CN206921296U - 一种具备自适应可变车道控制功能的交通信号控制机 - Google Patents

Abstract

本实用新型中涉及电子技术领域，特别涉及一种具备自适应可变车道控制功能的交通信号控制机。包括交通信号控制机本体，所述交通信号控制机本体的内部设置有主控与信息交互模块、与所述主控与信息交互模块连接的电源模块、分别与所述主控与信息交互模块及电源模块连接的信号灯功率驱动模块和车辆信息采集和分析模块。本实用新型能实时根据交通流量的情况自适应控制可变车道信号灯和可变车道导向标志灯，保证交通信号控制机能及时、准确地反应与处理路口车辆的左转与直行交通需求变化，及时疏导交通，缓解交通压力，达到缓堵的目的，减少了交通隐患，同时释放了路口交通维护人力，具有很高的实用经济效益。

Description

一种具备自适应可变车道控制功能的交通信号控制机

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种具备自适应可变车道控制功能的交通信号控制机。

背景技术

交通信号控制机是交通安全产品中的一个类别，是为了加强道路口交通管理，避免路口交通事故的发生，提高道路口通行效率，规范交通通行状况的一种重要交通设备，适用于十字、丁字等交叉路口，通过控制道路口的交通信号灯，指导车辆和行人安全有序地通行。

现有交通信号控制机有两类，一类是不具备可变车道信号灯控功能的交通信号控制机，无法进行道路口的可变车道控制；一类是具备定时定周期可变车道控制的交通信号机，无法根据实时交通流量自适应协调信号灯和可变车道标志来应对交通需求变化，这一类交通信号机的车流放行方向改变需要根据路口过往交通流情况来定时段预先设置，设置完毕后按既定时段固定执行，无法应对城市交通的多变状况，如遇交通拥堵状况只能由手动操作方式来应对。

因此，现有的交通信号控制机在很多情况下不能及时、准确地反应交通的变化，因车道放行方向改变不够及时，无法及时疏导交通，交通拥堵时需要耗费人力来解决，效率较低。另外通过定时定周期的交通信号机控制，会导致一些车辆长时间停在可变车道口上，等待信号灯变绿后进入可变车道，会因此产生拥堵发生，既浪费了道路资源，又没有达到缓堵的目的。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种具备自适应可变车道控制功能的交通信号控制机。

一种具备自适应可变车道控制功能的交通信号控制机,包括交通信号控制机本体，所述交通信号控制机本体的内部设置有主控与信息交互模块、与所述主控与信息交互模块连接的电源模块、分别与所述主控与信息交互模块及电源模块连接的信号灯功率驱动模块和车辆信息采集和分析模块。

所述交通信号控制机本体的外部设置有与所述车辆信息采集和分析模块连接的车辆排队检测器，与所述信号灯功能驱动模块连接的可变车道导向标志灯、可变车道信号灯。

优选的，所述主控与信息交互模块包括I MX6处理器、与所述I MX6处理器连接的CPLD芯片。

优选的，所述电源模块包括一个主控模块，所述主控模块采用ARM32位架构微控制器。

优选的，所述信号灯功率驱动模块具体包括：微控制器，分别与所述微控制器连接的信号输出模块和板极故障检测模块。

优选的，所述信号灯功率驱动模块具体为可扩展多板卡信号灯功率驱动模块。

优选的，所述微控制器为STM32F105ARM-CORTEX-M3架构微控制器。

优选的，所述交通信号控制机本体内部各模块之间采用双CAN总线隔离通信加RS232的复合内部数据通信模式进行数据传输。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、由于本实用新型中的车辆排队检测器对路口车辆左转、直行的排队信息进行实时的采集，并将采集到的信息传输至交通信号控制机的车辆信息采集与分析模块，然后所述车辆信息采集与分析模块对信息进行处理分析，并将分析结果传输至主控与信息交互模块，所述主控与信息交互模块基于所述分析结果输出适应车辆交通需求的可变车道属性的改变控制，驱动可变车道信号灯和导向标志灯，保证交通信号控制机能及时、准确地反应与处理路口车辆的左转与直行交通需求变化，及时疏导交通，缓解交通压力，达到缓堵的目的。

2、由于本实用新型中的主控与信息交互模块采用CPLD芯片来扩展I/O接口，极大限度的根据需要释放主控芯片紧张的I/O口资源。

3、由于本实用新型的信号灯功率驱动模块利用基于STM32F105ARM-CORTEX-M3架构微控制器的多AD通道的支持，采集信号输出模块的输出电压和电流，实现本实用新型创新的信号灯驱动输出的精细化电流输出检测，能精准的得到信号灯的实时电流数据，不仅能判断出信号灯的故障状态，还能通过信号灯工作电流的变化曲线判断出信号机的工作负荷并判断其使用寿命，及时的提醒交通设备维护方更换使用寿命即将到期的信号灯进行更换，防止信号灯故障导致的财产损失。

4、由于本实用新型采用双CAN总线隔离通信加RS232的复合内部数据通信模式进行数据传输，提高了各模块间的数据传输可靠性，同时也提高了数据传输速率。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1所示，本实施例提供了一种具备自适应可变车道控制功能的交通信号控制机,包括交通信号控制机本体，所述交通信号控制机本体的内部设置有主控与信息交互模块、与所述主控与信息交互模块连接的电源模块、分别与所述主控与信息交互模块及电源模块连接的信号灯功率驱动模块和车辆信息采集和分析模块；所述交通信号控制机本体的外部设置有与所述车辆信息采集和分析模块连接的车辆排队检测器，与所述信号灯功能驱动模块连接的可变车道导向标志灯、可变车道信号灯。

在具体的实施过程中，车辆排队检测器负责检测道路上的车辆左转、直行的排队长度信息，并将获取的信息传输给交通信号控制机本体内的车辆信息采集和分析模块。

然后，车辆信息采集和分析模块对获取的信息进行分析处理，并将分析结果传输至主控与信息交互模块。

主控与信息交互模块基于所述分析结果输出适应车辆交通需求的可变车道属性的改变控制，并控制信号灯功率驱动模块驱动可变车道信号灯和导向标志灯。

在具体的实施过程中，主控与信息交互模块作为交通信号控制机的核心控制模块，基于安全性和可靠性考虑，选用工业级嵌入式CPU，CPU处理器采用了基于ARM A9四核的I MX6处理器，为了保证足够的I/O接口输出，采用一种CPLD芯片用来扩展I/O接口，所述IMX6处理器通过I2C通信与CPLD芯片进行通信控制。

信号灯功率驱动模块作为信号控制机最直接的控制模块，承担着信号灯驱动及板级故障检测的任务。所述信号灯功率驱动模块由可扩展多板卡组成，支持多路信号灯功率输出。各信号灯驱动板采用独立的微控制器控制，为了防止信号灯故障导致的财产损失，所述微控制器采用STM32F105ARM-CORTEX-M3架构微控制器，利用基于所述STM32F105ARM-CORTEX-M3架构微控制器的多AD通道的支持，采集信号输出模块的输出电压和电流，精确地判断出信号灯的故障状态。

电源模块承担着信号控制部电源管理、黄闪信号发生输出、绿冲突矩阵存储及判决、异常状态监管、运行状态监测等多重任务。

因此，优选的，电源模块的主控模块采用ARM32位架构微控制器，

双CAN总线、RS232数据交互；通过电平信号实时检测每一路绿灯信号的状态；配备温度传感器、湿度传感器、电压传感器和电流传感器，配备状态指示灯；配备大容量继电器组，完成信号灯总电源切换工作。

进一步的，为增加各模块之间的通讯可靠性，交通信号控制机本体内部各模块之间采用双CAN总线隔离通信加RS232的复合内部数据通信模式。

本实用新型提供的一个或多个实施例至少包括如下技术效果和优点：

由于本实用新型中的车辆排队检测器对路口车辆左转、直行的排队信息进行实时的采集，并将采集到的信息传输至交通信号控制机的车辆信息采集与分析模块，然后所述车辆信息采集与分析模块对信息进行处理分析，并将分析结果传输至主控与信息交互模块，所述主控与信息交互模块基于所述分析结果输出适应车辆交通需求的可变车道属性的改变控制，驱动可变车道信号灯和导向标志灯，保证交通信号控制机能及时、准确地反应与处理路口车辆的左转与直行交通需求变化，及时疏导交通，缓解交通压力，达到缓堵的目的。

由于本实用新型中的主控与信息交互模块采用CPLD芯片来扩展I/O接口，极大限度的根据需要释放了主控芯片紧张的I/O口资源。

由于本实用新型的信号灯功率驱动模块利用基于STM32F105ARM-CORTEX-M3架构微控制器的多AD通道的支持，采集信号输出模块的输出电压和电流，实现本实用新型创新的信号灯驱动输出的精细化电流输出检测，能精准的得到信号灯的实时电流数据，不仅能判断出信号灯的故障状态，还能通过信号灯工作电流的变化曲线判断出信号机的工作负荷并判断其使用寿命，及时的提醒交通设备维护方更换使用寿命即将到期的信号灯进行更换，防止信号灯故障导致的财产损失。

由于本实用新型采用双CAN总线隔离通信加RS232的复合内部数据通信模式进行数据传输，提高了各模块间的数据传输可靠性，同时也提高了数据传输速率。

本领域内的技术人员应明白，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本实用新型的权利要求范围。

Claims (7)

1.一种具备自适应可变车道控制功能的交通信号控制机,其特征在于，包括交通信号控制机本体，所述交通信号控制机本体的内部设置有主控与信息交互模块、与所述主控与信息交互模块连接的电源模块、分别与所述主控与信息交互模块及电源模块连接的信号灯功率驱动模块和车辆信息采集和分析模块；

所述交通信号控制机本体的外部设置有与所述车辆信息采集和分析模块连接的车辆排队检测器、与所述信号灯功能驱动模块连接的可变车道导向标志灯、可变车道信号灯。

2.如权利要求1所述的具备自适应可变车道控制功能的交通信号控制机，其特征在于，所述主控与信息交互模块包括：IMX6处理器、与所述IMX6处理器连接的CPLD芯片。

3.如权利要求1所述的具备自适应可变车道控制功能的交通信号控制机，其特征在于，所述电源模块包含一个主控模块，所述主控模块采用ARM32位架构微控制器。

4.如权利要求1所述的具备自适应可变车道控制功能的交通信号控制机，其特征在于，所述信号灯功率驱动模块具体包括：微控制器，分别与所述微控制器连接的信号输出模块和板极故障检测模块。

5.如权利要求4所述的具备自适应可变车道控制功能的交通信号控制机，其特征在于，所述信号灯功率驱动模块具体为可扩展多板卡信号灯功率驱动模块。

6.如权利要求4所述的具备自适应可变车道控制功能的交通信号控制机，其特征在于，所述微控制器为STM32F105 ARM-CORTEX-M3架构微控制器。

7.如权利要求1所述的具备自适应可变车道控制功能的交通信号控制机，其特征在于，所述交通信号控制机本体内部各模块之间采用双CAN总线隔离通信加RS232的复合内部数据通信模式进行数据传输。