一種模塊化交通信息與控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種模塊化交通信息與控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，屬于交通信息與控制領(lǐng)域，由功能展示層、路面層、路基層及設(shè)備艙4部分組成。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由積木式模塊組合而成，各模塊可自由組合移動(dòng)，形成立體式城市道路模型。每個(gè)積木模塊中的功能展示層、路面層、路基層與設(shè)備艙可控制升降，支持維修處理。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)支持交通標(biāo)志、標(biāo)線施畫(huà)，支持路側(cè)景觀的放置，支持微縮信號(hào)燈，信號(hào)控制機(jī)，微縮交通信息檢測(cè)設(shè)備的安裝和實(shí)施。支持自主行駛車(chē)輛模型。本發(fā)明是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)信息采集系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)以及信號(hào)控制與仿真系統(tǒng)的基礎(chǔ)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種模塊化交通信息與控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模塊化交通信息與控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，是一種交通信息與控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)平臺(tái)，屬于交通信息與控制領(lǐng)域，主要是為交通工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)交通信息與控制相關(guān)課程以及跨專(zhuān)業(yè)的學(xué)生合作實(shí)踐活動(dòng)而開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)平臺(tái)，同時(shí)也作為交通信息與控制技術(shù)的測(cè)試平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]交通信息與控制技術(shù)作為智能交通系統(tǒng)的核心技術(shù)，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于城市交通的各個(gè)領(lǐng)域，其中包括:交通信息采集、交通信息傳輸、交通信號(hào)控制、交通仿真、智能車(chē)輛等。交通行業(yè)的相關(guān)單位對(duì)交通信息與控制專(zhuān)業(yè)的人才提出了迫切需求。為應(yīng)對(duì)人才培養(yǎng)和人才市場(chǎng)的需求，目前交通工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了有關(guān)交通信息與控制的一系列課程。其目的在于為交通管理與控制、智能運(yùn)輸系統(tǒng)等交通工程專(zhuān)業(yè)課程奠定理論基礎(chǔ)，期望通過(guò)課程的開(kāi)設(shè)，讓學(xué)生掌握交通信息與控制領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)，增強(qiáng)交通工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的社會(huì)適應(yīng)性，更好地滿(mǎn)足現(xiàn)代交通對(duì)于人才的需求。
[0003]但由于此類(lèi)課程的跨專(zhuān)業(yè)以及學(xué)科交叉的特點(diǎn)，對(duì)于課堂教學(xué)以及實(shí)踐教學(xué)均提出了挑戰(zhàn)，其難點(diǎn)在于教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)平臺(tái)的缺乏。因此，為了提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，交通工程專(zhuān)業(yè)籌建交通信息與控制實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室依托于《交通電子技術(shù)》、《交通信息與控制技術(shù)基礎(chǔ)》、《交通管理與控制》幾門(mén)課程，通過(guò)開(kāi)設(shè)本科生課程實(shí)驗(yàn)、本科生創(chuàng)新學(xué)分實(shí)踐課程以及跨專(zhuān)業(yè)、跨學(xué)科的自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)以學(xué)科交叉為特色的綜合應(yīng)用人才。
[0004]本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括4大部分:功能展示層、路面層、路基層及設(shè)備艙。本發(fā)明主要為各大智能交通實(shí)驗(yàn)分系統(tǒng)的搭建提供基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括“道路環(huán)境微縮系統(tǒng)”和“自主行駛車(chē)輛系統(tǒng)”。
[0005]該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為其他智能交通系統(tǒng)的搭建提供實(shí)施基礎(chǔ)，同時(shí)也作為交通信息與控制技術(shù)的測(cè)試平臺(tái)。期望能夠在全國(guó)高校中率先搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，不再是以演示和仿真技術(shù)為主，而是構(gòu)建功能性的可操作實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，為學(xué)生提供動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為滿(mǎn)足上述需求，提出了一種交通信息與控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，將城市實(shí)際道路環(huán)境中的交通元素微縮移植至實(shí)驗(yàn)室，為交通采集系統(tǒng)、交通信息傳輸系統(tǒng)以及交通控制與仿真評(píng)估系統(tǒng)的搭建提供基礎(chǔ)平臺(tái)。
[0007]本發(fā)明的主要技術(shù)方案如下:
[0008]一種交通信息與控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其包括有功能展示層、路面層、路基層、設(shè)備艙；
[0009]所述功能展示層，為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上安裝的各類(lèi)微縮的信號(hào)控制設(shè)備，位于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)最上層，用于道路設(shè)施功能的微縮實(shí)驗(yàn)及展示；設(shè)置有安裝微縮的道路車(chē)輛信號(hào)燈、行人信號(hào)燈、道路標(biāo)志牌和路燈的插口 ；設(shè)置有放置城市道路周?chē)坝^的插口，所述的城市道路周?chē)坝^包括樓房模型、樹(shù)木模型；設(shè)置有放置自動(dòng)行駛的車(chē)輛模型的位置；
[0010]所述路面層，為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上可重復(fù)擦洗繪制的路面面板，放置于功能展示層下，路基層上，通過(guò)功能展示層的管狀支柱和螺絲與路基層固定，是為學(xué)生提供可自主繪制道路線形和道路標(biāo)線實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)設(shè)備；
[0011]所述路基層，為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上支撐路面層的支撐面板結(jié)構(gòu)，是功能展示層中設(shè)備固定基礎(chǔ)；其上可打孔，用于安裝固定功能展示層中的設(shè)備，固定路面層，以及安裝道路信息檢測(cè)設(shè)備，包括檢測(cè)線圈，以及鋪設(shè)自動(dòng)車(chē)行駛軌道；
[0012]所述設(shè)備艙，為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)內(nèi)部中空部分，其內(nèi)含的升降機(jī)以及平臺(tái)外殼是上述功能展示層、路面層、路基層的支撐構(gòu)件；設(shè)備艙空間較大，為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供巨大空間，放置交通信號(hào)控制機(jī)以及供電設(shè)備、控制設(shè)備、信號(hào)轉(zhuǎn)換設(shè)備、可插拔面板；內(nèi)含升降機(jī)，固定在設(shè)備艙底部及路基層底部，可支撐路基層、路面層及功能展示層上升，便于維修，便于查看實(shí)驗(yàn)平臺(tái)內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)實(shí)施，便于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以及擴(kuò)展功能的添加；
[0013]所述功能展示層中的車(chē)輛信號(hào)燈、行人信號(hào)、路燈，固定于管狀支柱上，管狀支柱利用螺絲固定于路基層上，導(dǎo)線通過(guò)管內(nèi)空間貫穿路面層和路基層，利用可插拔接頭按順序連接到面向?qū)W生的可插拔面板；
[0014]所述功能展示層中的道路標(biāo)志牌使用打印或雕刻工藝印于標(biāo)志模型上，通過(guò)管狀支柱利用螺絲固定于路基層上；
[0015]所述功能層中包含可自動(dòng)行駛的車(chē)輛，車(chē)輛沿路基層上鋪設(shè)的自動(dòng)車(chē)軌道行駛，根據(jù)信號(hào)燈狀態(tài)停行，智能避障；
[0016]所述路基層，打孔懸掛道路信息檢測(cè)設(shè)備，包括線圈檢測(cè)器，設(shè)備通過(guò)導(dǎo)線將信號(hào)傳輸至設(shè)備艙信號(hào)接收設(shè)備；
[0017]所述路基層，鋪設(shè)自動(dòng)車(chē)行駛軌道，控制自動(dòng)車(chē)輛自主行駛；
[0018]所述設(shè)備艙，其中設(shè)置的升降機(jī)，具有無(wú)線電控制模塊，能使用遙控器控制升降機(jī)工作；
[0019]所述設(shè)備艙，其中放置的交通信號(hào)控制機(jī)，輸出道路交通信號(hào)控制信息，通過(guò)導(dǎo)線連接至面向?qū)W生的可插拔面板；學(xué)生通過(guò)導(dǎo)線連通信號(hào)控制機(jī)及信號(hào)燈，進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練；
[0020]所述設(shè)備艙，其中放置的交通信號(hào)控制機(jī)，提供車(chē)輛檢測(cè)器輸入接口，通過(guò)導(dǎo)線連接至面向?qū)W生的可插拔面板，學(xué)生通過(guò)導(dǎo)線連通道路信息檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)線圈及信號(hào)控制機(jī)檢測(cè)器輸入接口，觸發(fā)信號(hào)控制機(jī)中相關(guān)策略運(yùn)行；
[0021]所述設(shè)備艙，其中放置的信號(hào)轉(zhuǎn)換設(shè)備，接收檢測(cè)器信號(hào)觸發(fā)開(kāi)關(guān)手動(dòng)觸發(fā)的虛擬車(chē)輛檢測(cè)器觸發(fā)信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為信號(hào)機(jī)可識(shí)別信號(hào)，通過(guò)導(dǎo)線連接至面向?qū)W生的可插拔面板，學(xué)生通過(guò)導(dǎo)線連通信號(hào)轉(zhuǎn)換設(shè)備的輸出接口及信號(hào)控制機(jī)檢測(cè)器輸入接口，觸發(fā)信號(hào)控制機(jī)中相關(guān)策略運(yùn)行；
[0022]所述模塊化交通信息與控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，底部安裝有滾輪，使平臺(tái)進(jìn)行整體移動(dòng)；
[0023]所述模塊化交通信息與控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括單個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及整體實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；單個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由上述4部分組成，每個(gè)單獨(dú)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)具有獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的功能；整體實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由若干單獨(dú)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)組成，各單獨(dú)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)之間互相通信，整體實(shí)現(xiàn)線控、聯(lián)控等進(jìn)階功倉(cāng)泛;[0024]所述模塊化交通信息與控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，是開(kāi)放的平臺(tái)，其上的路基層提供擴(kuò)展的打孔位置，用于其上功能展示層安裝信息發(fā)布牌、龍門(mén)架、攝像頭、紅外檢測(cè)器道路信息檢測(cè)設(shè)備與信號(hào)控制設(shè)備；其上功能展示層提供隨時(shí)添加和刪除功能；其上路面層道路線形和標(biāo)線可被方便的擦除和繪制；設(shè)備艙提供新設(shè)備放置空間，各設(shè)備提供開(kāi)放的接口，供隨時(shí)對(duì)功能進(jìn)行擴(kuò)展；
[0025]本發(fā)明的有益效果是，發(fā)明的組合式交通信息與控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)交通信息采集、交通信息傳輸、交通信號(hào)控制與仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)建提供了基礎(chǔ)平臺(tái)，為交通工程專(zhuān)業(yè)“交通信號(hào)與控制”類(lèi)本科生提供課程實(shí)驗(yàn)以及創(chuàng)新實(shí)踐的平臺(tái)，也可為其他相關(guān)專(zhuān)業(yè)，如電子信息與控制工程、車(chē)路信息協(xié)調(diào)控制技術(shù)、交通信息采集技術(shù)、智能信號(hào)控制技術(shù)、視頻壓縮傳輸技術(shù)等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的本科生以及研究生提供實(shí)踐平臺(tái)，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新和實(shí)踐的能力。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明的模塊化交通信息與控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)示意圖
[0027]圖2為本發(fā)明的模塊化交通信息與控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中功能展示層、路基層的設(shè)備示意圖
[0028]圖中:圖3為本發(fā)明的模塊化交通信息與控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中功能展示層平面示意圖
[0029]圖中:1_功能展不層；2_路面層；3_路基層；4_設(shè)備艙；5_道路車(chē)輛彳目號(hào)燈；6-道路標(biāo)志牌；7_行人信號(hào)燈；8-路燈；9_自動(dòng)車(chē)輛模型；10_檢測(cè)線圈；11_可插拔面板；
12-信號(hào)控制機(jī)；13_信號(hào)轉(zhuǎn)換設(shè)備；14_檢測(cè)器信號(hào)觸發(fā)開(kāi)關(guān)；15_升降機(jī)；16_實(shí)驗(yàn)平臺(tái)滾輪；17_管狀支柱；18-信號(hào)燈頭；19_固定螺絲；20_路面層；21_路基層；22_路燈；23_檢測(cè)線圈；24_路面層施畫(huà)的交叉口線形；25_功能展示層設(shè)備固定孔；26-路基層線圈安裝孔，27-車(chē)輛行駛軌道。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0031]在圖1中，道路車(chē)輛信號(hào)燈5，道路標(biāo)志牌6，行人信號(hào)燈7，路燈8位于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的最上層，用于模擬城市交通路網(wǎng)；圖2為其細(xì)部示意圖，信號(hào)燈頭18固定在管狀支柱17上，管狀支柱使用螺絲19固定在路面層20和路基層21上，并貫穿路面層20和路基層21，控制信號(hào)燈頭的導(dǎo)線在管狀支柱17內(nèi)分布，向下至設(shè)備艙連接可插拔面板11，進(jìn)而連接信號(hào)控制機(jī)12、電源設(shè)備；自動(dòng)車(chē)輛模型9在路面層2上沿圖3中鋪設(shè)于路基層3的車(chē)輛行駛軌道27行駛。
[0032]在圖1中，檢測(cè)線圈10位于路面層下，懸掛于路基層3上，細(xì)部結(jié)構(gòu)如圖2所示；檢測(cè)信息通過(guò)導(dǎo)線連接至可插拔面板11;可插拔面板11提供多種可插拔接口，讓學(xué)生自主連通信號(hào)控制機(jī)12及功能展示層的各類(lèi)設(shè)備；信號(hào)轉(zhuǎn)換設(shè)備13接收檢測(cè)器信號(hào)觸發(fā)開(kāi)關(guān)14手動(dòng)觸發(fā)的虛擬檢測(cè)信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為信號(hào)控制機(jī)12可識(shí)別的信號(hào)傳入信號(hào)控制機(jī)12 ;信號(hào)控制機(jī)12提供信號(hào)交叉口處信號(hào)控制策略的燈態(tài)信息輸出并將輸出信號(hào)通過(guò)可插拔面板11傳遞給信號(hào)燈；信號(hào)控制機(jī)12通過(guò)可插拔面板11接收檢測(cè)線圈10的檢測(cè)信息，用于觸發(fā)感應(yīng)控制策略，或者通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換設(shè)備13接收檢測(cè)器信號(hào)觸發(fā)開(kāi)關(guān)14手動(dòng)觸發(fā)的檢測(cè)信息；升降機(jī)15支撐功能展示層、路面層和路基層，使得上述三層抬升，方便對(duì)設(shè)備艙內(nèi)設(shè)備的安裝、維護(hù)、實(shí)驗(yàn)實(shí)施以及功能擴(kuò)展；實(shí)驗(yàn)平臺(tái)滾輪16使得實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可自由移動(dòng)，互相組合，形成整體實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完成高級(jí)功能；
[0033]在圖3中，路面層采用可重復(fù)擦洗繪制的膠皮，通過(guò)施畫(huà)不同的道路線形、標(biāo)志標(biāo)線以及綠化隔離帶，形成不同交叉口線形24;提供多個(gè)設(shè)備固定孔25，滿(mǎn)足各種設(shè)備的安裝需要以及擴(kuò)展功能設(shè)備的安裝；路基層檢測(cè)線圈安裝孔26位于路面層下，懸掛于路基層上，提供多個(gè)位置可供多個(gè)線圈的安裝；鋪設(shè)于路面層和路基層之間的車(chē)輛行駛軌道27，控制車(chē)輛巡線自主行駛。
【權(quán)利要求】
1.一種模塊化交通信息與控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，用于交通工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)交通信息與控制相關(guān)課程以及跨專(zhuān)業(yè)學(xué)生開(kāi)展實(shí)踐活動(dòng)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)平臺(tái)，同時(shí)也作為交通信息與控制技術(shù)的測(cè)試平臺(tái)，其特征是:平臺(tái)自上而下依次設(shè)置有功能展示層、路面層、路基層及設(shè)備艙4大部分，其中功能展示層設(shè)備固定在管狀支柱上，支柱通過(guò)螺絲固定于路面層和路基層上，功能展示層電路導(dǎo)線通過(guò)管狀支柱內(nèi)的空間貫穿路面層和路基層，連接設(shè)備艙設(shè)備；路面層置于路基層上；設(shè)備艙放置實(shí)驗(yàn)設(shè)備，內(nèi)部包含的升降機(jī)支撐路基層、路面層和功能展示層升降。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化交通信息與控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征是:所包含的功能展示層安裝有信號(hào)控制設(shè)備，包括有道路車(chē)輛信號(hào)燈、行人信號(hào)燈、道路標(biāo)志牌和路燈，設(shè)置有城市道路周?chē)坝^，包括樓房模型、樹(shù)木模型，設(shè)置有自動(dòng)行駛的車(chē)輛模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化交通信息與控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征是:所包含的路面層可反復(fù)擦洗繪制道路線形、道路標(biāo)線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化交通信息與控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征是:所包含的路基層支撐上述兩層，作為其固定基座，安裝道路信息檢測(cè)設(shè)備，包括線圈檢測(cè)器，以及鋪設(shè)自動(dòng)車(chē)行駛軌道。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化交通信息與控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征是:所包含的設(shè)備艙設(shè)置有升降機(jī)，控制上述三層的升降維修，提供空間放置各類(lèi)設(shè)備，設(shè)置可插拔接口以及功能擴(kuò)展接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化交通信息與控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征是:單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)具有完整的功能展示層、路面層、路基層及設(shè)備艙，四大部分通過(guò)上述連接方式連接，完成實(shí)驗(yàn)功能；多個(gè)單獨(dú)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)通過(guò)組合放置，利用螺絲固定位置，利用導(dǎo)線連接各個(gè)試驗(yàn)平臺(tái)設(shè)備艙中的設(shè)備，聯(lián)合完成更高級(jí)實(shí)驗(yàn)功能。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化交通信息與控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征是:實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上提供的擴(kuò)展接口，擴(kuò)展設(shè)置信息發(fā)布牌、龍門(mén)架、攝像頭、紅外檢測(cè)器道路信息檢測(cè)設(shè)備與信號(hào)控制設(shè)備。
【文檔編號(hào)】G09B19/14GK103971559SQ201410147248
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月12日
【發(fā)明者】趙曉華, 李振龍, 楊旭東, 榮建, 關(guān)偉, 陳晨 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)