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CN1101580C - 城市道路平交道口交通管理系统 - Google Patents

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Abstract

城市道路平交道口交通管理系统，由控制装置和信号装置构成，信号装置包括指挥信号灯和在该信号灯指挥下停车的指挥信号停车线III，信号灯位于被控道口上，停车线III位于被控路面人行横道线之后，其特征是在被控道路上，自道口起由近而远纵深设置与信号灯同步工作的编组灯II和编组灯I；在被控路面上，自停车线III起，由近而远纵深设置在编组灯II指挥下停车的编组停车线II和在编组灯I指挥下停车的编组停车线I；所述信号灯及编组灯II、编组灯I均具有左转←、直行↑和右转→三种标志信号。本发明可极大地提高道口工作效率，减少交通堵塞。其投资小、效果显著。

Description

城市道路平交道口交通管理系统
本发明涉及交通管理系统。更具体地说，是一种应用在城市道路平交道口的交通管理系统，由控制装置和信号装置构成，所述信号装置包括具有左转、直行和右转三种标志信号的指挥信号灯，对应设置的指挥信号停加车线位于被控道口上。
长期以来，城市道路平交道口交通管理系统绝大多数是在道口上独立装置直行指挥信号灯，各种行进方向的车辆无规则地随机进入道口，等待通行绿灯。一旦直行绿灯闪亮，各车辆根据交通警察的指挥，或直行或转弯，这种管理系统由于不给出转向信号，因此无法脱离交通警察的手势指挥。无论严寒酷暑，交通警察都要坚持在“三尺平台”上，这是一项艰辛的工作。
为了提高管理的自动化程度，已有一些地区采用一种新型的信号装置，该装置具有左转←、直行↑和右转→三种标志信号，能实现直行和转弯全方位上的灯信号指挥。
但是，不论是全方位上的灯信号指挥，还是辅以交警手势的半自动指挥，存在的共同问题是，由于各行进方向的车辆在进入道口时的随机性，使车辆在道口中排列无序，不同行进方向的车辆相互混杂，造成阻挡，高峰期间，这种相互间的阻挡严重影响了道口上的通行速度，使道口工作效率受到极大限制。
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，提供一种新型的城市道路平交道口交通管理系统，以便于提高道口的工作效率，减少交通堵塞。
本发明的目的通过如下技术方案实现。
本发明由控制装置和信号装置构成，所述信号装置包括指挥信号灯和在该信号灯指挥下停车的指挥信号停车线III，其中，信号灯位于被控道口上，停车线III位于被控路面人行横道线之后。
本发明的特点是在被控道路上，自道口起由近而远纵深设置与信号灯同步工作的编组灯II和编组灯I；在被控路面上，自停车线III起，由近而远纵深设置在编组灯III指挥下停车的编组停车线II和在编组灯I指挥下停车的编组停车线1；所述信号灯及编组灯II、编组灯I均具有左转←、直行↑和右转→三种标志信号。
与已有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明是将原有的道口交通指挥由“点”(道口上)扩大到“面”(道口及道口附近的路面)。在编组信号灯的指挥下，车辆在未到达道口时，便预先按照行进方向有序排列。这样，可大大减少进入道口后的不同行进方向车辆相互之间的阻挡，缩短在道口中的滞留时间，可有效地提高道口的工作效率，是改善现有道口交通堵塞状况的有效途径。利用本发明进行编组的车辆，在六车道上可同时三进三出，在四车道上也可二进二出，是已有技术管理系统下道口通过能力的两倍以上。
2、本发明可应用于各种形式的城市平交道口，不受路况影响，快车道3-8车道均可编组，无需改造道路，其投资小、收益大。
图1为本发明信号装置排布示意图。
图2为本发明系统方框图。
图3为本发明控制装置主控电路原理图。
图4为本发明控制装置通用型译码电路原理图。
图5为本发明信号装置电路原理图。
图6为本发明模拟显示电路原理图。
以下通过实施例，结合附图对本发明作进一步描述。
实施例：
图1所示为一东西向与南北向两条道路交叉道口示意，东西向为六车道路面，南北向为四车道路面。图中示出，在自南向北的道口及路面上，分别设置指挥信号灯3、编组灯II2和编组灯I1，对应设置的的是停车线III6、编组停车线II5和编组停车线I4。其中，停车线III6距人行横道线7为20M，此间为起动、提速区；停车线III6沿路面向南纵深80M为停车线II5，此间为编组区II；停车线II5沿路面向南纵深100M为停车线I4，此间为编组区I；停车线I4沿路面向南纵深即为准备区。
此外，车道划分情况为：
准备区，左侧车道标记←↑，右侧车道标记→。
编组区I，左侧车道标记←，右侧车道标记↑→。
编组区II，左侧车道标记←↑→，右侧车道标记←↑→。
本实施例中，各编组灯和指挥信号灯都具有左转←、直行↑和右转→三个行驶方向信号，各方的红、黄、绿状态在同一显示器上变色彩完成。这种结构设置较之一灯一色状态晃示更为清晰，并且可节约大量器件。
编组运行方式如下：
在分道标记及编组信号灯指示下：
1、处在准备区中的车辆，右转者驶入右侧车道，左转与直行者入左侧车道。
2、右转者停在右侧车道停车线I外，左转者从左侧车道越过停车线I后直驶越过停车线II，进入编组区II，分左、右车道等待在停车线III外，其后的车辆在编组灯II←变红时，等待在停车线II外。直行者从左侧车道越过停车线I后，驶入右侧车道，在↑红灯状态下停留在停车线II以外。
3、已分为左、右双道停留的左转车辆在指挥信号灯←绿时，双路行驶越过停车线III进入提速区，穿过人行横道线左转通行。
等待在停车线II外的直行车辆在编组灯II↑绿灯下，尾随左转在编组区II分左、右双道待通行。
等待在停车线I外的右转车辆在编组灯I→绿时，由右侧车道越过停车线I，之后，在编组灯II→绿时，从右侧车道越过停车线II，进入编组区II，分左、右双道待通行。
当编组灯I→绿时，编组灯I之←↑变红，未通过停车线I的左转、直行车辆停留在左车道停车线I以外，让右转车辆通行。
道口通行方式如下：
1、道口指挥信号灯依照先左转，后直行，再右转运行方式工作。
2、当南北向执行左转时，东西向同时执行右转，反之亦然。直行车辆为南北(或东西)相对行驶。
循环周期：
以信号指挥灯的工作周期为一个循环周期T。
编组灯I左转、直行绿状态时间为2/3T+3S(驾驶员反应期，起步到提速)。
编组灯I右转绿状态为1/3T+3S。
编组灯II左、直、右绿状态分别为1/3T+3S。
指挥信号灯左、直、右绿状态分别为1/4T+6S。
参见图2，本系统采用单片机为主控器，充分利用该单片机的高集成度、性能稳定之特点，组合成为一个多处理器的多机通信系统。单片机作为主机，发出连续的8位码(分为地址和数据码)，由串行口输出波特率9600bit/s，通过信号放大电路使8位码输送到各组译码器中，译码器亦由单片机操作，当准确的数码被接收后，经外理驱动各组控制开关，进而控制相应信号灯组的启闭，达到指挥编组之目的。
参见图3，控制装置采用单片机IC1 89C2051构成的主控电路，单片机IC1的端口P1.0-P17、P3.0、P3.2和P3.4经接口LJ1 12PIN读取键盘信号，在其端口P3.1输出串行地址和数据，经光耦10 4N38、三极管P1放大后，在插头D5发出，并由端口P35、P37经接口LJ2 4PIN发出模拟显示数据和移位脉冲信号。
如图3所示，在主控电路中，由整流器件D6、ID7、D8、D9、电阻R8以及三端稳压器3T3构成的5V供电路，由电阻R6、R9、二极管D4以及运放IC2：A、IC2：B组成复位RST电路。电池组B1、电阻R1以及电容C4和E3构成备用电源电路。
主控电路接通电源后，直接复位至初始状态，然后依据键盘键入的工作状态执行控制。
参见图4，在每组编组信号灯与所述主控电路之间，设置通用型译码电路，该译码电路由单片机4IC1和排开关4IC3构成，由接口4LJ1 16PIN端脚13、12输入的控制信号经光耦11、运放4IC2：A接至单片机4IC1端口4P3.0，单片机4IC1在端口4P1.5-4P1.7、4P3.1-4P35输出执行信号；
本实施例中，译码器设计成通用型，每个译码电路板可同时控制九个控制开关，这样，可大大节约成本。译码器在每次接收一组串行码、变换成对应的二进制码后，与已通过排开关IC3设置的地址码进行比较，再在对应的输出线输出“0”电平，送到控制开关，此时，未被控制端仍为“1”电平。
参见图5，信号装置采用由光电耦合器01-09和双向可控硅T1-T9构成的控制开关。
在相应译码器送来的低电平控制信号作用下，接通220V交流电源，由于采用可控硅，其控制速度快、使用寿命长。本实施例中，将九组控制开关制作在一块线路板上，增大了集成度，不仅节约了成本，而且维修、更换方便。220V交流电从二线输入后，分成九路送到相应的信号灯上，实现了强电弱电的结构分离，安全性和可靠性得以较大提高。
参见图6，本实施例中，设置模拟显示电路，由串-并变换电路74LS164构成，模拟显示灯由共阳发光二极管组成，控制信号经接口6LJ1 4PIN之4脚输入，接至串-并变换电路的串入端，接口6LJ1 4PIN之3脚引入移位脉冲，发光二极管控制电路为164移位数据电路。
本系统在正常情况下，以设定的程序维持工作，其间，可用手动操作改变工作状态。一旦需要恢复，按动复位键，即可回到原设定程序。
本系统中的模拟显示电路可独立使用，利用其模拟显示板进行演示，作为交警业务培训、熟悉操作之用。

Claims (3)

1、城市道路平交道口交通管理系统，由控制装置和信号装置构成，所述信号装置包括指挥信号灯(3)和在该信号灯(3)指挥下停车的指挥信号停车线III(6)，其中，信号灯(3)位于被控道口上，停车线III(6)位于被控路面人行横道线之后，其特征在于，在被控道路上，自道口起由近而远纵深设置与信号灯(3)同步工作的编组灯II(2)和编组灯I(1)；在被控路面上，自停车线III(6)起，由近而远纵深设置在编组灯II(2)指挥下停车的编组停车线II(5)和在编组灯I(1)指挥下停车的编组停车线1(4)；所述信号灯(3)及编组灯II(2)、编组灯I(1)均具有左转←、直行↑和右转→三种标志信号。
2、根据权利要求1所述的城市道路平交道口交通管理系统，其特征是：
a、所述控制装置采用由单片机(IC1 89C2051)构成的主控电路，所述单片机(IC1)，其端口(P1.0-P17、P3.0、P3.2和P3.4)经接口(LJ1 12PIN)读取键盘信号，在其端口(P3.1)输出串行地址和数据，经光耦(10 4N38)、三极管(P1)放大后，在插头(D5)发出，并由端口(P35、P37)经接口(LJ24PIN)发出模拟显示数据和移位脉冲信号；
b、在每组编组信号灯与所述主控电路之间，设置通用型译码电路，该译码电路由单片机(4IC1)和排开关(4IC3)构成，由接口(4LJ1 16PIN)端脚(13、12)输入的控制信号经光耦(11)、运放(4IC2：A)接至单片机(4IC1)端口(4P3.0)，单片机(4IC1)在端口(4P1.5-.4P1.7、4P3.1-4P3.5)输出执行信号；
c、所述信号装置采用由光电耦合器(01-09)和双向可控硅(T1-T9)构成的控制开关。
3、根据权利要求2所述的城市道路平交道口交通管理系统，其特征在于设置模拟显示电路，由串-并变换电路(74LS164)构成，模拟显示灯由共阳发光二极管组成，控制信号经接口(6LJ1 4PIN)之4脚输入，接至串-并变换电路的串入端，接口(6LJ1 4PIN)(3脚)引入移位脉冲，发光二极管控制电路为(164)移位数据电路。
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