CN113406947B - 一种交通信号控制器及交通信号控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种交通信号控制器及交通信号控制方法，涉及交通控制技术领域。本申请中的交通信号控制器包括通过总线连接的主控板和至少两个相位板；主控板用于向相位板输出信号灯灯色信息；第一相位板用于对主控板输出给各相位板的信号灯灯色信息进行备份，根据主控板输出给第一相位板的信号灯灯色信息向第一相位板连接的交通信号灯发送控制信号；以及，当检测到与所述主控板通信异常时，进入相位接管状态，执行相位接管操作，所述相位接管操作包括根据备份的信号灯灯色信息，向所述第一相位板连接的交通信号灯发送控制信号，并向所述至少两个相位板中的其他相位板输出信号灯灯色信息。

Description

一种交通信号控制器及交通信号控制方法

技术领域

本申请涉及交通控制技术领域，特别涉及一种交通信号控制器及交通信号控制方法。

背景技术

随着汽车保有量的迅速上升和城市道路拥堵情况的日益严重，交通信号控制器在日常生活中扮演的角色越来越重要。其中，交通信号控制器也称信号机，用于对交通信号灯进行控制，以指引道路车辆行驶。

交通信号控制器中至少需要包括主控板和相位板，相位板的数量通常为多个。其中，主控板负责信号方案的运行、信号时序的转换、信号灯灯色的输出等功能，是交通信号控制器正常运行的核心所在。相位板接收主控板的灯色信息，根据灯色信息发送控制信号到各自连接的交通信号灯。

目前，交通信号控制器中的相位板仅作为信号灯驱动板卡，接收主控板发送过来的灯色信息，控制电网电压输出到交通信号灯。每个路口一般有三个或三个以上的相位板，主控板给所有相位板发送灯色信息，每个相位板驱动一组或几组交通信号灯，相位板只接收属于自己板卡的灯色信息，彼此之间互不干涉，互相之间也没有通信。

由于交通信号控制器需要在路口全天候24小时长时间不停运转，因此故障时有发生。交通信号控制发生的故障中，以主控板故障最为常见，其发生故障的危害也最大。当主控板发生故障时，所有相位板均无法接收到主控板输出的灯色信息，无法实现交通控制。

发明内容

本申请示例性的实施方式中提供一种交通信号控制器及交通信号控制方法，用以提高交通信号控制的可靠性。

第一方面，提供一种交通信号控制器，包括：通过总线连接的主控板和至少两个相位板，所述至少两个相位板分别连接至少一个交通信号灯，所述至少两个相位板中包括第一相位板；

所述主控板，用于向所述至少两个相位板输出信号灯灯色信息；

所述第一相位板，用于对所述主控板输出给所述至少两个相位板的信号灯灯色信息进行备份，根据所述主控板输出给所述第一相位板的信号灯灯色信息向所述第一相位板连接的交通信号灯发送控制信号；以及，当检测到与所述主控板通信异常时，进入相位接管状态，执行相位接管操作，所述相位接管操作包括根据备份的信号灯灯色信息，向所述第一相位板连接的交通信号灯发送控制信号，并向所述至少两个相位板中的其他相位板输出信号灯灯色信息。

可选的，当检测到所述总线的通信异常时，所述第一相位板具体用于：保持当前发送给所述第一相位板连接的交通信号灯的控制信号不变，并在设定时长后，进入相位接管状态，执行相位接管操作；其中，所述设定时长小于一个信号灯相位阶段的时长。

可选的，所述第一相位板执行相位接管时，具体用于：

确定与所述主控板通信异常前所述主控板最后输出的信号灯灯色信息所属的相位阶段，以及所述相位阶段已经运行的时间长度；

根据所述已经运行的时间长度以及备份的交通信号灯灯色信息中的相应相位阶段的总时长，确定剩余时间长度；

根据备份的交通信号灯灯色信息中的相应相位阶段的信号灯灯色信息以及所述剩余时间长度，向所述第一相位板连接的交通信号灯发送控制信号以使交通信号灯在所述剩余时间长度内显示控制信号所指示的灯色，并向所述至少两个相位板中的其他相位板输出交通信号灯灯色信息以使所述至少两个相位板连接的交通信号灯在所述剩余时间长度内显示相位板发送的控制信号所指示的灯色。

可选的，所述第一相位板还用于：若所述已经运行的时间长度大于或等于所述总时长，则根据备份的交通信号灯灯色信息中的相应相位阶段的下一个相位阶段的灯色信息，向所述第一相位板连接的交通信号灯发送控制信号，并向所述至少两个相位板中的其他相位板输出交通信号灯灯色信息。

可选的，所述相位阶段已经运行的时间长度等于：所述相位阶段的起始时刻到与所述主控板通信异常前所述主控板最后输出信号灯灯色信息的时刻之间的时长，与所述设定时长之和。

可选的，所述第一相位板还用于：进入相位接管状态后，按照设定周期向所述主控板发送相位接管状态通知；所述主控板还用于：接收到所述相位接管状态通知后，向所述第一相位板发送结束相位接管命令，所述结束相位接管命令用于指示所述第一相位板退出相位接管状态。

可选的，所述第一相位板还用于：接收到所述主控板发送的结束相位接管命令后，根据当前时刻在当前信号周期内的位置判断是否已完成当前信号周期的相位接管；若未完成，则根据备份的信号灯灯色信息完成当前信号周期的剩余时间内的相位接管，并向主控板发送等待命令，所述等待命令用于指示所述主控板延迟向所述至少两个相位板输出信号灯灯色信息；若已完成，则向所述主控板发送同意结束相位接管通知，退出相位接管状态，停止发送相位接管状态通知。所述主控板还用于：接收到所述第一相位板发送的同意结束相位接管通知后，向所述至少两个相位板输出信号灯灯色信息。

可选的，所述第一相位板备份的信号灯灯色信息包括至少一个信号周期的所有相位阶段内，所述主控板输出给所述至少两个相位板的信号灯灯色信息。

可选的，所述第一相位板对所述主控板输出给所述至少两个相位板的信号灯灯色信息进行备份时，具体用于：将所述主控板在当前信号周期的当前相位阶段输出的信号灯灯色信息，与备份的上一个信号周期的相应相位阶段的灯色信息进行比较；若不一致，则根据当前信号周期的当前相位阶段输出的信号灯灯色信息，更新所述上一个信号周期的相应相位阶段的灯色信息。

第二方面，提供一种交通信号控制方法，所述方法包括：

第一相位板对主控板输出给各相位板的信号灯灯色信息进行备份，根据所述主控板输出给所述第一相位板的信号灯灯色信息向所述第一相位板连接的交通信号灯发送控制信号；

当所述第一相位板检测到与所述主控板的通信异常时，进入相位接管状态，执行相位接管操作，所述相位接管包括根据备份的信号灯灯色信息，向所述第一相位板连接的交通信号灯发送控制信号，并向所述至少两个相位板中的其他相位板输出信号灯灯色信息。

第三方面，提供一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于使计算机执行如上述第二方面中任一项所述的方法。

第四方面，提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品在被计算机调用时，使得所述计算机如上述第二方面中任一项所述的方法。

本申请的上述实施例中，当交通信号控制器中的主控板与相位板件的通信异常时，具有相位接管功能的相位板(第一相位板)可以代替主控板，向其他相位板输出灯色信息，使得相位板可以根据接收到的灯色信息向相应的交通信号灯发送控制信号，从而解决因主控板与相位板间的通信异常而导致路口拥堵的问题，提高交通控制的可靠性。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本申请各较佳实施例。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示例性示出了现有技术中的一种基于交通信号控制器进行交通控制的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种交通信号控制器的结构示意图；

图3为本申请实施例中的接管相位板的结构示意图；

图4为本申请实施例中当主控板发生故障时由接管相位板进行相位接管的示意图；

图5为本申请实施例提供的交通信号控制流程的时序图；

图6为本申请实施例中的一种灯色信息备份流程示意图；

图7为本申请实施例中的一种相位接管的流程示意图；

图8为本申请实施例中的一种主控板上电启动流程示意图；

图9为本申请实施例中的一种接管相位板退出相位接管流程的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、详尽地描述。其中，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，″/″表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；文本中的″和/或″仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况，另外，在本申请实施例的描述中，″多个″是指两个或多于两个。

以下，术语″第一″、″第二″仅用于描述目的，而不能理解为暗示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有″第一″、″第二″的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，″多个″的含义是两个或两个以上。

图1示例性示出了一种传统的基于交通信号控制器进行交通控制的示意图。如图所示，该路口为十字交叉路口，路口的北侧、东侧、南侧和西侧分别设置有四组交通信号灯，以路口北侧的四组交通信号灯为例，这四组交通信号灯分别控制直行车道、右转车道、左转车道和人行道的通行。交通信号控制器中包括一个主控板100和四个相位板(101～104)，主控板100和各相位板之间通过控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)总线连接。相位板101与路口北侧的四组交通信号灯连接，相位板102与路口东侧的四组交通信号灯连接，相位板103与路口南侧的四组交通信号灯连接，相位板104与路口西侧的四组交通信号灯连接。主控板100可分别向各相位板输出交通信号灯的灯色信息，各相位板根据接收到的属于自己板卡的交通信号灯的灯色信息向各自连接的交通信号灯发送控制信号。

当主控板100与相位板间的通信异常时(比如主控板重启或主控板故障)，主控板100无法向各相位板输出灯色信息，各相位板接收不到主控板100输出的灯色信息，则无法控制所连接的交通信号灯，根据交通信号控制机制，相位板将对所连接的交通信号灯进行灯闪光控制，使得该路口个方向的交通信号灯的黄灯不断闪烁，进而导致该路口交通拥堵。

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种交通信号控制器及交通信号控制方法，在不添加其他设备和模块的情况下，当交通信号控制器中的主控板与相位板件间的通信异常时(即相位板无法接收到主控板输出的灯色信息)，具有相位接管功能的相位板可以代替主控板，向其他相位板输出灯色信息，使得相位板可以根据接收到的灯色信息向相应的交通信号灯发送控制信号，从而解决因通信异常而导致路口拥堵的问题，提高交通控制的可靠性。

进一步的，本申请实施例中，可实现相位板无感知进入相位接管状态和退出相位接管状态，不会出现灯色跳变的情况，且放行时间与交通信号控制器正常运行时保持一致，进而避免因灯色跳变而带来的安全隐患问题。

本申请实施例中的交通信号控制器利用原有相位板接管主控板的功能，通过CAN总线与主控板进行灯色信息的通信，从而建立一套相位板接管处理机制，使具有相位接管功能的相位板能够在主控板发生故障或主控板与相位板间的通信发生异常时代替主控板，自动接管信号机的灯色输出，控制本相位板及其他相位板，保障路口的正常运行，避免因主控板故障或通信异常导致的交通瘫痪。

参见图2，为本申请实施例提供的交通信号控制器的结构示意图。如图所示，该交通信号控制器可包括主控板以及至少两个相位板。主控板和相位板之间，以及相位板和相位板之间可通过CAN总线连接。图2示例性示出了一个主控板200以及多个相位板(201，202，......，20N)。本申请实施例对相位板的数量不做限制。在实际应用场景中，一个主控板可以连接多达8个相位板。

主控板所连接的相位板中，至少有一个相位板被配置为具有相位接管功能的相位板，该具有相位接管功能的相位板简称为接管相位板。本申请实施例中，可将主控板连接的任意一个相位板配置为接管相位板。不同的相位板可通过插入信号机柜背板的地址或槽位来区分，按照地址或槽位的排序，各相位板可被称为第一块相位板、第二块相位板......第N块相位板，可默认将其中的第一块相位板配置为接管相位板。本申请实施例中，以将第一相位板配置为接管相位板为例描述。

上述交通信号控制器中，主控板可通过CAN总线向各相位板输出信号灯灯色信息。各相位板可根据接收到的灯色信息，向自身连接的交通信号灯发送控制信号，以控制相应交通信号灯的灯色变换。

被配置为接管相位板的第一相位板，除了具备上述常规的处理功能以外，还具有相位接管功能。具体来说，第一相位板可以对主控板输出给各相位板的信号灯灯色信息进行备份，并当检测到与主控板通信异常时，进入相位接管状态，执行相位接管操作。所述相位接管的操作可包括：根据备份的信号灯灯色信息，向第一相位板连接的交通信号灯发送控制信号，并向其他相位板输出信号灯灯色信息，从而由第一相位板代替主控板向其他相位板输出交通信号灯的灯色信息，从而保证交通信号灯正常工作。由于第一相位板在与主控板通信正常的情况下，对主控板输出给各相位板的灯色信息进行了备份，并在与主控板通信异常时，基于备份的灯色信息向各相位板输出灯色信息，使得各信号灯的灯色变换与备份的历史灯色信息相符，从而可以一定程度上保证交通信号灯灯色变换的合理性。

参见图3，为本申请实施例提供的一种具有相位接管功能的相位板的结构示意图。如图所示，该相位板可包括：备份模块301、故障检测模块302和接管处理模块303。备份模块301可用于在相位板与主控板之间的通信正常时，对主控板输出给各相位板的信号灯灯色信息进行备份，得到备份的灯色信息304。故障检测模块302可对与主控板之间的通信状态进行检测，以检测与主控板之间的通信是否异常。接管处理模块303可在故障检测模块302检测到与主控板通信异常时，进入相位接管状态，执行相位接管操作。所述相位接管操作可包括根据备份的信号灯灯色信息304，向该相位板连接的交通信号灯发送控制信号，并向其他相位板输出信号灯灯色信息。该具有相位接管功能的相位板所实现的信息备份功能以及相位接管功能，可参见下文的描述。

参见图4，为本申请实施例中，当主控板发生故障时，由第一相位板(接管相位板)进行相位接管的示意图。仍以图1所示的交叉路口为例，如图4所示，在主控板正常工作的情况下，第一相位板能够通过总线获得主控板发送给各相位板的灯色信息，第一相位板对主控板发送给各相位板的灯色信息进行备份。当与主控板间的通信异常时，第一相位板无法接收到主控板发送的灯色信息，从而检测到与主控板的通信异常。此时，第一相位板进入相位接管状态，在相位接管状态下执行相位接管操作。例如，第一相位板根据备份的主控板发送给第一相位板的灯色信息，向第一相位板连接的交通信号灯发送控制信号；第一相位板根据备份的主控板发送给第二相位板的灯色信息，向第二相位板输出灯色信息，以使得第二相位板向其连接的交通信号灯发送控制信号；第一相位板根据备份的主控板发送给第三相位板的灯色信息，向第三相位板输出灯色信息，以使得第三相位板向其连接的交通信号灯发送控制信号；第一相位板根据备份的主控板发送给第四相位板的灯色信息，向第四相位板输出灯色信息，以使得第四相位板向其连接的交通信号灯发送控制信号。

参见图5，为本申请实施例提供的交通信号控制流程的时序图。

如图5所示，在S501，主控板工作正常，主控板与相位板之间的通信正常，相位板能够通过CAN总线接收主控板输出的灯色信息。第一相位板对主控板发送给各相位板的灯色信息进行备份。

可选的，第一相位板备份的信号灯灯色信息包括至少一个信号周期的所有相位阶段的灯色信息，以便第一相位板可以基于一个完整的信号周期内的灯色备份信息，执行相位接管操作。

其中，一个信号周期是指信号灯色按设定的相位顺序显示一周所需的时间，例如，信号灯从显示绿灯到显示黄灯再到显示红灯，直到红灯显示结束的整个灯色转换过程所用的时间，可称为一个信号周期。

信号灯的相位是指针对不同方向的交通流，给予相应的放行的时间。在交通交叉口信号配时方面，信号相位指的是：在信号控制交叉口，其每一种控制状态(一种通行权)，即对各进口道不同方向所显示的不同灯色的组合，称为一个信号相位。例如以图4所示的交叉路口所示，在某一时刻，在路口南侧的交通信号灯中，从南向北的直行方向信号灯为绿色、左转信号灯为红色、右转信号灯为绿色，行人信号灯为红色，则此时刻路口南侧的信号灯按照上述顺序的相位为[绿，红，绿，红]。本申请实施例中，交通信号灯的相位也被称为灯色信息。

各个信号相位周期性交替获得绿灯显示，即通过交叉口的″通行权″。″通行权″的每一次转换就称为一个信号相位阶段。一个信号周期则由按照预先设置的所有相位时间段之和构成。

本申请实施例中，第一相位板可将备份的灯色信息存储为灯色链表，并可记录当前的相位阶段以及该相位阶段已经运行的时间。举例来说，以图4所示的交叉路口所示，在某一时刻，在路口南侧的交通信号灯中，从南向北的直行方向信号灯转换为绿色、左转信号灯转换为红色、右转信号灯转换为绿色、行人信号灯转换为红色，则此时刻进入一个相位阶段(南北方向放行的相位阶段)，该相位阶段中，路口南侧的信号灯按照上述顺序的相位为[绿，红，绿，红]，第一相位板在记录该相位阶段的信号灯相位的同时，还记录当前相位阶段已经运行的时间长度。当上述信号灯中左转的信号灯从红色转换为绿色、直行信号灯从绿色转换为红色时，则此时刻进入下一个相位阶段(南北方向禁行的相位阶段)，第一相位板记录当前相位阶段的信号灯相位以及当前相位阶段已运行的时间长度。

可选的，第一相位板对主控板输出的灯色信息进行备份时，可备份最近一个信号周期的灯色信息。具体的，第一相位板可在获得当前信号周期的信号灯灯色信息后，用当前信号周期的信号灯灯色信息更新备份的信号周期的灯色信息，使得备份的灯色信息保持为最近一个信号周期的灯色信息。

图6示例性的示出了一种灯色信息备份流程示意图。第一相位板(接管相位板)通过相位阶段的方式，分别记录每个相位阶段的灯色信息，每个相位阶段的总时间，每个相位阶段统计时间和相位阶段剩余时间，并可在每信号周期末更新备份的灯色链表。如图6所示，该流程可包括以下步骤：

S601：第一相位板获得当前时间。

由于主控板可按照设定时间间隔向各相位板输出灯色信息，比如每250毫秒输出一次灯色信息，因此，第一相位板可根据该时间间隔获取当前时间，并接收主控板当前输出给各相位板的灯色信息。

S602：第一相位板获取当前主控板输出给各相位板的灯色信息。

以图4所示的交通交叉路口为例，第一相位板获取当前主控板输出给第一相位板的灯色信息gbyPhaseLamp1和输出给第三相位板的灯色信息gbyPhaseLamp2。同理，第一相位板获取当前主控板输出给第二相位板和第四相位板的灯色信息。

S603：第一相位板将当前接收的灯色信息与上一次接收的灯色信息进行比较，如果一致，则表明当前相位阶段还未结束，进而转入S606，否则表明已经开始进入下一个相位阶段，进而转入S604。

由于主控板按照设定时间间隔向各相位板输出灯色信息，比如每250ms输出一次灯色信息，而一个相位阶段持续的时间通常至少为几秒钟，因此若主控板连续两次输出的灯色信息相同，则表明这两次输出的灯色信息属于同一相位阶段，即当前相位阶段还未结束，若主控板当前输出的灯色信息与上一次输出的灯色信息不一致，则表明已经进入一个新的相位阶段。

S604：第一相位板根据当前时间，针对上一次的灯色信息所对应的相位阶段，确定并记录该相位阶段的时间长度。

S605：第一相位板确定进入下一个相位阶段，并将该下一个相位阶段作为当前相位阶段，转入S606以执行后续流程。

S606：第一相位板统计当前相位阶段的运行时间。

该步骤中，第一相位板可根据连续接收到相同灯色信息的次数以及主控板输出灯色信息的时间间隔，确定对应的相位阶段已经运行了多长时间。比如，从t0时刻开始第一相位板接收到从南到北通行方向的灯色信息[绿，红，绿，红]，且直到当前t1时刻已经连续20次接收到相同灯色信息，则第一相位板可确定从t0时刻到当前t1时刻，相应的相位阶段已经运行了5秒钟。

S607：第一相位板判断是否已经完成灯色学习，若判断为是，则转入S608，否则转入S609。

S608：第一相位板计算当前相位阶段的剩余时间，并转入S609。

S609：第一相位板备份当前相位阶段的灯色信息。

S610：第一相位板判断是否收到主控板发送的信号周期结束消息，若是，则结束本流程，否则返回S601，继续进行备份操作。

当一个信号周期结束时，主控板可向各相位板发送信号周期结束消息，以告知各相位板一个信号周期已经结束。

在图5的S502中，主控板与相位板之间的通信发生异常，比如主控板异常或主控板重启，或者CAN消息发送不及时，第一相位板(接管相位板)进入相位接管状态，执行相位接管操作。

可选的，当第一相位板检测到总线的通信异常时，可首先保持当前发送给第一相位板连接的交通信号灯的控制信号不变，并在设定时长后，进入相位接管状态，执行相位接管操作。

其中，所述设定时长小于一个信号灯相位阶段的时长。比如，该设定时长可等于2秒钟。以主控板每250毫秒向相位板发送一次灯色信息为例，若第一相位板连续8次(即连续2秒钟)未接收到主控板发送的灯色信息，则进入相位接管状态，执行相位接管操作。通过延迟执行相位接管操作，一方面可以避免交通信号灯灯色的突然改变，另一方面还可以排除因主控板和相位板之间的短时故障或瞬时干扰导致的信号异常的情况，以降低交通信号控制的波动，实现交通信号控制的稳定性。

可选的，第一相位板执行相位接管时，具体可执行以下步骤：

首先，确定与主控板通信异常前，主控板最后输出的信号灯灯色信息所属的相位阶段，以及该相位阶段已经运行的时间长度；然后，根据该已经运行的时间长度以及备份的交通信号灯灯色信息中的相应相位阶段的总时长，确定剩余时间长度，其中，所述剩余时间长度等于该相应阶段的中时长减去上述已经运行的时间长度；最后，根据备份的交通信号灯灯色信息中的相应相位阶段的信号灯灯色信息以及该剩余时间长度，向第一相位板连接的交通信号灯发送控制信号以使交通信号灯在所述剩余时间长度内显示控制信号所指示的灯色，并向其他相位板输出交通信号灯灯色信息以使其他相位板连接的交通信号灯在所述剩余时间长度内显示相位板发送的控制信号所指示的灯色。

其中，上述已经运行的时间长度等于：相位阶段的起始时刻到与主控板通信异常前该主控板最后输出信号灯灯色信息的时刻之间的时长，与上述设定时长之和。

进一步的，若上述已经运行的时间长度大于或等于上述相应相位阶段的总时间长度，则根据备份的该相应相位阶段的下一个相位阶段的灯色信息，向第一相位板连接的交通信号灯发送控制信号，并向其他相位板输出交通信号灯灯色信息。

举例来说，以第一相位板延迟2秒钟执行相位阶段为例，第一相位板找到通信异常前主控板最后一次发送的灯色信息所属的相位阶段(比如该相位阶段表示为[绿，红，绿，红])，从备份的灯色链表中找到相应的相位阶段(该相应的相位阶段为[绿，红，绿，红]))，以及该相位阶段[绿，红，绿，红]已经运行的时间长度(t1+2)和该相位阶段[绿，红，绿，红]的总时间长度t。第一相位板直接从该相位阶段放行，放行时间长度即为该相位阶段[绿，红，绿，红]的剩余时间长度：T＝t-t1-2。如果T＜0，则第一相位板直接从下一个相位阶段的灯色信息开始放行。

可选的，第一相位板还可以按照设定周期向主控板发送相位接管状态通知，用于向主控板通知第一相位板已执行相位接管操作。

图7示例性示出了一种相位接管的流程示意图，如图7所示，当第一相位板检测到与主控板之间的通信异常时，执行以下步骤：

S701：第一相位板在设定时长(比如2秒钟)内，保持其连接的交通信号灯的灯色不变。

S702：第一相位板获取当前时间。

S703：第一相位板判断是否已经完成灯色学习，若判断为是，则转入S704，否则转入S709。

其中，若第一相位板中备份有灯色信息，或者备份有一个完成信号周期的灯色信息，则表明第一相位板已经完成灯色学习。

S704：第一相位板根据当前时间从备份的灯色信息中，获取相应相位阶段的备份灯色信息。

S705：第一相位板确定该相位阶段的剩余时间长度。

S706：第一相位板判断该相位阶段的剩余时间长度是否大于0，若判断为是，则转入S707，否则转入S708。

S707：第一相位板根据当前相位阶段的备份灯色信息进行相位接管操作，该相位阶段的运行时间等于S705中确定出的剩余时间长度。

S708：第一相位板获取备份的下一个相位阶段的灯色信息，根据该下一个相位阶段的备份灯色信息进行相位接管操作。

S709：第一相位板控制交通信号灯进入闪光控制阶段，并结束本流程。

在图5的S503中，主控板与相位板之间的通信恢复后，第一相位板退出相位接管状态，结束相位接管操作。

在图5的S504中，主控板接收到第一相位板发送的同意结束相位接管通知后，按照常规方式向各相位板输出信号灯灯色信息。

主控板与相位板之间的通信恢复后(如主控板完成上电启动)，可接收到第一相位板发送的相位接管状态通知。当主控板接收到第一相位板发送的相位接管状态通知后，向第一相位板发送结束相位接管命令，所述结束相位接管命令用于指示第一相位板退出相位接管状态并结束相位接管操作。

进一步的，第一相位板接收到主控板发送的结束相位接管命令后，根据当前时刻在当前信号周期内的位置判断是否已完成当前信号周期的相位接管操作；若未完成，则根据备份的信号灯灯色信息完成当前信号周期的剩余时间内的相位接管操作，并向主控板发送等待命令，所述等待命令用于指示主控板延迟向相位板输出信号灯灯色信息；若已完成，则第一相位板向主控板发送同意结束相位接管通知，退出相位接管状态，停止发送相位接管状态通知。

图8示例性示出了一种主控板上电启动流程示意图，如图所示，该流程可包括：

S801：主控板进行初始化；

S802：主控板判断是否接收到第一相位板发送的相位接管状态通知，若接收到，则转入S803，否则转入S809；

S803：主控板进入启动流程，并运行到信号周期的起始处；

S804：主控板向第一相位板发送结束相位接管命令；

S805：主控板判断是否接收到第一相位板发送的等待命令，或是否发送结束相位接管命令的次数大于设定次数(比如3次)，若判断为是，则转入S806，否则转入S808；

S806：主控板延时等待；

S807：主控板确定是否收到第一相位板发送的同意结束相位接管通知，若未接收到，则转入S806，否则，转入S810；

S808：主控板判断是否收到第一相位板发送的同意结束相位接管通知，若未接收到，则转入S804，再次向第一相位板发送结束相位接管命令，否则，转入S810；

S809：主控板进入启动流程，并在启动完成后转入S810。

S810：主控板从信号周期的起始处，向各相位板输出灯色信息，从而恢复主控板的控制操作。

图9示例性示出了本申请实施例提供的一种接管相位板退出相位接管流程的示意图，如图所示，该流程可包括：

S901：第一相位板(接管相位板)按照设定周期向主控板发送相位接管状态通知；

S902：第一相位板根据备份的灯色信息，向其他相位板输出灯色信息；

S903：第一相位板判断是否收到主控板发送的结束相位接管命令，若接收到，则转入S904，否则返回S901；

S904：第一相位板判断当前相位周期是否已经运行完成，若判断为否，则转入S905，否则转入S906；

S905：第一相位板根据备份的灯色信息向其他相位板输出灯色信息，并转入S904；

S906：第一相位板向主控板发送同意结束相位接管通知；

S907：第一相位板判断是否收到主控板输出的灯色信息，若未接收到，则转入S908，否者转入S909；

S908：第一相位板根据备份的灯色信息，向其他相位板发送灯色信息；

S909：第一相位板接收到灯色信息后，根据该灯色信息向第一相位板连接的交通信号灯发送控制信号。

本申请的上述实施例中，利用交通信号控制器中的原有相位板接管主控板的功能，通过CAN总线与主控板进行灯色信息的通信，从而建立一套相位板接管处理机制，在主控板发生故障或者与主控板通信异常时，具备相位接管功能的相位板代替主控板，自动接管灯色信息输出，控制本相位板及其他相位板，保障路口交通信号灯的正常运行，避免因主控板故障导致的交通瘫痪。

本申请实施例中，使用相位板进行相位接管控制无需添加其他设备模块，降低了设备成本。本申请实施例通过对主控板和接管相位板算法的改进，在不增加设备成本的情况下，实现了相位接管的无感知连接，消除了灯色突变和放行相序丢失的安全隐患。

基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于使计算机执行图5至图9中任一附图所示的流程。

基于相同的技术构思，本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品在被计算机调用时，使得所述计算机执行图5至图9中任一附图所示的流程。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种交通信号控制器，其特征在于，包括：通过总线连接的主控板和至少两个相位板，所述至少两个相位板分别连接至少一个交通信号灯，所述至少两个相位板中包括第一相位板；

所述主控板，用于向所述至少两个相位板输出信号灯灯色信息；

所述第一相位板，用于对所述主控板输出给所述至少两个相位板的信号灯灯色信息进行备份，根据所述主控板输出给所述第一相位板的信号灯灯色信息向所述第一相位板连接的交通信号灯发送控制信号；以及，当检测到与所述主控板通信异常时，进入相位接管状态，执行相位接管操作，所述相位接管操作包括根据备份的信号灯灯色信息，向所述第一相位板连接的交通信号灯发送控制信号，并向所述至少两个相位板中的其他相位板输出信号灯灯色信息；

所述第一相位板执行相位接管时，具体用于：

确定与所述主控板通信异常前所述主控板最后输出的信号灯灯色信息所属的相位阶段，以及所述相位阶段已经运行的时间长度；

根据所述已经运行的时间长度以及备份的交通信号灯灯色信息中的相应相位阶段的总时长，确定剩余时间长度；

根据备份的交通信号灯灯色信息中的相应相位阶段的信号灯灯色信息以及所述剩余时间长度，向所述第一相位板连接的交通信号灯发送控制信号以使交通信号灯在所述剩余时间长度内显示控制信号所指示的灯色，并向所述至少两个相位板中的其他相位板输出交通信号灯灯色信息以使所述至少两个相位板连接的交通信号灯在所述剩余时间长度内显示相位板发送的控制信号所指示的灯色。

2.如权利要求1所述的交通信号控制器，其特征在于，当检测到所述总线的通信异常时，所述第一相位板具体用于：

保持当前发送给所述第一相位板连接的交通信号灯的控制信号不变，并在设定时长后，进入相位接管状态，执行相位接管操作；其中，所述设定时长小于一个信号灯相位阶段的时长。

3.如权利要求1所述的交通信号控制器，其特征在于，所述第一相位板还用于：

若所述已经运行的时间长度大于或等于所述总时长，则根据备份的交通信号灯灯色信息中的相应相位阶段的下一个相位阶段的灯色信息，向所述第一相位板连接的交通信号灯发送控制信号，并向所述至少两个相位板中的其他相位板输出交通信号灯灯色信息。

4.如权利要求2所述的交通信号控制器，其特征在于，所述相位阶段已经运行的时间长度等于：所述相位阶段的起始时刻到与所述主控板通信异常前所述主控板最后输出信号灯灯色信息的时刻之间的时长，与所述设定时长之和。

5.如权利要求1所述的交通信号控制器，其特征在于：

所述第一相位板还用于：

进入相位接管状态后，按照设定周期向所述主控板发送相位接管状态通知；

所述主控板还用于：

接收到所述相位接管状态通知后，向所述第一相位板发送结束相位接管命令，所述结束相位接管命令用于指示所述第一相位板退出相位接管状态。

6.如权利要求5所述的交通信号控制器，其特征在于：

所述第一相位板还用于：

接收到所述主控板发送的结束相位接管命令后，根据当前时刻在当前信号周期内的位置判断是否已完成当前信号周期的相位接管；

若未完成，则根据备份的信号灯灯色信息完成当前信号周期的剩余时间内的相位接管，并向主控板发送等待命令，所述等待命令用于指示所述主控板延迟向所述至少两个相位板输出信号灯灯色信息；

若已完成，则向所述主控板发送同意结束相位接管通知，退出相位接管状态，停止发送相位接管状态通知；

所述主控板还用于：

接收到所述第一相位板发送的同意结束相位接管通知后，向所述至少两个相位板输出信号灯灯色信息。

7.如权利要求1所述的交通信号控制器，其特征在于，所述第一相位板备份的信号灯灯色信息包括至少一个信号周期的所有相位阶段内，所述主控板输出给所述至少两个相位板的信号灯灯色信息。

8.如权利要求1所述的交通信号控制器，其特征在于，所述第一相位板对所述主控板输出给所述至少两个相位板的信号灯灯色信息进行备份时，具体用于：

第一相位板获得当前信号周期的信号灯灯色信息后，用当前信号周期的信号灯灯色信息更新备份的信号周期的灯色信息。

9.一种交通信号控制方法，其特征在于，所述方法包括：

至少两个相位板中的第一相位板对主控板输出给各相位板的信号灯灯色信息进行备份，根据所述主控板输出给所述第一相位板的信号灯灯色信息向所述第一相位板连接的交通信号灯发送控制信号；

当所述第一相位板检测到与所述主控板的通信异常时，进入相位接管状态，执行相位接管操作，所述相位接管包括根据备份的信号灯灯色信息，向所述第一相位板连接的交通信号灯发送控制信号，并向所述至少两个相位板中的其他相位板输出信号灯灯色信息；

所述执行相位接管操作，包括：

确定与所述主控板通信异常前所述主控板最后输出的信号灯灯色信息所属的相位阶段，以及所述相位阶段已经运行的时间长度；

根据所述已经运行的时间长度以及备份的交通信号灯灯色信息中的相应相位阶段的总时长，确定剩余时间长度；

根据备份的交通信号灯灯色信息中的相应相位阶段的信号灯灯色信息以及所述剩余时间长度，向所述第一相位板连接的交通信号灯发送控制信号以使交通信号灯在所述剩余时间长度内显示控制信号所指示的灯色，并向所述至少两个相位板中的其他相位板输出交通信号灯灯色信息以使所述至少两个相位板连接的交通信号灯在所述剩余时间长度内显示相位板发送的控制信号所指示的灯色。

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