CN201655029U - 一种公交车与信号灯的智能协调控制系统 - Google Patents

Abstract

一种公交车与信号灯的智能协调控制系统，包括设置在平交路口的信号机和公交车，所述智能协调控制系统还包括设置在公交车上的车载单元、信号机接收模块和信号机接口模块，信号机接收模块通过信号机接口模块和信号机连接，车载单元和信号机接收模块无线连接；车载单元与信号机接收模块通信，接收信号机接收模块发送的信号灯当前的相位和配时信息，根据公交车当前位置和信号灯当前的相位和配时信息，计算并发出优先指令；信号机接收模块向车载单元发送信号灯当前的相位和配时信息，接收车载单元发送的优先指令，并将信号机接收模块接收到的优先指令转化为信号机可读信息，信号机根据优先指令对信号灯的相位和配时做出相应的更改。

Description

一种公交车与信号灯的智能协调控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种公交车与信号灯的智能协调控制系统，该系统用于公交车通过平交路口时，信号灯做出相应的响应，保证公交车快速通过。

背景技术

公交优先是我国解决城市道路拥堵的基本政策，现有的公交优先手段并不充分，在通过路口时的并无切实可行的方案。现有的公交车通过平交路口时的准确时间不能确定，一般的信号机以固定配时方式或者辅以感应控制的方式即不能识别公交车，也不能给公交车提供优先通行的手段。

传统的信号机触发方式为线圈式，不适于公交优先；当前较流行的是RFID触发，当携带有RFID卡的公交车距路口一定距离时，通过RFID方式触发信号机，信号机在固定间隔后做出响应。它们虽然可实现信号优先，但是将公交车与信号灯独立考虑的，未考虑协调方案。即使有使用GPS信号作为触发信号的，但是并未对公交车的GPS信号与信号灯协调考虑的。如真实速度的平均值18km/h比实时速度低35km/h低近一半，若不进行延时处理，将得不到真正的信号优先。

发明内容

为了克服上述不足，本申请将提供一种公交车与信号灯的智能协调控制系统，使得公交车能够实时、准确、稳定的通过平交路口。该系统通过将现有的公交车和信号机上增加几个模块，就可实现，可适用于目前城市绝大部分路口。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种公交车与信号灯的智能协调控制系统，包括设置在平交路口的信号机和公交车，其特征是，所述智能协调控制系统还包括设置在公交车上的车载单元、信号机接收模块和信号机接口模块，信号机接收模块通过信号机接口模块和信号机连接，车载单元和信号机接收模块无线连接；车载单元与信号机接收模块通信，接收信号机接收模块发送的信号灯当前的相位和配时信息，根据公交车当前位置和信号灯当前的相位和配时信息，计算并发出优先指令；信号机接收模块向车载单元发送信号灯当前的相位和配时信息，接收车载单元发送的优先指令，并将信号机接收模块接收到的优先指令转化为信号机可读信息，信号机根据优先指令对信号灯的相位和配时做出相应的更改。

更具体地说，所述车载单元包括电源模块、CPU模块、运算模块、GPS位置模块、指令发送模块、信息接收模块六个部分；其中，电源模块负责整个车载单元的供电；CPU模块分别与运算模块、GPS位置模块、指令发送模块、信息接收模块连接，控制各个模块的动作；所述信息接收模块获取信号机的当前相位和配时，将这些相位和配时编码输入运算模块；所述GPS位置模块接收GPS坐标，并根据固定阈值区间输出发送信号；所述运算模块存储了七种平交路口的转弯行为，并对各种模式进行了排序，根据GPS坐标信息、信号灯当前相位和配时信息、GPS阈值信息计算得到优先指令；所述指令发送模块根据CPU的发送信号，从运算模块中获取信息，并发送至信号机接收模块。

所述信号机接收模块与车载单元的通信有两种通信方式可选：一种是在信息接收模块中设置无线射频收发一体芯片，该方式主要实现车载单元与独立信号机的通信，获取信息与发送指令；另一种是在信息接收模块中设置SIM卡，实现以SIM卡收发为核心的CDMA/GPR S通信方式，该方式可实现与信息指挥中心的通信，为公交优先实现在多个平交路口的线控或面控提供支持。

目前，信号机的生产厂家很多，其具体的协议内容也不确定，但使用RS232串口已是共识。信号机接口模块负责将信号机接收模块接收到的优选指令转化为RS232串口可读的信息，作为信号机动作的起点。

作为本实用新型的进一步改进，所述信号机中还设有信号灯延时装置，该装置根据公交车的实时速度与平均速度的差值，确定公交车到达路口的时间，若差值较大，到达路口时间比预期时间会晚，延时增加3～5秒；若差值较小，到达路口时间比预期时间接近，延时不增加。

本实用新型的有益效果是，将公交车与信号灯协调考虑，具有稳定的信号灯触发方式和信号灯的响应延时，实现了一种公交车与信号灯的智能协调控制系统，克服了传统公交车通过平交路口时不能反映公交优先的缺点。仅需在公交车和信号机上增加几个小模块，就可以实现平交路口的公交车优先通行。

附图说明

图1为系统结构示意图。

具体实施方式

实施例1，参照图1：一种公交车与信号灯的智能协调控制系统，包括设置在平交路口的信号机、公交车、设置在公交车上的车载单元、信号机接收模块和信号机接口模块，信号机接收模块通过信号机接口模块和信号机连接，车载单元和信号机接收模块无线连接；车载单元与信号机接收模块通信，接收信号机接收模块发送的信号灯当前的相位和配时信息，根据公交车当前位置和信号灯当前的相位和配时信息，计算并发出优先指令；信号机接收模块向车载单元发送信号灯当前的相位和配时信息，接收车载单元发送的优先指令，并将信号机接收模块接收到的优先指令转化为信号机可读信息，信号机根据优先指令对信号灯的相位和配时做出相应的更改。

车载单元包括电源模块、CPU模块、运算模块、GPS位置模块、指令发送模块、信息接收模块六个部分；其中，电源模块负责整个车载单元的供电；CPU模块分别与运算模块、GPS位置模块、指令发送模块、信息接收模块连接，控制各个模块的动作；信息接收模块获取信号机的当前相位和配时，将这些相位和配时编码输入运算模块；GPS位置模块接收GPS坐标，并根据固定阈值区间输出发送信号；所述运算模块存储了七种平交路口的转弯行为，并对各种模式进行了排序，根据GPS坐标信息、信号灯当前相位和配时信息、GPS阈值信息计算得到优先指令；所述指令发送模块根据CPU的发送信号，从运算模块中获取信息，并发送至信号机接收模块。

公交车启动后，整个车载单元通过电源模块通电，GPS位置模块实时接收GPS坐标信息，信息接收模块接收信号灯相位和配时信息，这些信息来自于信号机接收模块，CPU模块负责将GPS坐标信息、信号灯相位和配时信息、GPS阈值信息输入运算模块，运算模块根据响应算法得到优先指令，是一个不超过40个字节的字符串。最后，CPU模块指挥指令发送模块发出优先指令。

优先指令发送的内容主要是指令内容，在信号机中可缩短为四位二进制数。优先指令的具体格式：

起始字

路口位置字

保留字

命令字

指令长度

指令内容

校验字

优先指令发送至信号机接收模块。信号机接收模块有两个功能，一个是接收车载单元发出的优先指令，并将其传送至信号机接口模块；另一个功能是向车载单元发送信号灯的相位和配时信息。信号机接收模块与车载单元的通信方式可以使用无线射频模块，其核心是无线收发一体芯片。

信号机接口模块将由信号机接收模块接收到的优先指令转化为信号机可接收的指令。因为信号机的串口是所有信号机都有的接口，因此信号机接口模块的输出端口是RS232，转化后，信号机将根据优先指令对信号灯做出相应的改变。

Claims (5)

1.一种公交车与信号灯的智能协调控制系统，包括设置在平交路口的信号机和公交车，其特征是，所述智能协调控制系统还包括设置在公交车上的车载单元、信号机接收模块和信号机接口模块，信号机接收模块通过信号机接口模块和信号机连接，车载单元和信号机接收模块无线连接。

2.根据权利要求1所述的公交车与信号灯的智能协调控制系统，其特征在于，所述车载单元包括电源模块、CPU模块、运算模块、GPS位置模块、指令发送模块、信息接收模块六个部分；其中，电源模块负责整个车载单元的供电；CPU模块分别与运算模块、GPS位置模块、指令发送模块、信息接收模块连接，控制各个模块的动作。

3.根据权利要求2所述的公交车与信号灯的智能协调控制系统，其特征在于，所述信息接收模块中设置无线射频收发一体芯片，实现车载单元与信号机的通信，获取信息与发送指令。

4.根据权利要求2所述的公交车与信号灯的智能协调控制系统，其特征在于，所述信息接收模块中设置SIM卡，实现车载单元与信息指挥中心的通信。

5.根据权利要求1所述的公交车与信号灯的智能协调控制系统，其特征在于，所述信号机中还设有信号灯延时装置，该装置根据公交车的实时速度与平均速度的差值控制信号灯的延时。