專利名稱：交通路口車輛通行控制方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交通指揮領(lǐng)域，特別是涉及一種交通路口車輛通行控制方法，以及根據(jù)該方法所設(shè)計的裝置。
背景技術(shù)：
目前，城鎮(zhèn)交叉路口紅綠燈的管理一般只按一定時間順序，機械地安排交叉路口車輛通行，在交叉路口即使沒有其他方向的穿行車輛或交叉行駛的車輛雖有足夠的避讓空間和安全距離也要受制留待，車輛密集的繁忙車道讓位于空閑車道的單一時間順序燈光信號。而鐵路道口，在列車通過時，仍由人工職守來開閉路障限制行人和車輛穿行，而無人看守的開放道口存在難以保障安全的問題和有許多需要對路面行人和車輛提示來車的各種出人口，特別是在道路拐角和出入口，車輛或行人視線不良或受阻的情況下，沒有可以及時對往來車輛和行人給予提示的信號。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種根據(jù)路面車輛運行的現(xiàn)勢情況數(shù)據(jù)，綜合時間、空間和運動等多種關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，運用自動控制程序，進行系統(tǒng)科學(xué)的邏輯處理和數(shù)學(xué)運算，指揮交通流向的交通路口車輛通行控制方法。
本發(fā)明的另一個目的就是提供一種根據(jù)路面車輛運行的現(xiàn)勢情況數(shù)據(jù)，合理指揮交通流向的交通路口車輛通行控制裝置。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是本發(fā)明是一種交通路口車輛通行控制方法，該方法為(1)在車輛經(jīng)過的交叉路口的各路段上分別安裝多個車輛探測單元，并使該車輛探測單元向路面發(fā)出探測信號；(2)將各探測單元受來往車輛遮蓋所形成回波信號進行數(shù)字化處理后發(fā)送到控制單元；(3)控制單元將所獲取的數(shù)字化回波信號與內(nèi)設(shè)的決策模式進行比較，驅(qū)動具備可以接受計算機程序控制的相關(guān)交通設(shè)施和設(shè)備來執(zhí)行通、斷等具體指令。
本發(fā)明為此設(shè)計了交通路口車輛通行控制裝置，該裝置包括多組探測傳感器、自動控制器和外圍設(shè)備；所述的多組探測傳感器發(fā)出短脈沖聲波信號，所產(chǎn)生的回波信號再由傳感器接收，通過計算發(fā)送和接收時間間隔，轉(zhuǎn)換為障礙物距離信號，并驅(qū)動輸出端口輸出高電位負脈沖數(shù)字信號，該高電位負脈沖數(shù)字信號送往自動控制器，自動控制器對數(shù)字信號進行處理后控制外圍設(shè)備動作。
所述的自動控制器包括數(shù)據(jù)采集電路、數(shù)據(jù)處理電路、信號控制電路、數(shù)據(jù)發(fā)送電路；所述的數(shù)據(jù)采集電路采集探測傳感器傳來的高電位負脈沖數(shù)字信號并將該高電位拉低成適合數(shù)據(jù)處理電路的數(shù)字信號，數(shù)據(jù)處理電路再通過信號控制電路發(fā)出選通信號，輪流選中某個輸入端口，并把該端口數(shù)據(jù)讀入數(shù)據(jù)處理電路處理，以約定的格式通過數(shù)據(jù)發(fā)送電路發(fā)送給電腦作進一步的處理，完成數(shù)據(jù)的采集、處理。
所述的探測傳感器為超聲波傳感器。
本發(fā)明還包括復(fù)位電路和電源電路。
所述的數(shù)據(jù)處理電路采用8051單片機。
所述的8051單片機的通過引腳32-40連接數(shù)據(jù)采集電路的數(shù)據(jù)線，引腳21-24連接信號控制電路，引腳18-20連接晶振電路，引腳10連接數(shù)據(jù)發(fā)送電路，引腳9連接復(fù)位電路。
采用上述方案后，由于本發(fā)明利用埋設(shè)和安裝全天侯的多探頭探測傳感器，在車輛經(jīng)過探測傳感器的有效控制路線時，特定區(qū)位的探測點發(fā)出的聲光波受到往來車輛底部的遮蓋形成回波信號，經(jīng)過將各個有線連接的探測點的回波信號進行多項特殊技術(shù)處理和數(shù)字化后，把信息發(fā)送到控制器，控制器通過自動識別、計算、分析、比較各個探測點的現(xiàn)勢實時數(shù)據(jù)，依據(jù)一定的規(guī)則作出決策，驅(qū)動具備可以接受計算機程序控制的相關(guān)交通設(shè)施和設(shè)備來執(zhí)行具體指令，從而可更加科學(xué)系統(tǒng)控制指揮、調(diào)度和組織交通調(diào)度，實現(xiàn)對路面交通的智能控制。
與現(xiàn)有的技術(shù)比較，本發(fā)明的優(yōu)點是(1)現(xiàn)有技術(shù)不能獲取城鎮(zhèn)交叉路口各行車路面和相關(guān)車道的車輛運行實時數(shù)據(jù)，一般只能局限于按一定時間順序的燈光信號，機械地安排交叉路口各車道車輛分流。本發(fā)明是以路況和路面車輛運行的現(xiàn)勢情況數(shù)據(jù)為依據(jù)，自動控制指揮道口交通的新技術(shù)，可以更加快速。科學(xué)有序地組織交叉路口各車道車輛分流。
(2)現(xiàn)有鐵路沿線和城鄉(xiāng)道路相對重要的道口仍由人工職守，根據(jù)列車的到來和離去時間開閉路障，技術(shù)落后。而一般性的無人看守的道口，還難以保障人車安全的問題。本發(fā)明是以能夠表達列車到來和通過的現(xiàn)勢情況數(shù)據(jù)，自動控制路障開閉系統(tǒng)完成對道口的封閉和開放，可以完全實現(xiàn)鐵路沿線道口的全部自動化開閉和無人職守。
(3)現(xiàn)有的城鄉(xiāng)道路拐角、地下停車場、加油站點和工業(yè)廠礦出口、高速公路入口等車輛或行人通視不良的位置，尚沒有可以自動及時對往來車輛，行人給予提示的聲光信號系統(tǒng)，本發(fā)明可以自動、準確、及時地向行人和往來車輛發(fā)出聲光提示表達信息，可以有效地消除這一區(qū)域或路段行人和行車的安全隱患。
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。


圖1是本發(fā)明控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明自動控制器的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本發(fā)明自動控制器的電路圖；圖4是本發(fā)明控制裝置的第一個實施例；圖5是本發(fā)明控制裝置的第二個實施例；圖6是本發(fā)明控制裝置的第三個實施例。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明是一種交通路口車輛通行控制方法，其方法為(1)在車輛經(jīng)過的交叉路口的各路段上分別安裝多個車輛探測單元(如探測傳感器1)，并使該車輛探測單元向路面發(fā)出探測信號；(2)將各探測單元受來往車輛遮蓋所形成回波信號進行數(shù)字化處理和特殊處理后發(fā)送到控制單元(如自動控制器2)；(3)控制單元將所獲取的數(shù)字化回波信號與內(nèi)設(shè)的決策模式進行比較，驅(qū)動具備可以接受計算機程序控制的相關(guān)交通設(shè)施和設(shè)備來執(zhí)行通、斷等具體指令，實現(xiàn)對路面交通的智能控制。
如圖4所示，是本發(fā)明的第一個實施例。在城鄉(xiāng)需要接受紅綠燈調(diào)度指揮的丁字或十字交叉各方向路口約10米至30米路段距離內(nèi)右半幅路面(執(zhí)行左行規(guī)則的國家和地區(qū)反之)的各個標明行進方向的車道路面中間，定點按一定間距編碼埋設(shè)和連接一定數(shù)量探測傳感器1，當車輛經(jīng)過有相應(yīng)指示方向的車道時，該車道工作中的傳感器1就可以接收到由車輛底盤的回波信號，對全部需要接受燈光調(diào)度信號指揮的車道進行多路全方位探測，即可獲取一定時間內(nèi)相關(guān)車道車輛運行的全部動態(tài)實時信息數(shù)據(jù)。自動控制器2根據(jù)這些導(dǎo)回的信息數(shù)據(jù)，參照不同路口的實際路況。交通設(shè)施和設(shè)備的相關(guān)參數(shù)指標以及管理部門的具體要求進行補充、修改和設(shè)計，依時間、空間和運動的基本規(guī)律完成數(shù)據(jù)的整理、邏輯處理和數(shù)學(xué)運算。根據(jù)處理的結(jié)果驅(qū)動不同類型的交通指揮燈光指示體系顯示完成具體指令，實現(xiàn)實時根據(jù)各車道路面實際情況進行科學(xué)系統(tǒng)控制指揮、調(diào)度和組織的現(xiàn)代智能化交通管理的模式。圖中20為信號燈。
如圖5所示，是本發(fā)明的第二個應(yīng)用實施例。在鐵路和城鄉(xiāng)道路交叉道口兩端，能夠有足夠時間封閉道口的安全距離的遠端和道口足以表達列車10完全通過的近端道口鐵軌間，按一定間距分組編碼安裝和連接一定數(shù)量探測傳感器1，當列車10經(jīng)過遠端路段時，工作中的傳感器1就可以接收到由車廂底部傳回的強反射波信號，通過自動控制器2，驅(qū)動鐵路道口可以接受計算機程序控制的路障開閉系統(tǒng)自動完成對道口的封閉；同時在列車10通過近端路段后，自動開放道口，實現(xiàn)沿線鐵路道口的全部自動化開閉和無人職守。
如圖6所示，是本發(fā)明的第三個應(yīng)用實施例。在城鄉(xiāng)道路和公路兩側(cè)的加油站點出口、工業(yè)廠礦門口、高速公路人口等需要對過往于主干路面的行人和車輛提示側(cè)向來車的各種交接口路面上，利用在提前距離的必經(jīng)路面上埋設(shè)探測傳感器1，獲取車輛通行數(shù)據(jù)，通過自動控制器2驅(qū)動聲光設(shè)備，及時向行人和往來車輛發(fā)出聲光提示，并能在車輛通過后立刻停止提示，以實現(xiàn)提升城鄉(xiāng)道路的行人和行車安全系數(shù)。圖中20為信號燈。
本發(fā)明還可以在地鐵站點軌道中間安裝探測傳感器和自動控制器，使之能夠自動根據(jù)到站地鐵列車的?？繒r間，編制出相應(yīng)的應(yīng)用程序，驅(qū)動站臺上的相關(guān)調(diào)節(jié)分流裝置對上、下地鐵列車的乘客進行管理?；蛟谕＼噲鲕囕v的停泊位置安裝探測傳感器，通過自動控制器，對停車場全部車輛的停泊時間進行自動計時收費等許多公共管理領(lǐng)域方面提供系統(tǒng)的技術(shù)支持。具有科學(xué)性和穩(wěn)定性、完整性及系統(tǒng)性、實用性與可延擴性，因而有著廣闊的產(chǎn)業(yè)化前景。
如圖1所示，本發(fā)明的控制裝置包括多組超聲波傳感器1(即探測單元)、自動控制器2和外圍設(shè)備3。所述的多組超聲波傳感器1發(fā)出短脈沖聲波信號，遇到障礙物產(chǎn)生回波信號，所產(chǎn)生的回波信號再由超聲波傳感器1接收，超聲波傳感器1通過計算發(fā)送和接收時間間隔，轉(zhuǎn)換為障礙物距離信號，并驅(qū)動輸出端口輸出高電位負脈沖數(shù)字信號，該高電位負脈沖數(shù)字信號被送往自動控制器2，自動控制器2對數(shù)字信號進行處理后控制外圍設(shè)備動作。
如圖2所示，所述的自動控制器2包括數(shù)據(jù)采集電路21、數(shù)據(jù)處理電路22、信號控制電路23、數(shù)據(jù)發(fā)送電路24、復(fù)位電路25、電源電路26和電腦27。
所述的數(shù)據(jù)采集電路21采集超聲波傳感器1傳來的高電位負脈沖數(shù)字信號，并將該高電位進行電平轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)輸入緩沖驅(qū)動，拉低成5v信號，成為適合數(shù)據(jù)處理電路21的數(shù)字信號，傳送給數(shù)據(jù)處理電路21；數(shù)據(jù)處理電路21再通過信號控制電路23發(fā)出選通信號，輪流選中某個輸入端口，并把該端口數(shù)據(jù)讀入數(shù)據(jù)處理電路22處理，以約定的格式通過數(shù)據(jù)發(fā)送電路24發(fā)送給電腦27作進一步的處理，完成數(shù)據(jù)的存儲、顯示、處理，控制外部設(shè)備。
所述的電源電路提供工作電壓5v和12v。
所述的復(fù)位電路25提供上電自動復(fù)位和人工復(fù)位。
信號控制電路23采用74LS138芯片，其作用是數(shù)據(jù)處理電路22給每一個輸入端口分配一個地址，每10毫秒發(fā)出一個選通地址信號，輪流選中每一個采集電路輸入端口，并使其它地址端口斷開，讓數(shù)據(jù)處理電路22只讀取該組探頭的數(shù)據(jù)。
如圖3所示，所述的數(shù)據(jù)處理電路22采用8051單片機22，該單片機22通過引腳32-40連接數(shù)據(jù)采集電路21的數(shù)據(jù)線，引腳21-24連接信號控制電路，引腳18-20連接提供時鐘信號的晶振電路，引腳10連接數(shù)據(jù)發(fā)送電路24(采用MAX232芯片)，引腳9連接復(fù)位電路。
所述的數(shù)據(jù)采集電路21具有多路采集功能，在單片機22控制下可擴充為128路。圖3中畫出了4路相對獨立的數(shù)據(jù)采集模塊，每一路包含一個集成塊74LS244、一個輸入端口和兩排電阻。電阻具有信號隔離和緩沖作用，集成塊對信號輸入起開關(guān)作用和電平轉(zhuǎn)換作用。
權(quán)利要求
1.一種交通路口車輛通行控制方法，其特征在于(1)在車輛經(jīng)過的交叉路口的各路段上分別安裝多個車輛探測單元，并使該車輛探測單元向路面發(fā)出探測信號；(2)將各探測單元受來往車輛遮蓋所形成回波信號進行數(shù)字化處理后發(fā)送到控制單元；(3)控制單元將所獲取的數(shù)字化回波信號與內(nèi)設(shè)的決策模式進行比較，驅(qū)動具備可以接受計算機程序控制的相關(guān)交通設(shè)施和設(shè)備來執(zhí)行通、斷等具體指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通路口車輛通行控制方法所設(shè)計的控制裝置，其特征在于它包括多組探測傳感器、自動控制器和外圍設(shè)備；所述的多組探測傳感器發(fā)出短脈沖聲波信號，所產(chǎn)生的回波信號再由傳感器接收，通過計算發(fā)送和接收時間間隔，轉(zhuǎn)換為障礙物距離信號，并驅(qū)動輸出端口輸出高電位負脈沖數(shù)字信號，該高電位負脈沖數(shù)字信號送往自動控制器，自動控制器對數(shù)字信號進行處理后控制外圍設(shè)備動作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置，其特征在于所述的自動控制器包括數(shù)據(jù)采集電路、數(shù)據(jù)處理電路、信號控制電路、數(shù)據(jù)發(fā)送電路；所述的數(shù)據(jù)采集電路采集探測傳感器傳來的高電位負脈沖數(shù)字信號并將該高電位拉低成適合數(shù)據(jù)處理電路的數(shù)字信號，數(shù)據(jù)處理電路再通過信號控制電路發(fā)出選通信號，輪流選中某個輸入端口，并把該端口數(shù)據(jù)讀入數(shù)據(jù)處理電路處理，以約定的格式通過數(shù)據(jù)發(fā)送電路發(fā)送給電腦作進一步的處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的交通路口車輛通行控制方法所設(shè)計的控制裝置，其特征在于所述的探測傳感器為超聲波傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征在于它還包括復(fù)位電路和電源電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征在于所述的數(shù)據(jù)處理電路采用8051單片機。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制裝置，其特征在于所述的8051單片機的通過引腳32-40連接數(shù)據(jù)采集電路的數(shù)據(jù)線，引腳21-24連接信號控制電路，引腳18-20連接晶振電路，引腳10連接數(shù)據(jù)發(fā)送電路，引腳9連接復(fù)位電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種交通路口車輛通行控制方法及其控制裝置，包括多組探測傳感器、自動控制器和外圍設(shè)備。由于本發(fā)明利用埋設(shè)和安裝全天侯的多探頭探測傳感器，在車輛經(jīng)過探測傳感器的有效控制路線時，特定區(qū)位的探測點發(fā)出的聲光波受到往來車輛底部的遮蓋形成回波信號，經(jīng)過將各個有線連接的探測點的回波信號進行多項特殊技術(shù)處理和數(shù)字化后，把信息發(fā)送到控制器，控制器通過自動識別、計算、分析、比較各個探測點的現(xiàn)勢實時數(shù)據(jù)，依據(jù)一定的規(guī)則作出決策，驅(qū)動具備可以接受計算機程序控制的相關(guān)交通設(shè)施和設(shè)備來執(zhí)行具體指令，從而可更加科學(xué)系統(tǒng)控制指揮、調(diào)度和組織交通調(diào)度，實現(xiàn)對路面交通的智能控制。
文檔編號G08G1/00GK1560811SQ20041001552
公開日2005年1月5日 申請日期2004年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月25日
發(fā)明者洪路, 洪 路 申請人:洪路, 洪 路