信号机监测模块电连接于所述电源，所述信号机监测模块用于实时监测所述信号机的实时状态，所述信号机监测模块实时输出一信号机监测数据，所述信号控制模块实时接收并处理所述信号机监测数据。

根据本发明的一个实施例，所述信号控制模块根据所述公交监测数据判定所述交通车辆未能优先放行时，若所述信号控制模块判定所述信号灯监测信号和所述信号机监测信号不一致，所述信号控制模块重新根据所述公交监测数据判断所述交通车辆的所述实时状态。

根据本发明的一个实施例，所述信号灯监测模块包括一信号灯信号采集元件和一信号灯信号输入元件，所述信号灯信号输入元件分别连接于信号灯信号采集元件和所述信号控制模块，所述信号灯信号采集元件用于实时采集所述信号灯的所述实时状态，所述信号灯信号输入元件用于接收所述信号灯的所述实时状态，所述信号灯信号输入元件根据所述信号灯的所述实时状态编码形成所述信号灯监测数据，所述信号灯信号输入元件传输所述信号灯监测数据至所述信号控制模块。

根据本发明的一个实施例，所述公交监测模块包括一公交信号采集元件和一公交信号输入元件，所述公交信号输入元件分别连接于所述公交信号采集元件和所述信号控制模块，所述公交信号采集元件用于实时采集所述交通车辆的所述实时状态，所述公交信号输入元件用于接收所述公交车辆的所述实时状态，所述公交信号输入元件根据所述公交车辆的所述实时状态编码形成所述公交监测数据，所述公交信号输入元件传输所述公交监测数据至所述信号控制模块。

根据本发明的一个实施例，所述信号输出模块包括一控制信号输出元件和一控制信号传输元件，所述控制信号输出元件分别连接于所述信号控制模块和所述控制信号传输元件，所述控制信号输出元件接收并解码所述信号控制模块输出的所述控制放行信号，所述控制信号输出元件通过所述控制信号传输元件输出所述控制放行信号。

根据本发明的一个实施例，所述信号机监测模块包括一信号机信号采集元件和一信号机信号输入元件，所述信号机信号输入元件分别连接于所述信号机信号采集元件和所述信号控制模块，所述信号机信号采集元件用于实时采集所述信号机的所示实时状态，所述信号机信号输入元件用于接收所述信号机的所述实时状态，所述信号机信号输入元件根据所述信号机的所述实时状态编码形成所述信号机监测数据，所述信号机信号输入元件传输所述信号机监测数据至所述信号控制模块。

根据本发明的一个实施例，所述公交监测模块进一步包括一串口控制元件和一网络信号采集元件，所述串口控制元件分别连接于所述公交信号输入元件、所述网络信号采集元件和所述信号控制模块，所述网络信号采集元件用于实时采集所述公交车辆的所述实时状态，所述串口控制元件汇总所述公交信号采集元件和所述网络信号采集元件的所述实时状态，所述串口控制元件统一编码形成所述公交监测数据，所述串口控制元件传输所述公交监测数据至所述信号控制模块。

根据本发明的一个实施例，所述信号灯信号采集元件包括两个信号灯信号采集接口，所述信号灯信号输出元件包括八个信号灯信号输入单元，所述信号灯信号输入单元分别连接于所述信号灯信号采集接口和所述信号控制模块，所述信号灯信号采集接口实时采集所述信号灯的所述实时状态，所述信号灯信号输入单元实时接收所述信号灯的所述实时状态，所述信号灯信号输入单元根据所述信号灯的所述实时状态编码形成所述信号灯监测数据，所述信号灯信号输入单元传输所述信号灯监测数据至所述信号控制模块。

根据本发明的一个实施例，八个所述信号灯信号输入元件同时共用两个所述信号灯信号采集接口，八个所述信号灯信号输入单元同时采集八个所述信号灯的所述实时状态。

根据本发明的一个实施例，所述公交信号采集元件包括一RS485控制接口，所述公交信号输入元件包括一RS485控制协议器，所述RS485控制接口连接于所述RS485控制协议器，所述RS485控制接口实时采集所述公交车辆的所述实时状态，所述RS485控制协议器根据所述公交车辆的所述实时状态编码形成所述公交监测数据，所述RS485控制协议器传输所述公交监测数据至所述信号控制模块。

根据本发明的一个实施例，所述RS485控制接口电连接于一隔离电源，所述RS485控制接口采用所述隔离电源供电。

根据本发明的一个实施例，所述串口控制元件包括一串口控制协议器和一串口控制接口，所述网络信号采集元件包括一网络数据处理器和一网络数据接口，所述串口控制协议器分别连接于所述信号控制模块和所述串口控制接口，所述网络数据处理器分别连接于所述串口控制接口和所述网络数据接口，所述网络数据接口实时采集所述公交车辆的所述实时状态，所述公交车辆的所述实时状态经所述网络数据处理器处理传输至所述串口控制接口，所述串口控制协议器传输所述公交监测数据至所述信号控制模块。

根据本发明的一个实施例，所述控制信号传输元件包括两个控制信号输出接口，所述控制信号输出元件包括八个控制信号输出单元，所述控制信号输出单元分别连接于所述控制信号输出接口和所述信号控制模块，所述控制信号输出单元接收所述信号控制模块输出的所述控制放行信号，所述控制信号输出单元解码所述控制放行信号，所述控制信号输出单元通过所述控制信号输出接口输出所述控制放行信号。

根据本发明的一个实施例，八个所述控制信号输出单元同时共用两个所述控制信号输出接口，八个所述控制信号输出单元同时控制八个所述信号灯的所述实时状态。

根据本发明的一个实施例，所述信号机信号采集元件包括一RS232控制接口，所述信号机信号输入元件包括一RS232控制协议器，所述RS232控制接口连接于所述RS232控制协议器，所述RS232控制接口实时采集所述信号机的所述实时状态，所述RS232控制协议器根据所述信号机的所述实时状态编码形成所述信号机监测数据，所述RS232控制协议器传输所述信号机监测数据至所述信号控制模块。

根据本发明的一个实施例，所述信号机信号采集元件进一步包括一RS232备用控制接口，所述信号机信号输入元件包括一RS232控制协议器，所述RS232备用控制接口连接于所述RS232控制协议期，所述RS232备用控制接口实时采集所述信号机的所述实时状态，所述RS232控制协议器根据所述信号机的所述实时状态编码形成所述信号机监控数据，所述RS232控制协议器传输所述信号机监测数据至所述信号控制模块。

根据本发明的一个实施例，所述RS232备用控制接口与所述RS232控制接口互为备份，所述RS232备用控制接口可用于接收并采集所述公交优先控制系统的其它所述实时状态。

本发明还提供一种公交优先控制系统的优先控制方法，所述优先控制方法包括步骤：

(a)实时监测一辆或多辆公交车辆的实时状态并形成一公交监测数据；

(b)实时监测一个或多个信号灯的实时状态并形成一信号灯监测数据；

(c)实时接收并分析所述公交监测数据和所述信号灯检测数据；

(d)判断所述公交车辆能否优先放行；

(e)若判定所述公交车辆可以优先放行，所述信号控制模块维持所述信号灯的所述实时状态，若判定所述公交车辆未能优先放行，所述信号控制模块输出一控制放行信号；以及

(f)调整所述信号灯的所述实时状态。

本发明还提供一种公交优先控制系统的优先控制方法，所述优先控制方法包括步骤：

(a)实时监测一辆或多辆公交车辆的实时状态并形成一公交监测数据；

(b)实时监测一个或多个信号灯的实时状态并形成一信号灯监测数据；

(c)实时监测一个或多个信号机的实时状态并形成以信号机监测数据；

(d)实时接收并分析所述公交监测数据、所述信号灯检测数据和所述信号机监测数据；

(e)判断在监测范围内存在所述交通车辆；

(f)若判定存在所述公交车辆，判断所述信号灯的所述实时状态与所述信号机的所述实时状态是否一致；

(g)若判定所述信号灯信号与所述信号机信号一致，判断所述信号灯的所述实时状态是否为放行信号；

(h)若判定所述信号灯信号非放行信号，所述信号控制模块输出一控制放行信号；以及

(i)调整所述信号灯的所述实时状态。

附图说明

图1A是根据本发明的一个优选实施例的判断流程图。

图1B是根据本发明的一个变形实施例的判断流程图。

图2A是根据本发明的一个优选实施例的模块示意图。

图2B是根据本发明的一个优选实施例的模块示意图。

图2C是根据本发明的一个变形实施例的模块示意图。

图3是根据本发明的一个优选实施例的所述信号灯监测模块的电路图。

图4是根据本发明的一个优选实施例的所述信号机监测模块的电路图。

图5是根据本发明的一个优选实施例的所述公交监测模块的电路图。

图6是根据本发明的一个优选实施例的所述公交优先控制系统的结构示意图。

图7是根据本发明的一个优选实施例的电路元件示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

根据本发明的一个优选实施例，如图2A所示，所述公交优先控制系统包括一信号控制模块10、一信号灯监测模块20、一信号机监测模块30、一公交监测模块40和一信号输出模块50。所述信号灯监测模块20、所述信号机监测模块30、所述公交监测模块40和所述信号输出模块50分别连接于所述信号控制模块10。所述信号灯监测模块20、所述信号机监测模块30和所述公交监测模块40分别实时监测信号灯、信号机和公交车辆。所述信号控制模块10实时接收并处理来自所述信号灯监测模块20实时监测的信号灯监测数据。所述信号控制模块10实时接收并处理来自所述信号机监测模块30实时监测的信号机监测数据。所述信号控制模块10实时接收并处理来自所述公交监测模块40实时监测的公交监测数据。所述信号控制模块10根据所述信号灯监测数据、所述信号机监测数据和所述公交监测数据处理并判断是否出现所述公交车辆，所述信号控制模块10根据所述信号灯监测数据、所述信号机监测数据和所述公交监测数据适时通过所述信号输出模块50输出一控制放行信号至所述信号机，所述信号机根据所述控制放行信号相应调整所述信号灯。

优选的，所述公交优先控制系统的判断流程图如图1A所示。所述公交优先控制系统的所述信号控制模块10分别接收来自所述信号灯监测模块20的所述信号灯监测数据，来自所述信号机监测模块30的所述信号机监测数据和来自所述公交监测模块40的所述公交监测数据。所述信号控制模块10实时处理所述信号灯监测数据、所述信号机监测数据和所述公交监测数据，其中，所述信号控制模块10实时处理所述公交监测数据，若判定检测范围内未出现公交车辆，则所述信号控制模块10重新根据所述公交监测数据判断在监测范围内是否出现公交车辆信号。若所述信号控制模块10判定所述公交车辆出现在所述监测范围内，换句话说，所述信号控制模块10判定出现公交车辆信号，则所述信号控制模块10处理所述信号灯监测数据和所述信号机监测数据，所述信号控制模块10判断所述信号灯的所述信号灯信号是否与所述信号机的所述信号机信号一致。若所述信号控制模块10判定所述信号灯的所述信号灯信号与所述信号机的所述信号机信号不一致，则所述信号控制模块10根据所述公交监测模块40的所述公交监测数据重新判断是否出现所述公交车辆信号。若所述信号控制模块10判定所述信号灯的所述信号灯信号与所述信号机的所述信号机信号一致，则所述信号控制模块10判断所述信号灯信号是否为放行信号，若所述信号控制模块10判定所述信号灯信号为放行信号，则维持所述信号灯的所述放行信号。若所述信号控制模块10判定所述信号灯信号为禁止通行信号，则所述信号控制模块10通过所述信号输出模块50输出所述控制放行信号至所述信号机，所述信号机根据所述控制放行信号调整所述信号灯。

优选的，如图2B所示，所述信号灯监测模块20包括一信号灯信号采集元件21和一信号灯信号输入元件22，所述信号机监测模块30包括一信号机信号采集元件31和一信号机信号输入元件32，所述公交监测模块40包括一公交信号采集元件41和一公交信号输入元件42，所述信号输入模块50包括一控制信号传输元件51和一控制信号输出元件52。所述信号灯信号输入元件22分别与所述信号控制模块10和所述信号灯信号采集元件21连接，所述信号机信号输入元件32分别与所述信号控制模块10和所述信号机信号采集元件31连接，所述公交信号输入元件42分别与所述公交信号采集元件41和所述信号控制模块10连接，所述控制信号输出元件52分别与所述控制信号传输元件51和所述信号控制模块10连接。所述信号灯信号采集元件21用于监测并采集所述信号灯的实时状态，所述信号灯信号输入元件22接收所述信号灯的所述实时状态并形成所述信号灯监测数据，所述信号灯信号输入元件22传输所述信号灯监测数据至所述信号控制模块10。所述信号机信号采集元件31用于监测并采集所述信号机的实时状态，所述信号机信号输入元件32接受所述信号机的所述实时状态并形成所述信号机监测数据，所述信号机信号输入元件32传输所述信号机监测数据至所述信号控制模块10。所述公交信号采集元件41用于监测并采集在所述监测范围内是否出现所述公交车辆，换句话说，所述公交信号采集元件41实时监测所述公交车辆的实时状态，所述公交信号输入元件42接受所述公交车辆的所述实时状态并形成所述公交监测数据，所述公交信号输入元件42传输所述公交监测数据至所述信号控制模块10。所述控制信号输出元件52接收所述信号控制模块10输出的所述控制放行信号，所述控制信号输出元件52传输所述控制放行信号至所述控制信号传输元件51，所述控制信号传输元件51根据所述控制放行信号引导控制所述信号机，所述信号机根据所述控制放行信号调整所述信号灯。

根据本发明的一个优选实施例，如图7所示，优选的，所述信号灯信号采集元件21包括两个信号灯信号采集接口211,212，所述信号灯信号输入元件22包括八个信号灯信号输入单元221至228，所述信号灯信号采集接口211,212分别连接于所述信号灯信号输入单元221至228，所述信号灯信号采集接口211,212实时采集所述信号灯的所述实时状态，所述信号灯信号输入单元221至228接收并处理所述信号灯信号采集接口211,212采集的所述实时状态，形成并传输所述信号灯监测数据至所述信号控制模块10。优选的，所述信号机信号采集元件31包括一RS232控制接口310，所述信号机信号输入元件32包括一RS232控制协议器320，所述RS232控制接口310连接于所述RS232控制协议器320，所述RS232控制接口310采集的所述信号机的所述信号机监测数据经由所述RS232控制协议器320编码传输至所述信号控制模块10。优选的，所述公交信号采集元件41包括一RS485控制接口421，所述公交信号输入元件42包括一RS485控制协议器420，所述RS485控制接口421连接于所述RS485控制协议器420，所述RS485控制接口421采集的所述公交车辆的所述公交监测数据经由所述RS485控制协议器420编码传输至所述信号控制模块10。优选的，所述控制信号输出元件52包括八个控制信号输出单元521至528，所述控制信号传输元件51包括两个控制信号输出接口511,512，所述控制信号输出接口511,512分别连接于所述控制信号输出单元521至528，所述信号控制模块10输出所述控制放行信号，所述控制信号输出单元521至528解码所述放行控制信号并通过所述控制信号输出接口511,512输出所述控制放行信号至所述信号机，所述信号机根据所述控制放行信号调整所述信号灯。

值得一提的是，八个所述信号灯信号输入单元221至228同时共用两个所述信号灯信号采集接口211,212，八个所述信号灯信号输入单元221至228可同时采集多个所述信号灯的所述实时状态。同时，八个所述控制信号输出单元521至828同时共用两个所述控制信号传输接口511,512，八个所述控制信号输出单元521至528可同时控制八个所述信号灯的所述实时状态。

值得一提的是，所述RS485控制接口421采用隔离电源供电，进一步提高所述交通监测模块40的稳定性和可靠性。

具体的，根据本发明的一个优选实施例，如图3所示，表示所述信号灯监测模块20的电路图。所述信号灯监测模块20的电路包括一信号连接器CN4、一电阻R35、一光耦隔离器E1、一压敏电阻RV1和一电阻R9和一电容C33形成的一滤波电路。优选的，所述信号连接器CN4采集所述信号灯的所述信号灯检测信号，所述信号灯监测信号通过所述电阻R35和所述光耦隔离器E1的初级，所述信号灯监测信号通过所述光耦隔离器E1的次级输出至所述信号控制模块10。其中，所述压敏电阻RV1用于抑制浪涌电压，所述电阻R9和所述电容C33组成的所述滤波电路用于滤波整流。如图4所示，表示所述信号机监测模块30的电路图。所述信号机监测模块30的电路包括一标准DB9接口CN5、一串行信号处理芯片IC1、一二极管D2、一二极管D5、一滤波电容C6、一电容C5、一电容C7、一电容C8和一电容C13。所述标准DB9接口CN5实时采集所述信号机的所述信号，所述信号机的所述信号经过所述串行信号处理芯片IC1传输至所述信号控制模块10。其中，所述二极管D2和所述二极管D5用于抑制浪涌电压，所述滤波电容C6用于电源滤波，所述电容C5、所述电容C7、所述电容C8和所述电容C13用于配置所述串行信号处理芯片IC1的外围电容。如图5所示，表示所述公交监测模块40的电路图。所述公交监测模块40的电路包括一信号连接器CN8、一电阻R5、一电阻R4、一二极管D11和一二极管D12。所述公交车辆的所述公交监测数据通过所述信号连接器CN8传输至所述信号控制模块10，所述信号控制模块10根据所述公交监测数据相应输出所述控制放行信号至所述信号输出模块50。如图6所示，表示所述信号输出模块50的电路图。所述信号输出模块50的电路包括一三极管Q3、一继电器K1、一信号连接器CN3、一发光二极管LG5、一二极管D7、一电阻R65和一电阻R23。所述信号控制模块10输出的所述放行控制信号，经过所述三极管Q3的继电器控制所述继电器K1的线圈通断，使得所述继电器K1的次级输出所述放行控制信号，通过所述信号连接器CN3输出至所述信号机。其中，所述发光二极管LG5和所述电阻R23和所述三极管Q3组成一指示电路，所述二极管D7用于抑制浪涌电压。

根据本发明的第一变形实施例，如图1B所示，表示一公交优先控制系统的判断流程图。如图2A所示，所述变形实施例的所述公交优先控制系统包括一信号控制模块10、一信号灯监测模块20、一信号机监测模块30、一公交监测模块40和一信号输出模块50。所述信号灯监测模块20、所述信号机监测模块30、所述公交监测模块40和所述信号输出模块50分别连接于所述信号控制模块10。所述信号灯监测模块20、所述信号机监测模块30和所述公交监测模块40分别实时监测信号灯、信号机和公交车辆。所述信号控制模块10实时接收并处理来自所述信号灯监测模块20实时监测的信号灯监测数据。所述信号控制模块10实时接收并处理来自所述信号机监测模块30实时监测的信号机监测数据。所述信号控制模块10实时接收并处理来自所述公交监测模块40实时监测的公交监测数据。所述信号控制模块10根据所述信号灯监测数据、所述信号机监测数据和所述公交监测数据处理并判断是否出现所述公交车辆，所述信号控制模块10根据所述信号灯监测数据、所述信号机监测数据和所述公交监测数据适时通过所述信号输出模块50输出一控制放行信号至所述信号机，所述信号机根据所述控制放行信号相应调整所述信号灯。

优选的，所述变形实施例的所述公交优先控制系统的判断流程图如图1B所示。所述公交优先控制系统的所述信号控制模块10分别接收来自所述信号灯监测模块20的所述信号灯监测数据，来自所述信号机监测模块30的所述信号机监测数据和来自所述公交监测模块40的所述公交监测数据。所述信号控制模块10实时处理所述信号灯监测数据、所述信号机监测数据和所述公交监测数据，其中，所述信号控制模块10实时处理所述公交监测数据，若判定检测范围内未出现公交车辆，则所述信号控制模块10重新根据所述公交监测数据判断在监测范围内是否出现公交车辆信号。若所述信号控制模块10判定所述公交车辆出现在所述监测范围内，换句话说，所述信号控制模块10判定出现公交车辆信号，则所述信号控制模块10处理所述信号灯监测数据和所述信号机监测数据，所述信号控制模块10判断所述信号灯的所述信号灯信号是否与所述信号机的所述信号机信号一致。若所述信号控制模块10判定所述信号灯的所述信号灯信号与所述信号机的所述信号机信号不一致，则复位所述信号灯监测模块20和所述信号机监测模块30，所述信号控制模块10根据所述公交监测模块40的所述公交监测数据重新判断是否出现所述公交车辆信号。若所述信号控制模块10判定所述信号灯的所述信号灯信号与所述信号机的所述信号机信号一致，则所述信号控制模块10判断所述信号灯信号是否为放行信号，若所述信号控制模块10判定所述信号灯信号为放行信号，则维持所述信号灯的所述放行信号。若所述信号控制模块10判定所述信号灯信号为禁止通行信号，则所述信号控制模块10通过所述信号输出模块50输出所述控制放行信号至所述信号机，所述信号机根据所述控制放行信号调整所述信号灯。

值得一提的是，变形实施例的所述信号控制模块10若判定所述信号灯的所述信号灯信号和所述信号机的所述信号机信号不一致，在复位所述信号灯监测模块20和所述信号机监测模块30后，再由所述信号控制模块10返回判断流程，根据所述公交监测模块40的所述公交监测数据重新判断是否出现所述公交车辆信号，避免由于所述信号灯监测模块20或所述信号机监测模块30的偶发故障而陷入死循环，反复循环判断是否有所述公交车辆信号和所述信号灯信号与所述信号机信号是否一致，干扰所述公交优先控制系统的正常工作。

根据本发明的第二变形实施例，如图2C所示，表示第二变形实施例的一公交优先控制系统的模块示意图。

优选的，所述信号灯监测模块20包括一信号灯信号采集元件21和一信号灯信号输入元件22，所述信号机监测模块30包括一信号机信号采集元件31和一信号机信号输入元件32，所述公交监测模块40包括一公交信号采集元件41和一公交信号输入元件42，所述公交监测模块40进一步包括一串口控制元件43和一网络信号采集元件44，所述信号输入模块50包括一控制信号传输元件51和一控制信号输出元件52。所述信号灯信号输入元件22分别与所述信号控制模块10和所述信号灯信号采集元件21连接，所述信号机信号输入元件32分别与所述信号控制模块10和所述信号机信号采集元件31连接，所述公交信号输入元件42与所述公交信号采集元件41连接，所述串口控制元件43分别与所述公交信号输入元件42、所述网络信号采集元件44和所述信号控制模块10连接，所述控制信号输出元件52分别与所述控制信号传输元件51和所述信号控制模块10连接。所述信号灯信号采集元件21用于监测并采集所述信号灯的实时状态，所述信号灯信号输入元件22接收所述信号灯的所述实时状态并形成所述信号灯监测数据，所述信号灯信号输入元件22传输所述信号灯监测数据至所述信号控制模块10。所述信号机信号采集元件31用于监测并采集所述信号机的实时状态，所述信号机信号输入元件32接受所述信号机的所述实时状态并形成所述信号机监测数据，所述信号机信号输入元件32传输所述信号机监测数据至所述信号控制模块10。所述公交信号采集元件41用于监测并采集在所述监测范围内是否出现所述公交车辆，换句话说，所述公交信号采集元件41实时监测所述公交车辆的实时状态。同时，所述网络信号采集元件33采集视频等图像信息，通过所述串口控制组件43汇总所述公交信号采集元件41和所述网络信号采集元件44分别采集的公交监测数据并传输至所述信号控制模块10。所述控制信号输出元件52接收所述信号控制模块10输出的所述控制放行信号，所述控制信号输出元件52传输所述控制放行信号至所述控制信号传输元件51，所述控制信号传输元件51根据所述控制放行信号引导控制所述信号机，所述信号机根据所述控制放行信号调整所述信号灯。

根据本发明的第二变形实施例，如图7所示，优选的，所述信号灯信号采集元件21包括两个信号灯信号采集接口211,212，所述信号灯信号输入元件22包括八个信号灯信号输入单元221至228，所述信号灯信号采集接口211,212分别连接于所述信号灯信号输入单元221至228，所述信号灯信号采集接口211,212实时采集所述信号灯的所述实时状态，所述信号灯信号输入单元221至228接收并处理所述信号灯信号采集接口211,212采集的所述实时状态，形成并传输所述信号灯监测数据至所述信号控制模块10。优选的，所述信号机信号采集元件31包括一RS232控制接口310，所述信号机信号输入元件32包括一RS232控制协议器320，所述RS232控制接口310连接于所述RS232控制协议器320，所述RS232控制接口310采集的所述信号机的所述信号机监测数据经由所述RS232控制协议器320编码传输至所述信号控制模块10。优选的，所述公交信号采集元件41包括一RS485控制接口421，所述公交信号输入元件42包括一RS485控制协议器420，所述串口控制元件43包括一串口控制协议器430和一串口控制接口431，所述网络信号采集元件44包括一网络数据处理器440和一网络数据接口441，所述RS485控制接口421连接于所述RS485控制协议器420，所述串口控制协议器430连接于所述串口控制接口431，所述网络数据处理器440连接于所述网络数据接口441，所述串口控制协议器440汇总所述RS485控制接口421采集的所述公交车辆的所述公交车辆信号和通过所述网络数据处理器440处理的所述网络数据接口441采集的所述公交车辆的所述公交车辆信号，所述串口控制协议器440形成所述公交监测数据并编码传输至所述信号控制模块10。

值得一提的是，所述信号机信号采集元件31进一步包括一RS232备用控制接口311，所述信号机信号输入元件32包括一RS232控制协议器320，所述RS232备用控制接口311连接于所述RS232控制协议器320，所述RS232备用控制接口311采集的所述信号机的所述信号机监测数据经由所述RS232控制协议器320编码传输至所述信号控制模块10。同时，所述RS232备用控制接口311也可用于输入其他信息。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (17)

1.一种公交优先控制系统，用于优先放行公交车辆，其特征在于，包括：

一信号灯监测模块，所述信号灯监测模块连接于一个或多个信号灯，所述信号灯监测模块用于实时监测所述信号灯的实时状态，所述信号灯监测模块实时输出一信号灯监测数据；

一公交监测模块，所述公交监测模块用于实时监测一辆或多辆公交车辆的实时状态，所述公交监测模块实时输出一公交监测数据；

一信号控制模块，所述信号灯监测模块和所述公交监测模块分别连接于所述信号控制模块，所述信号控制模块用于实时接收并处理所述信号灯监测数据和所述公交监测数据，所述信号控制模块控制所述公交车辆优先放行；和

一信号输出模块，所述信号输出模块连接于所述信号控制模块，所述信号灯监测模块、所述公交监测模块、所述信号输出模块和所述信号控制模块分别电连接于一电源，当所述信号控制模块判定所述公交车辆未能优先放行时，所述信号控制模块通过所述信号输出模块调整所述信号灯的所述实时状态；

所述公交优先控制系统进一步包括一信号机监测模块，所述信号机监测模块连接于一个或多个信号机，所述信号机监测模块电连接于所述电源，所述信号机监测模块用于实时监测所述信号机的实时状态，所述信号机监测模块实时输出一信号机监测数据，所述信号控制模块实时接收并处理所述信号机监测数据；

所述信号灯监测模块包括一信号灯信号采集元件和一信号灯信号输入元件，所述信号灯信号输入元件分别连接于信号灯信号采集元件和所述信号控制模块，所述信号灯信号采集元件用于实时采集所述信号灯的所述实时状态，所述信号灯信号输入元件用于接收所述信号灯的所述实时状态，所述信号灯信号输入元件根据所述信号灯的所述实时状态编码形成所述信号灯监测数据，所述信号灯信号输入元件传输所述信号灯监测数据至所述信号控制模块。

2.如权利要求1中所述的一种公交优先控制系统，其中所述信号控制模块根据所述公交监测数据判定所述公交车辆未能优先放行时，若所述信号控制模块判定所述信号灯监测信号和所述信号机监测信号不一致，所述信号控制模块重新根据所述公交监测数据判断所述公交车辆的所述实时状态。

3.如权利要求1中所述的一种公交优先控制系统，其中所述公交监测模块包括一公交信号采集元件和一公交信号输入元件，所述公交信号输入元件分别连接于所述公交信号采集元件和所述信号控制模块，所述公交信号采集元件用于实时采集所述公交车辆的所述实时状态，所述公交信号输入元件用于接收所述公交车辆的所述实时状态，所述公交信号输入元件根据所述公交车辆的所述实时状态编码形成所述公交监测数据，所述公交信号输入元件传输所述公交监测数据至所述信号控制模块。

4.如权利要求1中所述的一种公交优先控制系统，其中所述信号输出模块包括一控制信号输出元件和一控制信号传输元件，所述控制信号输出元件分别连接于所述信号控制模块和所述控制信号传输元件，所述控制信号输出元件接收并解码所述信号控制模块输出的所述控制放行信号，所述控制信号输出元件通过所述控制信号传输元件输出所述控制放行信号。

5.如权利要求1中所述的一种公交优先控制系统，其中所述信号机监测模块包括一信号机信号采集元件和一信号机信号输入元件，所述信号机信号输入元件分别连接于所述信号机信号采集元件和所述信号控制模块，所述信号机信号采集元件用于实时采集所述信号机的所示实时状态，所述信号机信号输入元件用于接收所述信号机的所述实时状态，所述信号机信号输入元件根据所述信号机的所述实时状态编码形成所述信号机监测数据，所述信号机信号输入元件传输所述信号机监测数据至所述信号控制模块。

6.如权利要求3中所述的一种公交优先控制系统，其中所述公交监测模块进一步包括一串口控制元件和一网络信号采集元件，所述串口控制元件分别连接于所述公交信号输入元件、所述网络信号采集元件和所述信号控制模块，所述网络信号采集元件用于实时采集所述公交车辆的所述实时状态，所述串口控制元件汇总所述公交信号采集元件和所述网络信号采集元件的所述实时状态，所述串口控制元件统一编码形成所述公交监测数据，所述串口控制元件传输所述公交监测数据至所述信号控制模块。

7.如权利要求1中所述的一种公交优先控制系统，其中所述信号灯信号采集元件包括两个信号灯信号采集接口，所述信号灯信号输出元件包括八个信号灯信号输入单元，所述信号灯信号输入单元分别连接于所述信号灯信号采集接口和所述信号控制模块，所述信号灯信号采集接口实时采集所述信号灯的所述实时状态，所述信号灯信号输入单元实时接收所述信号灯的所述实时状态，所述信号灯信号输入单元根据所述信号灯的所述实时状态编码形成所述信号灯监测数据，所述信号灯信号输入单元传输所述信号灯监测数据至所述信号控制模块。

8.如权利要求7中所述的一种公交优先控制系统，其中八个所述信号灯信号输入元件同时共用两个所述信号灯信号采集接口，八个所述信号灯信号输入单元同时采集八个所述信号灯的所述实时状态。

9.如权利要求3中所述的一种公交优先控制系统，其中所述公交信号采集元件包括一RS485控制接口，所述公交信号输入元件包括一RS485控制协议器，所述RS485控制接口连接于所述RS485控制协议器，所述RS485控制接口实时采集所述公交车辆的所述实时状态，所述RS485控制协议器根据所述公交车辆的所述实时状态编码形成所述公交监测数据，所述RS485控制协议器传输所述公交监测数据至所述信号控制模块。

10.如权利要求9中所述的一种公交优先控制系统，其中所述RS485控制接口电连接于一隔离电源，所述RS485控制接口采用所述隔离电源供电。

11.如权利要求6中所述的一种公交优先控制系统，其中所述串口控制元件包括一串口控制协议器和一串口控制接口，所述网络信号采集元件包括一网络数据处理器和一网络数据接口，所述串口控制协议器分别连接于所述信号控制模块和所述串口控制接口，所述网络数据处理器分别连接于所述串口控制接口和所述网络数据接口，所述网络数据接口实时采集所述公交车辆的所述实时状态，所述公交车辆的所述实时状态经所述网络数据处理器处理传输至所述串口控制接口，所述串口控制协议器传输所述公交监测数据至所述信号控制模块。

12.如权利要求4中所述的一种公交优先控制系统，其中所述控制信号传输元件包括两个控制信号输出接口，所述控制信号输出元件包括八个控制信号输出单元，所述控制信号输出单元分别连接于所述控制信号输出接口和所述信号控制模块，所述控制信号输出单元接收所述信号控制模块输出的所述控制放行信号，所述控制信号输出单元解码所述控制放行信号，所述控制信号输出单元通过所述控制信号输出接口输出所述控制放行信号。

13.如权利要求12中所述的一种公交优先控制系统，其中八个所述控制信号输出单元同时共用两个所述控制信号输出接口，八个所述控制信号输出单元同时控制八个所述信号灯的所述实时状态。

14.如权利要求5中所述的一种公交优先控制系统，其中所述信号机信号采集元件包括一RS232控制接口，所述信号机信号输入元件包括一RS232控制协议器，所述RS232控制接口连接于所述RS232控制协议器，所述RS232控制接口实时采集所述信号机的所述实时状态，所述RS232控制协议器根据所述信号机的所述实时状态编码形成所述信号机监测数据，所述RS232控制协议器传输所述信号机监测数据至所述信号控制模块。

15.如权利要求5中所述的一种公交优先控制系统，其中所述信号机信号采集元件进一步包括一RS232备用控制接口，所述信号机信号输入元件包括一RS232控制协议器，所述RS232备用控制接口连接于所述RS232控制协议期，所述RS232备用控制接口实时采集所述信号机的所述实时状态，所述RS232控制协议器根据所述信号机的所述实时状态编码形成所述信号机监控数据，所述RS232控制协议器传输所述信号机监测数据至所述信号控制模块。

16.如权利要求15中所述的一种公交优先控制系统，其中所述RS232备用控制接口与所述RS232控制接口互为备份，所述RS232备用控制接口可用于接收并采集所述公交优先控制系统的其它所述实时状态。

17.一种公交优先控制系统的优先控制方法，所述优先控制方法包括步骤：

(a)实时监测一辆或多辆公交车辆的实时状态并形成一公交监测数据；

(b)实时监测一个或多个信号灯的实时状态并形成一信号灯监测数据；

(c)实时监测一个或多个信号机的实时状态并形成以信号机监测数据；

(d)实时接收并分析所述公交监测数据、所述信号灯检测数据和所述信号机监测数据；

(e)判断在监测范围内存在所述公交车辆；

(f)若判定存在所述公交车辆，判断所述信号灯的所述实时状态与所述信号机的所述实时状态是否一致；

(g)若判定所述信号灯信号与所述信号机信号一致，判断所述信号灯的所述实时状态是否为放行信号；

(h)若判定所述信号灯信号非放行信号，所述信号控制模块输出一控制放行信号；以及

(i)调整所述信号灯的所述实时状态。