CN1450504A - 以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统 - Google Patents

Abstract

以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，包括核心系统、基本输出/入系统及分散式控制系统，核心系统接收全球定位系统的协调世界时讯息，加入经纬度资料，转换为地区时间，以此时间作为交通讯号标识控制系统的共同时基，基本输出/入系统包括手动控制装置、手动资料输出/入装置及讯号切换的修正相位计算方式，以车辆流量感应器构成的微调系统及以蜂巢式无线电话作为非同步性整批资料上下载传递的遥控更新设定系统的选择性子系统构成，其接收全球定位系统卫星的协调世界时做分散式交通讯号标识的共同时基，使各交通讯号标识站由预定切换模式，在一天内各个不同时段条件，可高度稳定的自动切换执行各色灯的亮灭，控制系统稳定性高和维护费用低。

Description

以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统

一、技术领域

本发明涉及交通讯号，尤其涉及一种以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统。

二、背景技术

现有的中央连线式交通讯号标识控制系统，主要是利用一控制中心为其系统中枢，而分散式的交通讯号标识分别经由有线或无线线路与该系统中枢连接，以及时实施执行各色讯号灯的亮灭。这一闭回路回馈机制的运用手段，在理论上虽可达到很好的控制效果，所以目前一般都市均普遍采用，但是经长期的使用经验，发现其仍存在以下缺点：一是这种系统的建构、维护复杂，对地方的财政预算，实为一长期不可缺少的财政负担；另一是该系统的自然稳定度(INTRINSIC STABIBILITY)不高，容易因自然灾害(如地震、台风等)导致整个系统的停摆。因此，如何提供一种建构、维护成本低，稳定度高的交通讯号标识控制系统，实有有必要。

三、发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有交通讯号标识控制系统存在的上述缺点，而提供一种以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，其利用全球定位系统的成熟稳定性，实现通讯中继系统的高可靠度和稳定度。

本发明的目的是由以下技术方案实现的。

本发明以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，包括一核心系统、一基本输出/入系统及数个选择性子系统构成的分散式控制系统。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，其中核心系统接收全球定位系统的协调世界时讯息，加入经纬度资料，转换为地区时间，并以此时间作为交通讯号标识控制系统的共同时基。

前述的以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，其中基本输出/入系统包括手动控制装置、手动资料输出/入装置及讯号切换的修正相位计算方式。

前述的以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，其中分散式控制系统由以发光二极管灯源构成的不断电系统、以车辆流量感应器构成的微调系统及以蜂巢式无线电话作为非同步性整批资料上下载传递的遥控更新设定系统的选择性子系统构成。述的以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，其特征是，所述基本输出/入系统的手动控制装置是继电器。

前述的以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，其中基本输出/入系统的手动资料输出/入装置是在机箱装设有一红外线收发装置，并由手提电脑循此介面进行完整设定。

前述的以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，其中基本输出/入系统的手动资料输出/入装置还包括在机箱处装设有电浆型显示荧幕和防水键盘做备用设定。

前述的以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，其中基本输出/入系统的讯号切换的修正相位计算方式，是增加一个新的讯号切换的休整相位控制参数，使讯号灯同步闪灭，其定义包括下列步骤：步骤一是以一天86400秒除以讯号灯周期，得到一个实数，将步骤一所得的实数四舍五入，得到一个整数，使一天时间被切割成极近似原设定时间的整数时段，每个时段分为360度的讯号切换的修正相位。

前述的以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，其中车辆流量感应器可为超声波放射式、微波反射式、感应线圈式、磁力感应式或光学影象式。

前述的以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，其中蜂巢式无线电话系统是把一天24小时切割成多段，每段以十至十五分钟为基准，包括三分之二的通讯时段及三分之一的空挡，使共用号码的各讯号标识站可以适时轮流使用时段的传递资料。

前述的以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，其中交通讯号标识包括单灯型讯号标识，并以在每盏单灯讯号标识分别安装一个卫星接收系统，以达到控制同步闪烁。

四、附图说明

图1是本发明交通讯号标识控制系统的整体构成方块示意图。

图2是图1所示核心系统构成的方块示意图。

图3是图1所示基本输出/入系统构成的方块示意图。

图4是本发明讯号切换的修正相位计算方式示意图。

图5是本发明选择性子系统的发光二极管不断电装置的方块示意图。

图6是本发明选择性子系统的车流量感应微调系统的方块示意图。

图7是本发明选择性子系统的蜂巢式无线电话系统与控制中心之间进行资料下载的通讯时段规划的方块示意图。

图8是现有单灯闪烁控制装置的示意图。

图9是说明本发明系统原理使各讯号灯同步闪烁的示意图。

五、具体实施方式

参阅图1、图2所示，本发明以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，主要包括一核心系统，是全球定位系统的协调世界时间的读取系统，其设计的累进误差要求不大于100毫秒，其利用微处理机读入全球定位系统的时间讯息，再加入经纬度资料(经纬度可由卫星读取或由硬件设定之)，以转换为当地区域时间，用以校正该微处理机的系统时间，待完成校正后，将全球定位系统的类比前置及数字处理机的电源切断，间歇(约数小时)一段时间后，再启动电源进行重新校正，这样，微处理机的系统时间误差可以校正在100毫秒内，再根据以此时基应用在整个交通讯号系统的控制程序，另外，也可用该校正系统的石英震荡缘的频率，在加入温度测量电路后，由微处理机综合考虑调整系统时间，用以大幅度延长前述卫星校正间隔时间，以增加系统的时基稳定度，或减少卫星接收线路的工作时间，进一步延长使用寿命。

上述控制系统还包括一基本输出/入系统及选择性子系统，以构成一个完整的分散式控制系统。参阅图3所示，基本输出/入系统包括：手动控制装置，其以继电器为主，用以提高手动系统的可靠性；手动资料输出/入装置，包括在机箱上装设一个红外线接收、发射装置，用于传送和接收资料，以提高机箱的耐候性，其完整设定可经由这个介面由手提电脑机动性的设定，及加装一组电浆型显示荧幕和防水键盘，供固定点完整设定应用；讯号切换的修正相位的计算方式，是使各相邻系统讯号灯达到同步性(即同一条路上各个讯号标识同时亮示相同色灯，或依序亮灭)，其方法是增加一个新的讯号切换的修正相位参数，其定义及计算方法如下述步骤：步骤一，以一天86400秒除以讯号标识灯周期，得到实数；步骤二是将步骤一所得的实数四舍五入，得到一个整数；这样，将一天时间切割成极近似原设定时间的整数时段(图4所示)，而每个时段切分为360度的讯号切换的修正相位，当各个相关联的讯号灯设定为相同周期及相同讯号切换的修正相位时，其结果必然是同时亮灭。

上述的选择性子系统，包括有：发光二极管灯源(每盏灯耗电低于5瓦特)构成的不断电系统(如图5所示)，其维持时间以72小时为设计准则，若以点型8个讯号标识柱计算，以12伏特的续电瓶储电，约需240安培小时的电能，属于目前技术和成本可以接受的范围；以车辆流量感应器构成的微调系统(如图6所示)，其原理是利用感应器(该感应器可以是超声波反射式、微波反射式、感应线圈式、磁力感应式或光学影象式等)，随时记录车流量，并经由微处理机判定，根据事先登录的讯号灯切换控制模式，选择一个接近的预设状况自动执行；以蜂巢式无线电话作为非同步性整批资料上的下载传递(BATCH)的遥控更新设定系统，该系统可供多个(一般以1个至10个)讯号标识灯站共同使用一个电话号码，(如图7所示)主要是将一天24小时切成多段，每段以10至15分钟为基准，包括三分之二的通讯时段和三分之一的空挡(如为一个讯号标识站独用，则不必空挡)，使共用号码的讯号标识站可以适时轮流使用时段的传递资料，这种设计方式，是在利用既有大众通信网路，可以避免另外架设专用传递线路、节省长期维持专用通信系统的费用，同时，系统规划者可以根据个别标识站的即时设定急迫性，决定该共用电话号码的讯号标识站的数目，其取舍以越急迫则共用站数越少，另讯号标识站传至控制中心的资料，以车辆流量及讯号标识站状态(如电池电力、手动控制、卫星接收器好坏及现存控制模式等)；控制中心把最新的控制模式、周期及讯号切换的修正相位等参数回传至各个讯号标识灯控制器；又，当个别讯号标识灯的卫星接收器发生异常，则该讯号标识站即自动脱离该蜂巢式电话系统的手法资料行列，以避免发生多机抢占同一移动电话号码的异常情况；控制中心在平时正常的资料收发程序时，也可以重复检验卫星接收系统的良好状况，以备万全，再者各个讯号标识站的移动电话模组设定为纯接收模式，无法主动发射讯号，用以放窃。

本发明以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，也可适用在单灯讯号标识系统的闪烁控制，如，现有单灯讯号标识站的控制方式(图8所示)需要埋设通过马路的电缆，而利用上述的卫星共同控制时基方式，可在每盏单灯讯号分别安装一个卫星接收系统(图9所示)，即可达到同步闪烁的目的，进而达到免除部分施工费用及时间。

本发明的优点是：本发明以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，与现有中央主控的即时闭回路控制系统比较，其初次构建和后续维护费用低，且可达到以渐进性的方式，根据使用者预算编列的多少，提供逐渐添加子系统的扩充应用，整体系统稳定度高，其不论在正常情况下，还是在地区性遭遇自然灾害是，都能正常工作，既经济又实用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (11)

1、一种以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，包括一核心系统、一基本输出/入系统及数个选择性子系统构成的分散式控制系统。

2、根据权利要求1所述的以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，其特征是，所述核心系统接收全球定位系统的协调世界时讯息，加入经纬度资料，转换为地区时间，并以此时间作为交通讯号标识控制系统的共同时基。

3、根据权利要求1所述的以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，其特征是，所述基本输出/入系统包括手动控制装置、手动资料输出/入装置及讯号切换的修正相位计算方式。

4、根据权利要求1所述的以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，其特征是，所述分散式控制系统由以发光二极管灯源构成的不断电系统、以车辆流量感应器构成的微调系统及以蜂巢式无线电话作为非同步性整批资料上下载传递的遥控更新设定系统的选择性子系统构成。

5、根据权利要求1所述的以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，其特征是，所述基本输出/入系统的手动控制装置是继电器。

6、根据权利要求1所述的以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，其特征是，所述基本输出/入系统的手动资料输出/入装置是在机箱装设有一红外线收发装置，并由手提电脑循此介面进行完整设定。

7、根据权利要求1所述的以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，其特征是，所述基本输出/入系统的手动资料输出/入装置还包括在机箱处装设有电浆型显示荧幕和防水键盘做备用设定。

8、根据权利要求1所述的以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，其特征是，所述基本输出/入系统的讯号切换的修正相位计算方式，是增加一个新的讯号切换的休整相位控制参数，使讯号灯同步闪灭，其定义包括下列步骤：步骤一是以一天86400秒除以讯号灯周期，得到一个实数，将步骤一所得的实数四舍五入，得到一个整数，使一天时间被切割成极近似原设定时间的整数时段，每个时段分为360度的讯号切换的修正相位。

9、根据权利要求1所述的以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，其特征是，所述车辆流量感应器可为超声波放射式、微波反射式、感应线圈式、磁力感应式或光学影象式。

10、根据权利要求1所述的以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，其特征是，所述蜂巢式无线电话系统是把一天24小时切割成多段，每段以十至十五分钟为基准，包括三分之二的通讯时段及三分之一的空挡，使共用号码的各讯号标识站可以适时轮流使用时段的传递资料。

11、据权利要求1所述的以全球定位系统的协调世界时为时基的交通讯号标识控制系统，其特征是，所述交通讯号标识包括单灯型讯号标识，并以在每盏单灯讯号标识分别安装一个卫星接收系统，以达到控制同步闪烁。

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