CN113450582A - 一种高速公路信号灯控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高速公路信号灯控制方法及系统，在本方法中，通过编号管理，状态检定，接收排序，任务配置，匹配封装，自检再分配，执行并回馈这样一条科学有序的控制方法，实现了为智能高速公路提供了一个文字显示的超级显示终端，其可以支持不定长的文字信息，智能控制高速公路路侧的警示灯实现示廓功能，可以实现全天候的实现高速公路路侧的警示灯可以显示各种实时的路况信息、安全提醒信息、安全预警信息、恶劣天气条件下的气象信息，既节省了公共交通基础设施资源，也可以实现全天候性质，信息连续性强的信息显示终端，在有效提示范围内，都可以不断重复提示驾驶员道路提示信息或警示信息，减少信息疏漏，提升道路驾驶安全。

Description

一种高速公路信号灯控制方法及系统

技术领域

本发明涉及交通管理基础设施领域，尤其涉及一种高速公路信号灯控制方法及系统。

背景技术

安全的交通环境是社会经济发展的重要的外部环境，如何去建立以及维护一个良好的交通安全环境，成为时下交通行业各级各部门以及致力于交通的研究的企业的课题。加之物联网、5G、云计算、大数据高速发展，如何利用这样的技术手段，建立智能、智慧的交通网络，更是大家研究的方向。

既有高速公路上用于提醒提示驾驶人的文字显示设备主要有可变限速标识、可变情报板、固定文字的警示牌等，其一般布设相对比较稀疏，且其一般由路网公司管辖，其提示提醒信息也是常规信息，即使有些路段为路网公司和交警共管，但其显示的文字也无法显示实时路况、实时天气状况等实时动态提醒提示或安全警示信息，无法做到有效实现智能、智慧，车路人相互感知，为驾驶人提供安全的驾驶体验；同时，由于驾驶员在公路上行驶，由于车速较快，能接收到的文字信息往往是断断续续且不完整的，不能完整的获取文字装置的显示信息。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高速公路信号灯控制方法及系统。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种高速公路信号灯控制方法，包括以下步骤：

S1：编号管理：对与警示灯组信号控制服务端建立远程通信的警示灯组信号控制器进行编号，并定义为控制器ID；对与每一个警示灯组信号控制器建立通信的警示灯灯组中每一个道路警示灯逐一进行编号，并定义为警示灯ID；

S2：状态检定：每一个具有控制器ID的警示灯组信号控制器与其所连接的警示灯灯组建立通信，对警示灯灯组包含的所有道路警示灯逐一进行检定，基于警示灯ID检定每一个道路警示灯的警示灯坐标位置、供电状态、通信状态、当前显示状态，以及基于自身的控制器ID检定控制器坐标位置，并将所有检定结果汇总为检定状态数据，警示灯组信号控制器将检定状态数据发送给警示灯组信号控制服务端；

S3：接收排序：警示灯组信号控制服务端以控制器ID为基础单位接收所有与其远程连接的警示灯组信号控制器发送的检定状态数据并进行记录，并以整个路段或路网的地图数据及车流朝向为逻辑基础，根据检定状态数据中警示灯坐标位置和控制器坐标位置对每一个具有警示灯ID的道路警示灯进行逻辑排序；

S4：任务配置：警示灯灯组信号控制应用客户端与警示灯组信号控制服务端建立通信，在需要在指定路段的指定区域发送道路提示信息或警示信息时，在警示灯灯组信号控制应用客户端编辑显示文字以及文字参数，文字参数包括文字的颜色、文字字体、文字显示的模式、文字显示的持续时间，并标记注明指定路段的指定区域为预显示位置，并将显示文字、文字参数及预显示位置生成任务列表，所述警示灯灯组信号控制应用客户端将一个或多个任务列表发送给警示灯组信号控制服务端；

S5：匹配封装：警示灯组信号控制服务端接收到一个或多个任务列表，解析任务列表中预显示位置信息，根据预显示位置检索检定状态数据，若是检定状态数据中该显示位置下无道路警示灯，或道路警示灯数量不足，或当前警示灯ID中供电状态、通信状态、当前显示状态出现故障时，警示灯组信号控制服务端向警示灯灯组信号控制应用客户端发送任务不成功及任务不成功原因；如检索到符合任务列表的发送要求的控制器ID及警示灯ID时，警示灯组信号控制服务端对任务列表进行重新封装，此任务列表会被拆分为对每个有显示任务的控制器的任务列表在任务列表中将原先的任务列表的路段和区域信息替换为有显示任务的控制器ID，及控制器ID下每个警示灯ID及其需要显示文字及文字参数，并生成二次任务列表，警示灯组信号控制服务端将一个或多个二次任务列表发送给指定控制器ID的警示灯组信号控制器；

S6：指定控制器ID的警示灯组信号控制器接收到二次任务列表，首先对二次任务列表中指定控制器ID解析，确认控指定控制器ID与自身是否一致，如不一致，向警示灯组信号控制服务端发送错误信息及错误原因；如一致，则进一步解析二次任务列表，把二次任务列表拆分成只有单个文字显示任务的多个三次任务列表，每一个三次任务列表包含该文字的显示文字及文字参数，通过与警示灯灯组通信，将多个三次任务列表分别发送给指定警示灯ID的交通警示灯；

S7：执行并回馈：指定警示灯ID的交通警示灯接收到警示灯组信号控制器发送的三次任务列表，会立即显示对应的单个显示文字，并且按照该单个显示文字的文字参数包括文字的颜色、文字字体、文字显示的模式、文字显示的持续时间进行显示，警示灯组信号控制器在发送三次任务列表之后，会立即向警示灯组信号控制服务端发送执行成功信息。

本方法，通过新型的运行逻辑和显示方式改进，将原本的道路警示灯组既可以作为因能见度低的气象条件下使用的示廓设备，又提供了其信号灯的控制方法，此方法实现了为智能高速公路提供了一个文字显示的超级显示终端，其可以支持不定长的文字信息，智能控制高速公路路侧的警示灯实现示廓功能，可以实现全天候的实现高速公路路侧的警示灯可以显示各种实时的路况信息、安全提醒信息、安全预警信息、恶劣天气条件下的气象信息，既节省了公共交通基础设施资源，也可以实现全天候性质，信息连续性强的信息显示终端，在有效提示范围内，都可以不断重复提示驾驶员道路提示信息或警示信息，减少信息疏漏，提升道路驾驶安全。

进一步的，在S4中，第三方应用服务接口接入第三方数据采集中心数据采集源获取指定区域道路提示信息或警示信息，并自动过滤、整理、加工后生成任务列表，并将一个或多个任务列表发送给警示灯组信号控制服务端。

同时提供丰富的第三方信息接入的接口，可以实现显示各智能平台推送的道路安全方面的信息亦或智能高速公路的路侧设备边缘计算的即时信息。

进一步的，S7中，在指定警示灯ID的交通警示灯按照三次任务列表进行亮灯的同时，以当前路段或路网的地图数据及车流朝向为逻辑基础，指定警示灯ID的交通警示灯所在的警示灯组中其余未指定警示灯ID的交通警示灯，按照S3中的排序逻辑，依次执行三次任务列表中显示任务。

可以在一个路段或路网中，警示文字会一直重复显示，这样会增强驾驶人不因为驾驶过程中因为速度一次错过而忽略了警示内容，增强警示信息的传递，减少因信息疏漏而引发的交通事故。

一种高速公路信号灯系统，包括由若干规律布设在公路路侧沿线的道路警示灯所组成的警示灯灯组，布设在警示灯灯组路侧端的并与警示灯灯组通过通信总线建立通信的警示灯组信号控制器，以及与警示灯组信号控制器远程连接建立通信的警示灯组信号控制服务端，所述道路警示灯为颜色是三基色或全彩的、且带有字符显示模块的警示灯，通过警示灯灯组中道路警示灯、警示灯组信号控制器、警示灯组信号控制服务端相互协作，实现在道路警示灯上进行长文字显示，实现全天候的实现高速公路路侧的警示灯可以显示各种实时的路况信息、安全提醒信息、安全预警信息、恶劣天气条件下的气象信息。

进一步的，所述警示灯组信号控制器包括灯组通信模块、控制器主控模块、远程通信模块以及电源模块；所述控制器主控模块通过所述灯组通信模块与警示灯灯组通过通信总线建立通信，所述控制器主控模块通过远程通信模块与警示灯组信号控制服务端建立远程通信，所述电源模块为所述警示灯组信号控制器供电。

进一步的，所述警示灯灯组布设在公路路侧单侧沿线或两侧沿线，按需且全面覆盖道路上可能行驶的道路，总体上实现信息公示的多道路提示。

进一步的，还包括警示灯组应用端，所述警示灯组应用端包括警示灯灯组信号控制应用客户端和第三方应用服务接口，即可以人工对信息的按需发布，也可以直接智能化获取第三方数据，实现需求和智能结合实施的交通安全信息和警示信息的发布。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：（1）本方法实现了为智能高速公路提供了一个文字显示的超级显示终端，其可以支持不定长的文字信息，智能控制高速公路路侧的警示灯实现示廓功能，可以实现全天候的实现高速公路路侧的警示灯可以显示各种实时的路况信息、安全提醒信息、安全预警信息、恶劣天气条件下的气象信息，既节省了公共交通基础设施资源，也可以实现全天候性质，信息连续性强的信息显示终端，在有效提示范围内，都可以不断重复提示驾驶员道路提示信息或警示信息，减少信息疏漏，提升道路驾驶安全；（2）本方法中接通第三方数据平台，可以实现通过大数据及云计算，结合本方法中的警示灯组信号控制服务端，可以实现自动过滤、整理、加工后实现自动提示或警示信息的自动发送，从而实现更智慧的、更安全的高速公路信息发布体系；（3）本系统通过将传统的示廓灯进行系统升级，巧妙的利用交通警示灯连续性布设的原理，将道路警示灯变身成为一个文字显示的超级显示终端，驾驶人错过一次而无法看到交通信息和警示信息提示的情况下，进一步对驾驶员进行有效提示，这样的安全提示或警示方式，有效增强安全提示及警示的强度，从而真正实现高速公路的安全运行。

附图说明

图1为本发明实施例1的系统示意图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

实施例1，一种高速公路信号灯系统，包括由若干规律布设在公路路侧沿线的道路警示灯所组成的警示灯灯组，布设在警示灯灯组路侧端的并与警示灯灯组通过通信总线建立通信的警示灯组信号控制器，以及与警示灯组信号控制器远程连接建立通信的警示灯组信号控制服务端，道路警示灯为颜色是三基色或全彩的、且带有字符显示模块的警示灯，道路警示灯自带全字库。

警示灯组中的道路警示灯用于显示警示灯组信号控制器接收到警示灯组信号控制服务端发布的亮灯方式指令。

由在沿线一定距离内布设的若干数量的道路警示灯我们称之为警示灯灯组，设定一般为1000米内布设的若干个警示灯，具体布设数量及布设间距可以参考相关国家标准。

道路警示灯即可以显示单独警示色，如全黄或者黄闪，也可以按照需求实现显示单个中文字符或其他字符。

警示灯组信号控制器包括灯组通信模块、控制器主控模块、远程通信模块以及电源模块；控制器主控模块通过灯组通信模块与警示灯灯组通过通信总线建立通信，其支持多种通信方式，如串口、以太网及CAN总线；控制器主控模块通过远程通信模块与警示灯组信号控制服务端建立远程通信，远程通信模块是建立路侧设备和服务端的通信纽带，实现本方法中的从服务端对路侧端设备各警示灯的管理和控制，通信方式可以支持多种通信方式，如4G、5G、NB-IOT等；电源模块为警示灯组信号控制器供电。

控制器主控模块通过灯组通信模块传递指令给警示灯组，控制器主控模块通过远程通信模块接收警示灯组信号控制服务指令或回馈内容给到警示灯组信号控制服务端。

警示灯灯组布设在公路路侧单侧沿线或两侧沿线，布设的方式根据道路情况，地区差异进行布设。

还包括警示灯组应用端，警示灯组应用端包括警示灯灯组信号控制应用客户端和第三方应用服务接口。

第三方应用服务接口高速公路管理中心，也接入其他具有权威性及有效性的三方信息平台。

实施例2，一种高速公路信号灯控制方法，包括以下步骤，以下方法是基于实施例1的系统所布设的方法，不做累述：

第一步：编号管理：对与警示灯组信号控制服务端建立远程通信的警示灯组信号控制器进行编号，并定义为控制器ID；对与每一个警示灯组信号控制器建立通信的警示灯灯组中每一个道路警示灯逐一进行编号，并定义为警示灯ID；

第二步：状态检定：每一个具有控制器ID的警示灯组信号控制器与其所连接的警示灯灯组建立通信，对警示灯灯组包含的所有道路警示灯逐一进行检定，基于警示灯ID检定每一个道路警示灯的警示灯坐标位置、供电状态、通信状态、当前显示状态，以及基于自身的控制器ID检定控制器坐标位置，并将所有检定结果汇总为检定状态数据，警示灯组信号控制器将检定状态数据发送给警示灯组信号控制服务端；

第三步：接收排序：警示灯组信号控制服务端以控制器ID为基础单位接收所有与其远程连接的警示灯组信号控制器发送的检定状态数据并进行记录，并以整个路段或路网的地图数据及车流朝向为逻辑基础，根据检定状态数据中警示灯坐标位置和控制器坐标位置对每一个具有警示灯ID的道路警示灯进行逻辑排序；

精准确认每一个警示灯所处路段、所处方向（处于高速公路上行还是下行、在行车方向的左侧还是右侧），每个警示灯的状态以便后续进行文字显示时可以逻辑计算确定哪个控制器下的哪个警示灯显示哪个字符。

第四步：任务配置：警示灯灯组信号控制应用客户端与警示灯组信号控制服务端建立通信，在需要在指定路段的指定区域发送道路提示信息或警示信息时，在警示灯灯组信号控制应用客户端编辑显示文字以及文字参数，文字参数包括文字的颜色、文字字体、文字显示的模式、文字显示的持续时间，并标记注明指定路段的指定区域为预显示位置，并将显示文字、文字参数及预显示位置生成任务列表，警示灯灯组信号控制应用客户端将一个或多个任务列表发送给警示灯组信号控制服务端；

第五步：匹配封装：警示灯组信号控制服务端接收到一个或多个任务列表，解析任务列表中预显示位置信息，根据预显示位置检索检定状态数据，若是检定状态数据中该显示位置下无道路警示灯，或道路警示灯数量不足，或当前警示灯ID中供电状态、通信状态、当前显示状态出现故障时，警示灯组信号控制服务端向警示灯灯组信号控制应用客户端发送任务不成功及任务不成功原因；如检索到符合任务列表的发送要求的控制器ID及警示灯ID时，警示灯组信号控制服务端对任务列表进行重新封装，此任务列表会被拆分为对每个有显示任务的控制器的任务列表在任务列表中将原先的任务列表的路段和区域信息替换为有显示任务的控制器ID，及控制器ID下每个警示灯ID及其需要显示文字及文字参数，并生成二次任务列表，警示灯组信号控制服务端将一个或多个二次任务列表发送给指定控制器ID的警示灯组信号控制器；

第六步：指定控制器ID的警示灯组信号控制器接收到二次任务列表，首先对二次任务列表中指定控制器ID解析，确认控指定制器ID与自身是否一致，如不一致，向警示灯组信号控制服务端发送错误信息及错误原因；如一致，则进一步解析二次任务列表，把二次任务列表拆分成只有单个文字显示任务的多个三次任务列表，每一个三次任务列表包含该文字的显示文字及文字参数，通过与警示灯灯组通信，将多个三次任务列表分别发送给指定警示灯ID的交通警示灯，简言之，一个交通警示灯只显示一个显示文字；

第七步：执行并回馈：指定警示灯ID的交通警示灯接收到警示灯组信号控制器发送的三次任务列表，会立即显示对应的单个显示文字，并且按照该单个显示文字的文字参数包括文字的颜色、文字字体、文字显示的模式、文字显示的持续时间进行显示，警示灯组信号控制器在发送三次任务列表之后，会立即向警示灯组信号控制服务端发送执行成功信息。

在第四步中，第三方应用服务接口接入第三方数据采集中心数据采集源获取指定区域道路提示信息或警示信息，并自动过滤、整理、加工后生成任务列表，并将一个或多个任务列表发送给警示灯组信号控制服务端。

在第七步中，在指定警示灯ID的交通警示灯按照三次任务列表进行亮灯的同时，以当前路段或路网的地图数据及车流朝向为逻辑基础，指定警示灯ID的交通警示灯所在的警示灯组中其余未指定警示灯ID的交通警示灯，按照第三步中的排序逻辑，依次执行三次任务列表中显示任务。

此时，在同一个路段或者路网中，除去接收到任务的指定警示灯ID的交通警示灯，其余没有接收到任务的同一警示灯灯组的其余交通警示灯自行按照三次任务列表进行亮灯，驾驶员错过了一组警示信息，在同一个路段或者路网，他在下面的路段，仍然可以读取到一样的警示信息。

实际应用中，通过第三方应用接口来实现和警示灯组信号控制服务端接入高速公路管理中心的各种数据采集源（诸如高速公路上的气象数据采集、高速公路施工信息平台、高速公路交通事故接警平台、高速公路视频事件监测数据等）来实现智能的对信号灯的控制，从而让整个方法更具开放性，第三方的平台或路侧相关设备如果有需要即时对道路通行者发送相关预警信息或安全提示信息，就可以通过接口的调用实现对高速公路上警示灯的文字显示。服务端接入各种数据采集源，则可以实现通过大数据及云计算，结合本方法中的警示灯组信号控制服务端，可以实现自动过滤、整理、加工后实现自动提示或警示信息的自动发送，从而实现更智慧的、更安全的高速公路信息发布体系。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种高速公路信号灯控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：编号管理：对与警示灯组信号控制服务端建立远程通信的警示灯组信号控制器进行编号，并定义为控制器ID；对与每一个警示灯组信号控制器建立通信的警示灯灯组中每一个道路警示灯逐一进行编号，并定义为警示灯ID；

S2：状态检定：每一个具有控制器ID的警示灯组信号控制器与其所连接的警示灯灯组建立通信，对警示灯灯组包含的所有道路警示灯逐一进行检定，基于警示灯ID检定每一个道路警示灯的警示灯坐标位置、供电状态、通信状态、当前显示状态，以及基于自身的控制器ID检定控制器坐标位置，并将所有检定结果汇总为检定状态数据，警示灯组信号控制器将检定状态数据发送给警示灯组信号控制服务端；

S3：接收排序：警示灯组信号控制服务端以控制器ID为基础单位接收所有与其远程连接的警示灯组信号控制器发送的检定状态数据并进行记录，并以整个路段或路网的地图数据及车流朝向为逻辑基础，根据检定状态数据中警示灯坐标位置和控制器坐标位置对每一个具有警示灯ID的道路警示灯进行逻辑排序；

S4：任务配置：警示灯灯组信号控制应用客户端与警示灯组信号控制服务端建立通信，当需要在指定路段的指定区域发送道路提示信息或警示信息时，在警示灯灯组信号控制应用客户端编辑显示文字以及文字参数，文字参数包括文字的颜色、文字字体、文字显示的模式、文字显示的持续时间，并标记注明指定路段的指定区域为预显示位置，并将显示文字、文字参数及预显示位置生成任务列表，所述警示灯灯组信号控制应用客户端将一个或多个任务列表发送给警示灯组信号控制服务端；

S5：匹配封装：警示灯组信号控制服务端接收到一个或多个任务列表，解析任务列表中预显示位置信息，根据预显示位置检索检定状态数据，若是检定状态数据中该显示位置下无道路警示灯，或道路警示灯数量不足，或当前警示灯ID中供电状态、通信状态、当前显示状态出现故障时，警示灯组信号控制服务端向警示灯灯组信号控制应用客户端发送任务不成功及任务不成功原因；如检索到符合任务列表的发送要求的控制器ID及警示灯ID时，警示灯组信号控制服务端对任务列表进行重新封装，此任务列表会被拆分为对每个有显示任务的控制器的任务列表在任务列表中将原先的任务列表的路段和区域信息替换为有显示任务的控制器ID，及控制器ID下每个警示灯ID及其需要显示文字及文字参数，并生成二次任务列表，警示灯组信号控制服务端将一个或多个二次任务列表发送给指定控制器ID的警示灯组信号控制器；

S6：自检再分配：指定控制器ID的警示灯组信号控制器接收到二次任务列表，首先对二次任务列表中指定控制器ID解析，确认控指定控制器ID与自身是否一致，如不一致，向警示灯组信号控制服务端发送错误信息及错误原因；如一致，则进一步解析二次任务列表，把二次任务列表拆分成只有单个文字显示任务的多个三次任务列表，每一个三次任务列表包含该文字的显示文字及文字参数，通过与警示灯灯组通信，将多个三次任务列表分别发送给指定警示灯ID的交通警示灯；

S7：执行并回馈：指定警示灯ID的交通警示灯接收到警示灯组信号控制器发送的三次任务列表，会立即显示对应的单个显示文字，并且按照该单个显示文字的文字参数包括文字的颜色、文字字体、文字显示的模式、文字显示的持续时间进行显示，警示灯组信号控制器在发送三次任务列表之后，会立即向警示灯组信号控制服务端发送执行成功信息。

2.如权利要求1所述的高速公路信号灯控制方法，其特征在于：在S4中，第三方应用服务接口接入第三方数据采集中心数据采集源获取指定区域道路提示信息或警示信息，并自动过滤、整理、加工后生成任务列表，并将一个或多个任务列表发送给警示灯组信号控制服务端。

3.如权利要求1所述的高速公路信号灯控制方法，其特征在于：S7中，在指定警示灯ID的交通警示灯按照三次任务列表进行亮灯的同时，以当前路段或路网的地图数据及车流朝向为逻辑基础，指定警示灯ID的交通警示灯所在的警示灯组中其余未指定警示灯ID的交通警示灯，按照S3中的排序逻辑，依次执行三次任务列表中显示任务。

4.一种高速公路信号灯系统，其特征在于：包括由若干规律布设在公路路侧沿线的道路警示灯所组成的警示灯灯组，布设在警示灯灯组路侧端的并与警示灯灯组通过通信总线建立通信的警示灯组信号控制器，以及与警示灯组信号控制器远程连接建立通信的警示灯组信号控制服务端，所述道路警示灯为颜色是三基色或全彩的、且带有字符显示模块的警示灯。

5.如权利要求4所述的高速公路信号灯系统，其特征在于：所述警示灯组信号控制器包括灯组通信模块、控制器主控模块、远程通信模块以及电源模块；所述控制器主控模块通过所述灯组通信模块与警示灯灯组通过通信总线建立通信，所述控制器主控模块通过远程通信模块与警示灯组信号控制服务端建立远程通信，所述电源模块为所述警示灯组信号控制器供电。

6.如权利要求4所述的高速公路信号灯系统，其特征在于：所述警示灯灯组布设在公路路侧单侧沿线或两侧沿线。

7.如权利要求4所述的高速公路信号灯系统，其特征在于：还包括警示灯组应用端，所述警示灯组应用端包括警示灯灯组信号控制应用客户端和第三方应用服务接口。

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