CN105185132A - 一种基于电力载波的智能交通信号灯控制系统和控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种基于电力载波的智能交通信号灯控制系统和方法，属于交通控制领域，系统运行时，车辆通过两级距离路口距离不同的地埋压力传感器时触发感应信号，信号通过设备的供电线路发送到智能监测主机，智能监测主机分析车流量情况，并根据信号对其他车道红灯的延时时间进行调整，根据信号灯的显示状态控制行人挡板的启动与关闭。同时，智能监测主机将车流量数据通过无线路由器传送到互联网，手机端和电脑端通过互联网连接进行数据接收，可选择实现现场监控和强制管控。本发明可智能监测到路口的车辆数量状态，值班电脑、值班手机等设备可远程实时监测和控制路口的信号灯状态，确保人员的人身安全和车辆的行车安全，避免产生严重的后果。
Description
技术领域
本发明涉及交通控制领域，具体涉及一种基于电力载波的智能交通信号灯控制系统和控制方法。
背景技术
目前的交通信号灯系统，几乎都是设置的无线传感设备或布置信号线来传输信号控制车辆的通行，故存在以下几个缺点：
(1)当十字路口两个方向车流量相差很大时，在横向无车通过或车辆已经全部通过的情况下，纵向过来的车辆却要等红灯，造成大量的能源损失和空气污染；不能智能调控。
(2)红绿时间固定调节方式不完善，不能有效处理高峰时段车辆拥堵；低峰时段车辆稀少却要等绿灯的弊端。
(3)路口斑马线行人通道设施不完善，对行人保障效果差；
(4)现有交通信号灯系统，后面小车容易被前方大车挡住交通信号灯信息，闯红灯误差大。
(5)现场临时控制相对人员位置固定，不方便现场指挥。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种交通信号灯控制系统和控制方法，可以更加智能、迅速、合理，有效提高交通管理效率和城市交通拥堵问题，极大地保障了行人通过路口的安全。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种基于电力载波的智能交通信号灯控制系统，包括初次压力传感器(、二次压力传感器、智能监测主机和交通信号灯系统；
所述的初次压力传感器安装在车道上距离路口停车线第一预设距离处，所述的二次压力传感器安装在车道上距离路口停车线第二预设距离处，所述第一预设距离大于第二预设距离，所述初次压力传感器和二次压力传感器均用于在感应到车辆通过时，向智能监测主机发送感应信号；
所述智能监测主机用于在任意方向交通信号灯为绿灯时，接收到该方向车道上的初次压力传感器的感应信号后，控制交通信号灯系统中的其他方向的红色交通信号灯延时量增加时间t，接收到该方向车道上的二次压力传感器的感应信号后，控制交通信号灯系统中的其他方向的红色交通信号灯延时量减少时间t；
所述的初次压力传感器、二次压力传感器、交通信号灯系统和智能监测主机之间，通过本身供电的零火线进行数据传输。
本发明的有益效果是：本发明基于稳定性高、抗干扰强的电力载波通信协议，无需多次重复布线，降低成本，安装方便，智能化，可视化、人性化、实时化；可灵活根据车流量的变化对红绿灯延时时间进行调控，智能监测到路口的车辆数量状态，自动实时将监测信息发送给监测主机和值班电脑，实现监测主机智能控制交通信号灯。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步的，本发明还包括设置在路口停车线和路口斑马线之间的行人保障挡板，用于在人行横道指示灯亮起绿色灯时升起，在路口的交通信号灯亮起绿灯时放下。
进一步的，所述行人保障挡板包括挡板本体，所述挡板本体通过连接轴与地面水平轴向连接，挡板本体可绕连接轴旋转成与地面成90°升起，绕连接轴旋转至完全贴合地面放下；所述连接轴固定连接驱动马达，驱动马达和智能监测主机电性连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：行人保障挡板可保障行人安全。
进一步的，所述挡板本体在其来车方向的一面设置同步交通信号灯，所述同步交通信号灯与对应路口的交通信号灯同步显示。
采用上述进一步方案的有益效果是：行人保障挡板内嵌的同步交通信号灯与对应路口的交通信号灯同步显示，便于停车道上被前方车辆挡住路口交通信号灯的车辆驾驶员掌握交通信号灯信息。
进一步的，所述挡板本体的截面为拱形，放下时可做路口减速板使用。
采用上述进一步方案的有益效果是：行人保障挡板打开放下方便，不占用空间。放下时可做路口减速板使用。
进一步的，所述挡板本体上设置有排水槽。
采用上述进一步方案的有益效果是：行人保障板在雨天还具有排水功能，防止积水致保障板损坏。
进一步的，本发明还包括无线路由器和用户终端，所述交通信号灯系统还包括交通摄像头，所述智能监测主机还用于通过无线路由器向互联网发送交通信号灯的显示状态信息、交通摄像头拍摄的视频信息和行人保障挡板的开合状态信息，供用户查看。
采用上述进一步方案的有益效果是：用户可以通过用户终端实时监控路口的交通状况。
进一步的，所述智能监测主机还用于，根据初次压力传感器和二次压力传感器发送的感应信号对车流量进行计算，并将车流量数据和预设的数据判断是否发生交通拥堵；判断发生交通拥堵时，在启动报警模式后，智能监测主机通过无线路由器向用户终端发送报警指令、强制管控申请和临时管控申请，用户终端可以通过无线路由对智能监测主机进行控制，智能监测主机按照指令相应的对交通信号灯系统进行控制。
采用上述进一步方案的有益效果是：发生拥堵时可向用户终端发送报警指令，用户可以通过用户终端对对交通信号灯进行灵活控制。
进一步的，本发明还包括环境探测感应器，所述环境探测感应器用于检测环境参数，并将环境参数数据传给智能监测主机，智能监测主机通过无线路由将环境参数数据传到互联网，所述环境参数包括温度、湿度、噪声、光亮度和PM2.5值数据中的一种或几种。
采用上述进一步方案的有益效果是：本发明还可以对现场环境进行检测，并将环境参数信息上传至网络，供用户查看。
一种基于电力载波的智能交通信号灯控制方法,包括以下步骤：
S1、车道上的初次压力传感器感应到车辆通过时，向智能监测主机发送感应信号，智能监测主机在任意方向交通信号灯为绿灯时，接收到该方向车道上的初次压力传感器的感应信号后，控制交通信号灯系统中的其他方向的红色交通信号灯延时量增加时间t；
S2、车道上的二次压力传感器感应到车辆通过时，向智能监测主机发送感应信号，智能监测主机在任意方向交通信号灯为绿灯时，接收到该方向车道上的二次压力传感器的感应信号后，控制交通信号灯系统中的其他方向的红色交通信号灯延时量减少时间t；
本发明还包括，在当人行横道指示灯亮起绿色灯时升起，行人保障挡板内嵌的同步交通信号灯与对应路口的交通信号灯(7)同步显示，当路口的交通信号灯亮起绿灯时，行人保障挡板放下的步骤。
本发明还包括智能监测主机通过无线路由器向互联网发送交通信号灯系统的显示状态信息、交通摄像头拍摄的视频信息和行人保障挡板的开合状态信息，供用户查看的步骤。
本发明还包括智能监测主机根据初次压力传感器和二次压力传感器发送的感应信号对车流量进行计算，并将车流量数据和预设的数据判断是否发生交通拥堵，在判断发生交通拥堵时，智能监测主机启动报警模式时，智能监测主机通过无线路由器向用户终端发送报警指令、强制管控申请和临时管控申请，用户终端可以通过无线路由对智能监测主机进行控制，智能监测主机按照指令相应的对交通信号灯系统进行控制的步骤。
本发明还包括环境探测感应器检测环境参数，并将环境参数数据传给智能监测主机，智能监测主机通过无线路由将环境参数数据传到互联网的步骤，所述环境参数包括温度、湿度、噪声、光亮度和PM2.5值数据中的一种或几种。
附图说明
图1为本发明系统总体布置图；
图2为本发明系统线路连接示意图；
图3为本发明系统中的挡板立起时示意图；
图4为本发明系统中的挡板立起时截面图；
图5为本发明系统中的挡板放下时截面图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、初次压力传感器；2、二次压力传感器；3、路口斑马线；4、行人保障挡板；5、路口停车线；6、人行横道指示灯；7、交通信号灯；8、交通摄像头；41、挡板本体；42、连接轴；43、同步交通信号灯；44、排水槽。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1、图2所示，一种基于电力载波的智能交通信号灯控制系统，包括初次压力传感器1、二次压力传感器2、智能监测主机和交通信号灯系统；
所述的初次压力传感器1安装在车道上距离路口停车线5第一预设距离处，所述的二次压力传感器2安装在车道上距离路口停车线5第二预设距离处，所述第一预设距离大于第二预设距离，所述初次压力传感器1和二次压力传感器2均用于在感应到车辆通过时，向智能监测主机发送感应信号；
所述智能监测主机用于在任意方向交通信号灯为绿灯时，接收到该方向车道上的初次压力传感器1的感应信号后，控制交通信号灯系统中的其他方向的红色交通信号灯延时量增加时间t，接收到该方向车道上的二次压力传感器2的感应信号后，控制交通信号灯系统中的其他方向的红色交通信号灯延时量减少时间t。
所述的初次压力传感器1、二次压力传感器2、交通信号灯系统和智能监测主机之间，通过本身供电的零火线进行数据传输。
本发明还包括设置在路口停车线5和路口斑马线3之间的行人保障挡板4，用于在人行横道指示灯6亮起绿色灯时升起，在路口的交通信号灯7亮起绿灯时放下。
如图3、图4和图5所示，所述行人保障挡板4包括挡板本体41，所述挡板本体41通过连接轴42与地面水平轴向连接，挡板本体41可绕连接轴42旋转成与地面成90°升起，绕连接轴42旋转至完全贴合地面放下；所述连接轴固定连接驱动马达，驱动马达和智能监测主机电性连接。
所述挡板本体41在其来车方向的一面设置同步交通信号灯43，所述同步交通信号灯43与对应路口的交通信号灯7同步显示。
所述挡板本体41的截面为拱形，放下时可做路口减速板使用。
所述挡板本体41上设置有排水槽44。
本发明还包括无线路由器和用户终端，所述交通信号灯系统还包括交通摄像头8，所述智能监测主机还用于通过无线路由器向互联网发送交通信号灯系统的显示状态信息、交通摄像头8拍摄的视频信息和行人保障挡板4的开合状态信息，供用户查看。
所述智能监测主机还用于，根据初次压力传感器1和二次压力传感器2发送的感应信号对车流量进行计算，并将车流量数据和预设的数据判断是否发生交通拥堵；判断发生交通拥堵时，在启动报警模式后，智能监测主机通过无线路由器向用户终端发送报警指令、强制管控申请和临时管控申请，用户终端可以通过无线路由对智能监测主机进行控制，智能监测主机按照指令相应的对交通信号灯系统进行控制。
本发明还包括环境探测感应器，所述环境探测感应器用于检测环境参数，并将环境参数数据传给智能监测主机，智能监测主机通过无线路由将环境参数数据传到互联网，所述环境参数包括温度、湿度、噪声、光亮度和PM2.5值数据中的一种或几种。
一种基于电力载波的智能交通信号灯控制方法,包括以下步骤：
S1、车道上的初次压力传感器1感应到车辆通过时，向智能监测主机发送感应信号，智能监测主机在任意方向交通信号灯为绿灯时，接收到该方向车道上的初次压力传感器1的感应信号后，控制交通信号灯系统中的其他方向的红色交通信号灯延时量增加时间t；
S2、车道上的二次压力传感器2感应到车辆通过时，向智能监测主机发送感应信号，智能监测主机在任意方向交通信号灯为绿灯时，接收到该方向车道上的二次压力传感器2的感应信号后，控制交通信号灯系统中的其他方向的红色交通信号灯延时量减少时间t。
本发明还包括，在当人行横道指示灯6亮起绿色灯时升起，行人保障挡板4内嵌的同步交通信号灯43与对应路口的交通信号灯7同步显示，当路口的交通信号灯7亮起绿灯时，行人保障挡板4放下的步骤。
本发明还包括智能监测主机通过无线路由器向互联网发送交通信号灯系统的显示状态信息、交通摄像头8拍摄的视频信息和行人保障挡板4的开合状态信息，供用户查看的步骤。
本发明还包括智能监测主机根据初次压力传感器1和二次压力传感器1发送的感应信号对车流量进行计算，并将车流量数据和预设的数据判断是否发生交通拥堵，在判断发生交通拥堵时，智能监测主机启动报警模式时，智能监测主机通过无线路由器向用户终端发送报警指令、强制管控申请和临时管控申请，用户终端可以通过无线路由对智能监测主机进行控制，智能监测主机按照指令相应的对交通信号灯系统进行控制的步骤。
本发明还包括环境探测感应器检测环境参数，并将环境参数数据传给智能监测主机，智能监测主机通过无线路由将环境参数数据传到互联网的步骤，所述环境参数包括温度、湿度、噪声、光亮度和PM2.5值数据中的一种或几种。
实施例1
所述的地埋压力传感器安装在道路的右侧通道上，由初次压力传感器部分和二次压力传感器部分组成，所述的初次压力传感部分安装在离路口较远处，第一预设距离为8-10米，所述的二次压力传感部分安装在离路口较近处，第二预设距离为0-1米，初次压力传感部分和二次压力传感部分均由压力传感组成；并安装在路面的下面；所述的信号灯指示部分由红、黄、绿三色LED信号灯、行人信号灯组成，所述的行车信号灯可显示红色、黄色和绿色三种颜色，红色表示禁止通行，绿色表示可以通行；所述的压力传感器部分和信号灯指示部分均通过电缆连接到智能监测主机，所述的智能监测主机连接有蓄电池和外接电源。
所述的压力传感器用于检测车辆的通行计数情况，初次地埋压力传感器和二次压力传感器之间的距离为绿灯时排队车辆的计算距离，当某一方向或某几个方向的信号灯为绿色时，车辆通过初次地埋压力传感器部分时，意味着有一辆车即将驶过路口，压力传感器监测到计数信号并将信号传递至智能监测主机，智能监测主机控制其他道路方向安装的红色信号灯的显示延时量增加时间t，当有一辆车通过二次压力传感器时，意味着有一辆车已经驶过路口，所述的智能监测主机控制其他道路方向安装的红色信号灯的显示延时量减少时间t；这个时间t可以根据不同的路口情况进行设置。
当行人信号灯亮起时，提示行人通过，路口行人保障挡板升起，行人保障挡板内嵌的三色LED信号灯与对应路口的交通信号灯同步显示，便于停车道上被前方车辆挡住路口信号灯的车辆驾驶员掌握信号灯信息。当信号灯显示为黄色时，行人保障挡板放下或升起。
挡板本体可采用弧形钢板，行人保障挡板上还设置有排水槽，有排水功能，连接轴可以为活页式连接轴，行人保障挡板放下后又具有路口减速板功能。
本发明基于稳定性高、抗干扰强的电力载波通信协议，无需多次重复布线，降低成本，安装方便，智能化，可视化、人性化、实时化；可以通过电脑端软件，对每个路口智能监测主机进行命名；监控人员可以用手机，电脑等设备，通过WIFI或3G网络，远程登录系统，实时查看路口的通行状态；本发明的用户终端包括手机和电脑，交警可以直接在路口使用手机控制信号灯，也可远程控制，同一时刻，最多可以有10个的手机/电脑，访问该系统。可以设置管理员账户及权限账户；可以实现临时账户申请；手机APP端，用图标的颜色改变，实时显示路口各设备的运行状态；多重报警方式同步推送，用户终端app开启状态下，直接进行报警，登录进入app的手机/电脑可以同时接收，还可以预设报警手机用于接收报警短信，最多可以设置4个手机短信接收号码，防止在监控人员在终端未开启app的情况下未听到报警声。
功能拓展：
可增加环境探测感应器，实时掌握路口位置的温度、湿度、噪声、光亮度和PM2.5值数据的采集。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于电力载波的智能交通信号灯控制系统，其特征在于，包括初次压力传感器(1)、二次压力传感器(2)、智能监测主机和交通信号灯系统；
所述的初次压力传感器(1)安装在车道上距离路口停车线(5)第一预设距离处，所述的二次压力传感器(2)安装在车道上距离路口停车线(5)第二预设距离处，所述第一预设距离大于第二预设距离，所述初次压力传感器(1)和二次压力传感器(2)均用于在感应到车辆通过时，向智能监测主机发送感应信号；
所述智能监测主机用于在任意方向交通信号灯为绿灯时，接收到该方向车道上的初次压力传感器(1)的感应信号后，控制交通信号灯系统中的其他方向的红色交通信号灯延时量增加时间t，接收到该方向车道上的二次压力传感器(2)的感应信号后，控制交通信号灯系统中的其他方向的红色交通信号灯延时量减少时间t；
所述的初次压力传感器(1)、二次压力传感器(2)、交通信号灯系统和智能监测主机之间，通过本身供电的零火线进行数据传输。
2.根据权利要求1所述的基于电力载波的智能交通信号灯控制系统，其特征在于，还包括设置在路口停车线(5)和路口斑马线(3)之间的行人保障挡板(4)，用于在人行横道指示灯(6)亮起绿色灯时升起，在路口的交通信号灯(7)亮起绿灯时放下。
3.根据权利2所述的基于电力载波的智能交通信号灯控制系统，其特征在于，所述行人保障挡板(4)包括挡板本体(41)，所述挡板本体(41)通过连接轴(42)与地面水平轴向连接，挡板本体(41)可绕连接轴(42)旋转成与地面成90°升起，绕连接轴(42)旋转至完全贴合地面放下；所述连接轴固定连接驱动马达，驱动马达和智能监测主机电性连接。
4.根据权利要求3所述的基于电力载波的智能交通信号灯控制系统，其特征在于，所述挡板本体(41)在其来车方向的一面设置同步交通信号灯(43)，所述同步交通信号灯(43)与对应路口的交通信号灯(7)同步显示,所述挡板本体(41)的截面为拱形，放下时可做路口减速板使用。
5.根据权利要求2所述的基于电力载波的智能交通信号灯控制系统，其特征在于，还包括无线路由器和用户终端，所述交通信号灯系统还包括交通摄像头(8)，所述智能监测主机还用于通过无线路由器向互联网发送交通信号灯系统的显示状态信息、交通摄像头(8)拍摄的视频信息和行人保障挡板(4)的开合状态信息，供用户查看。
6.根据权利要求5所述的基于电力载波的智能交通信号灯控制系统，其特征在于，所述智能监测主机还用于，根据初次压力传感器(1)和二次压力传感器(2)发送的感应信号对车流量进行计算，并将车流量数据和预设的数据判断是否发生交通拥堵；判断发生交通拥堵时，启动报警模式，智能监测主机通过无线路由器向用户终端发送报警指令、强制管控申请和临时管控申请，用户终端可以通过无线路由对智能监测主机进行控制，智能监测主机按照指令相应的对交通信号灯系统进行控制。
7.一种基于电力载波的智能交通信号灯控制方法,其特征在于，包括以下步骤：
S1、车道上的初次压力传感器(1)感应到车辆通过时，向智能监测主机发送感应信号，智能监测主机在任意方向交通信号灯为绿灯时，接收到该方向车道上的初次压力传感器(1)的感应信号后，控制交通信号灯系统中的其他方向的红色交通信号灯延时量增加时间t；
S2、车道上的二次压力传感器(2)感应到车辆通过时，向智能监测主机发送感应信号，智能监测主机在任意方向交通信号灯为绿灯时，接收到该方向车道上的二次压力传感器(2)的感应信号后，控制交通信号灯系统中的其他方向的红色交通信号灯延时量减少时间t。
8.根据权利要求7所述的基于电力载波的智能交通信号灯控制方法，其特征在于，还包括，在当人行横道指示灯(6)亮起绿色灯时升起，行人保障挡板(4)内嵌的同步交通信号灯(43)与对应路口的交通信号灯(7)同步显示，当路口的交通信号灯(7)亮起绿灯时，行人保障挡板(4)放下的步骤。
9.根据权利要求8所述的基于电力载波的智能交通信号灯控制方法，其特征在于，还包括智能监测主机通过无线路由器向互联网发送交通信号灯系统的显示状态信息、交通摄像头(8)拍摄的视频信息和行人保障挡板(4)的开合状态信息，供用户查看的步骤。
10.根据权利要求7-9任一项所述的基于电力载波的智能交通信号灯控制方法，其特征在于，还包括智能监测主机根据初次压力传感器(1)和二次压力传感器(2)发送的感应信号对车流量进行计算，并将车流量数据和预设的数据判断是否发生交通拥堵，在判断发生交通拥堵时，智能监测主机启动报警模式，智能监测主机通过无线路由器向用户终端发送报警指令、强制管控申请和临时管控申请，用户终端可以通过无线路由对智能监测主机进行控制，智能监测主机按照指令相应的对交通信号灯系统进行控制的步骤。
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