基于gsm網(wǎng)絡(luò)的道路交通信號燈控制器的制造方法
【專利說明】
(一)技術(shù)領(lǐng)域:
[0001]本發(fā)明涉及基于GSM網(wǎng)絡(luò)的道路交通信號燈控制器，它由裝于十字路口各車道流出口處的紅外對射裝置，測量放行通過車道流出口處的車輛數(shù)，供后方十字路口交通控制器計算放行時間，同時測量放行通過車道流出口處的前后車輛的間隔時間，判斷放行車輛擁堵情況，并利用強大的GSM網(wǎng)絡(luò)，用互發(fā)短信方式實現(xiàn)各十字路口之間通信。
(二)【背景技術(shù)】:
[0002]隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市機動車保有量和交通總量持續(xù)增長，在城市道路網(wǎng)中，平面交叉路口它是道路通行能力的瓶頸。車輛通過交叉路口相當費時，因此提高平面交叉路口的通行能力，改善路口交通信號燈控制能力是一個緊迫的問題。
[0003]智能交通控制主要運用GPS全球定位系統(tǒng)等高新技術(shù)對傳統(tǒng)的運輸系統(tǒng)進行改造而形成的一種信息化、智能化、社會化的復(fù)雜的新型運輸系統(tǒng)。但是，當前國內(nèi)外主要還是采取依據(jù)道路車流量測量評估和統(tǒng)計學(xué)原理來優(yōu)化路口交通信號燈控制，車流量測量是一種路面非接觸式交通信息采集裝置，采用接收車輛反射波，通過高低電平的變化來統(tǒng)計通過檢測區(qū)域的車流量。
[0004]也有采用在路口的各個方向附近的地下埋設(shè)感應(yīng)線圈，當汽車經(jīng)過時就會產(chǎn)生渦流損耗，環(huán)狀絕緣電線的電感開始減少，即可檢測出汽車的通過，但感應(yīng)線圈體積大約為2米X 2米，安裝不方便且易被壓壞難于廣泛使用。
(三)
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]與獨立路段相比由于交叉路口各種車流和人流交錯通行相互干擾，其通行能力大大降低、經(jīng)常造成局部交通擁堵，影響整個路網(wǎng)的暢通。為了提高車輛的安全通過交叉路口，相互沖突的車流向車輛是不允許同時放行的。解決辦法是在一個周期內(nèi)將時間分成幾段并分配給不同車流向的車輛放行。一般均采用交通信號燈來指揮車輛通行，其交通信號燈控制通常憑人為預(yù)測或經(jīng)過復(fù)雜的算法得出紅綠燈時間。然后分別用紅、黃、綠燈的不同組合來指揮兩個方向的通車與禁行，用LED數(shù)碼管作為倒計時指示。使得車輛在相互沖突的車流向在一個周期內(nèi)的不同時段獲得綠燈放行，而相互不沖突的車流向的車輛可以在同一時段獲得綠燈放行，從而在一個周期內(nèi)的一個連續(xù)時段達到安全疏導(dǎo)交通車流的目的。
[0006]但是當前使用的十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)是一種定時放行系統(tǒng)，其設(shè)定的車輛放行和禁止車輛通行時間都是固定不變的，由于十字路口經(jīng)常會出現(xiàn)各車道繁忙狀況不同，繁忙車道車輛很多，放行時間顯得太短，車流擁堵，這時沖突的車流向車道車輛有時卻很少甚至沒有車輛，但是繁忙車道上的車輛也要等待沖突的車流向空閑車道的固定“放行”時間結(jié)束才被允許放行，這就大大浪費有限的道路交通資源和出行人的寶貴時間。
[0007]因此，僅憑評估或預(yù)料只能滿足車流向不沖突的交通安全要求，需要測量各車道車輛數(shù)量以便實時合理控制信號燈的配時方案。但是，當前各種車輛測量手段由于測量儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜造價昂貴僅適用于流動測量方式的車流量測量評估。
[0008]本系統(tǒng)采用在十字路口各車道流出口處各安裝一付紅外對射裝置，用于識別在車道流出口處是否有等待放行的車輛，并測量放行通過車道流出口處的車輛數(shù)，供后方十字路口交通控制器計算放行時間，同時測量放行通過車道流出口處的前后車輛的間隔時間，用于判斷需要放行的車輛擁堵情況。如果在沖突的車流向車道的綠燈亮?xí)r間結(jié)束時，本車道流出口處沒有等待放行的車輛，則本車道的綠燈亮?xí)r間取最短時間，所述最短時間須視沖突的車流向車道的人行道寬度，取為15秒-30秒，用于讓行人通過。當綠燈亮?xí)r，測量放行通過車道流出口處的前后車輛的間隔時間如果超過設(shè)定值，例如5-12秒，即認為放行車輛已很少，如果此時綠燈亮?xí)r間已超過所述最短時間，則立即進入綠燈15秒倒計時，否則取最短時間。所述測量放行通過車道流出口處的車輛數(shù)，是用作后方十字路口交通控制器計算放行時間。即其綠燈亮?xí)r間先由接收前方十字路口車道放行的車輛數(shù)據(jù)，計算到達的車輛數(shù)來確定放行時間，但該放行時間還隨車輛中途停車、變道和延遲而實際未能進入本次放行時間區(qū)等情況，通過測量放行時前后車輛的間隔時間而實時改變放行時間。具體計算放行時間是將前方十字路口交通控制器傳送來的車道流出的車輛數(shù)、平均車速計算到達本十字路口時間，得出等候放行的車輛數(shù)，同時將其每部車輛的遮擋時間和間隙時間相加，其間隙時間取相同值2-4秒，得到該流向車道車輛的放行時間，并同時將其數(shù)據(jù)傳送給后方十字路口交通控制器，如果該流向車道綠燈亮?xí)r間即將結(jié)束時，根據(jù)前方十字路口交通控制器傳送來的數(shù)據(jù)，仍有多于5-8輛車進入該車道綠燈放行結(jié)束時間點附近，同時沖突的車流向車道沒有車輛等候，則綠燈亮?xí)r間延遲10-30秒，綠燈時間越長，通過的車輛數(shù)越多，綠燈時間占有率反映了路口的車輛通行能力，即應(yīng)滿足一個車流向的車輛通行需求越大，分配給它的綠燈時間越長，由于本方案通行車輛數(shù)總和多于等候車輛數(shù)，因此大大縮短了車輛延誤時間。
[0009]紅外對射裝置由紅外發(fā)射機、紅外接收機組成，但其紅外光束需通過分別置于收、發(fā)端的光學(xué)透鏡聚焦將紅外光束聚焦成較細的平行光束，以使紅外光的能量能夠集中傳送。紅外二極管在單片機控制下發(fā)射的紅外光束掃描脈沖信號，該信號的每一周期由兩個寬脈沖和兩個窄脈沖組成，每一周期結(jié)尾發(fā)一個寬的低電平脈沖，當用寬脈沖表示數(shù)字“1”，窄脈沖表示數(shù)字“O”則容易用4種不同的排列組合，例如1010、0110、0101、1100等，識別4條車道上的紅外光束掃描脈沖信號，單片機采用中斷或查詢方式接收紅外光束掃描脈沖信號，紅外接收機中紅外傳感器接收時，通過單片機對其所發(fā)送和其所接收的紅外光束掃描脈沖信號進行比較識別，提取該頻率的可信脈沖信號，有效排除外界干擾。平時單片機不斷接收各車道流出口處紅外對射裝置中紅外二極管發(fā)出的紅外光束掃描脈沖信號，如果某車道在綠燈亮?xí)r間紅外傳感器持續(xù)15-30秒接收不到紅外光束掃描脈沖信號，即發(fā)出報警信號，系統(tǒng)轉(zhuǎn)為交通信號燈定時控制模式工作，待信號正常再恢復(fù)變時控制模式。太陽光中的紅外波段比較寬，而且特定頻率的紅外波段能量小，對紅外接收機的影響微乎其微，為了抗干擾，紅外線的功率視十字路口氣候條件盡量選擇較大數(shù)值。雖然主動式紅外對射裝置大大地降低了天氣的變化的影響，但是為了安全，紅外對射裝置中單片機不斷檢查紅外傳感器接收的紅外光束掃描脈沖信號，當發(fā)現(xiàn)15-40秒長時間不正常的紅外光束干擾信號，影響紅外對射裝置正常工作，即它不是所述的紅外光束掃描脈沖信號時，則轉(zhuǎn)為交通信號燈定時控制模式工作，待信號正常再恢復(fù)變時控制模式。
[0010]為了使各沿線十字路口交通控制器之間的車流量數(shù)據(jù)的傳遞，實現(xiàn)十字路口交通實時控制，沿線的十字路口交通控制器之間的通信是最基本要求。
[0011]本系統(tǒng)利用強大的GSM網(wǎng)絡(luò)，就可以實現(xiàn)各十字路口之間用互發(fā)短信方式通信。GSM的SMS本身具備數(shù)據(jù)傳送功能，一個消息的傳輸就構(gòu)成了一次通信，消息的傳輸總是由處于GSM外部的短消息服務(wù)中心(SMSC)進行中繼，GSM的短信息業(yè)務(wù)SMS它不用撥號即可建立連接，把要發(fā)的信息加上信宿數(shù)據(jù)發(fā)送到短信息服務(wù)中心，經(jīng)短信服務(wù)中心完成存儲后再發(fā)送給最終的信宿。所以當GSM終端即信宿沒開機時信息不會丟失。
[0012]本系統(tǒng)各十字路口均安裝有手機短信收發(fā)裝置，并通過手機短信收發(fā)裝置進