CN116884241A - 物联网移动式交通信号控制平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了物联网移动式交通信号控制平台，属于交通信号灯的控制平台的技术领域，包括云端控制平台和控制机，所述管理平台通过无线网络与前端的控制机进行联网，所述控制机用于对灯组进行控制；所述管理平台能够对所述控制机进行配时修改、手动控制和查看所述控制机的实时运行状态；所述控制机包括处理器、输出接口和卫星校时器；所述处理器能够对所述灯组的状态进行智能冲突、故障检测；所述输出接口包括：信号灯组输出接口、标准RS‑485接口和标准RJ‑45接口；卫星校时器用于从卫星上获取标准的时间信号，对所述控制机的时钟进行同步。本发明能够将移动式交通信号纳入物联网进行控制。

Description

物联网移动式交通信号控制平台

技术领域

本发明是属于数据交通信号灯的控制平台的技术领域，特别是关于物联网移动式交通信号控制平台。

背景技术

移动式交通信号灯是一种可移动、可升降的太阳能供电的交通信号灯，其内置锂电池或铅酸电池，通过太阳能充电，信号灯采用LED发光二极管，可以实现多时段、多阶段、多方案的控制方式。

移动式交通信号灯在城市修路、道路改造以及原有信号灯故障时被大量使用，是城市交通信号控制体系里不可或缺的部分。

但是，移动式交通信号灯大都是临时性使用的，时间短的可能使用一、二周，长的可能使用二、三个月，所以移动式交通信号灯在使用中暴露的缺陷往往被管理者所忽略，其存在以下问题：

1、移动式交通信号灯基本上都放在路口的中间，且在一个路口的时间不定，所以采用有线联网是不现实的。

2、由于移动式交通信号灯不能联网，无法在中心进行配时调整和手动控制，遇到情况就要派人到路口去人工调试、控制。

3、移动式交通信号灯的供电电池因太阳光照的强弱而影响电池电量，同时电池由于使用时间的延长其供电效率会出现下降，使用过程中信号灯可能会在任意时间内出现电量耗尽而“黑灯”，这种“黑灯”若出现在夜晚是非常危险的。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供物联网移动式交通信号控制平台，其能够将移动式交通信号纳入物联网进行控制。

为实现上述目的，本发明提供了物联网移动式交通信号控制平台，包括云端控制平台和控制机，所述管理平台通过无线网络与前端的控制机进行联网，所述控制机用于对灯组进行控制；所述管理平台能够对所述控制机进行配时修改、手动控制和查看所述控制机的实时运行状态；

所述控制机包括处理器、输出接口和卫星校时器；所述处理器能够对所述灯组的状态进行智能冲突、故障检测；所述输出接口包括：信号灯组输出接口、标准RS-485接口和标准RJ-45接口；卫星校时器用于从卫星上获取标准的时间信号，对所述控制机的时钟进行同步。

在本发明的一实施方式中，所述管理平台还包括电子地图，用于在电子地图上查看所述控制机的分布情况。

在本发明的一实施方式中，所述处理器能够对灯组进行无电缆协调控制、区域控制、模糊自适应控制和铁路道口控制。

在本发明的一实施方式中，所述处理器能够进行多时段控制，在不同时段可设定不同的控制方案。

在本发明的一实施方式中，所述控制机还包括显示屏，所述显示屏还配备有全触摸式键盘。

在本发明的一实施方式中，所述控制机还包括无线遥控接收器，用于接收遥控手持机发送的控制信号。

在本发明的一实施方式中，所述控制机通过管理平台的控制中心计算机、路口笔记本电脑和控制机上的全触摸式键盘来设置***参数。

与现有技术相比，根据本发明的物联网移动式交通信号控制平台，具有以下优点：

能够实现信号灯与指挥中心的联网，为交通信号控制的精细化、智能化提供了新的途径；

通过指挥中心实现对信号灯的远程配时调整、手动控制和实时状态监控，既可以提高管理效率，也可以提高路口的通行能力，还可以在一定程度上减少道路交通的拥堵；

对信号灯的电量监控，可以及时提示管理者、维护者及时更换电池，杜绝“黑灯”现象的出现，避免发生交通事故。

对信号灯温度、碰撞、倾倒、位移的监控，可以及时发现信号灯发生的意外情况，立即采取相应措施，避免发生二次事故或其他意外情况的发生。

信号灯显示采用PWM方式，信号灯两端的电源是以一种可调频率断续输出的，一般为工频50Hz输出，即可以提高信号灯LED灯珠寿命，又可以降低功耗，提高电池的使用效率。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的物联网移动式交通信号控制平台的示意图；

图2是根据本发明一实施方式的控制机的示意图。

主要附图标记说明：

1-控制平台，2-控制机，201-处理器，202-输出接口，203-卫星校时器，204-电池组，205-显示屏。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1至图2所示，根据本发明优选实施方式的物联网移动式交通信号控制平台，包括云端控制平台1和控制机2，该控制机2安装在支架底座上，用于对灯组3进行控制，该灯组3和支架底座均是现有的设备，再此不进行详细的说明。

管理平台1通过无线网络与前端的控制机2进行联网，优选通过4G无线网络进行联网。具体地，通过无线连接，管理平台1能够实现以下功能：

管理平台1通过NB-IoT网络实现与前端的控制机2进行相关状况通讯，具体包括控制机2的电量、温度、碰撞、倾倒、位移(被盗)等预警信息，以及控制机2断电后的上述预警信息和外部电源断开或接入消息的上报。控制机2的预警信息由控制机2中内置的物联网模块来实现测量、接收和上报，物联网模块包括NB通讯模组，运动传感器、温度传感器、独立的备用电池等，以便在控制机2外部电源断开后第一时间将外部电源断开的消息上报管理平台1。

管理平台1能够远程实现对前端的控制机2的配时修改、手动控制和查看控制机2的实时运行状态，以及管理前端的控制机2的4G物联网卡和NB物联网卡的服务期限。4G物联网卡和NB物联网卡是运营商提供的仅可以通过某种特定网络上网的通讯卡，语音通话功能一般会被禁用。

控制机2是通过4G通讯设备传输、设置控制机运行状态的，其使用的是4G物联网卡；其中，电量、温度、碰撞、外部电源断开接入等消息是由控制机2的物联网模块上报的，物联网模块上报的消息通过其中的NB通讯模组，NB通讯模组使用的是NB物联网卡。

管理平台1中还包括电子地图，用于在电子地图上查看控制机2的分布情况。

控制机2用于对灯组3进行控制，其包括处理器201、输出接口202、卫星校时器203。

处理器201采用先进的低功耗32位单片机，能够大幅度提高了产品的可靠性。处理器201可以选用现在市面上广泛应用的32位MCU，内置Flash和RAM，可快速运算处理数据。

处理器201能够对灯组3的状态进行智能冲突、故障检测，最大支持16路红、绿灯冲突、故障检测功能，当路口出现红、绿冲突、红灯故障或绿灯故障时，信号机降级，进入黄闪状态，可有效避免交通事故的发生，其中，信号机降级指的是故障检测功能开启后，检测到信号灯组严重故障时，比如“红绿冲突”、“红灯熄灭”等，信号机功能进行降级工作，可以实现信号灯组关灯或者黄闪。

处理器201能够对灯组3进行多种控制，包括：无电缆协调控制、区域控制、模糊自适应控制、铁路道口控制等多种控制模式；

无电缆协调控制模式是道路交通信号控制机之间没有通信链路，根据时钟同步，通过设定相位差来实现各交叉路口的道路交通信号协调，可实现“绿波控制”。

区域控制是指把区域内的全部交通信号的监控，作为一个指挥控制中心管理下的一套整体的控制***，是单点信号、干线信号***和网络信号***的综合控制***。可以理解为管理平台根据交通流量处理的结果，给这个区域内每台信号机下发运行方案进行工作。

模糊自适应控制，适用于城市道路单点平面交叉路口的交通信号控制。由交通信号控制装置将车流量检测器与信号显示装置相连接,并将一个交通信号周期划分为若干个互不相交的信号阶段；每个信号阶段通过信号显示装置赋予若干个交通流过路权。在车道上设置车流量检测器，通过交通信号控制装置将检测器采集到的车流量数据与事先交通调查得到的各种车流在停车线过一辆车平均所用的时间进行公式计算，得出每个信号阶段的放行时间和禁行时间,并提供给信号显示装置。这种控制装置能使放行的时间长短与各种车流量进行模糊地实时自适应,同时还可以准确显示交通信号灯距离变换信号还剩余的时间。

铁路道口控制模式，适用于路口附近有铁路的交通信号控制。当有火车经过时可通过按钮申请新的控制方案，此时会停止放行经过铁路轨道的信号阶段，只放行其它信号阶段，当火车驶离后通过按钮解除铁路联动控制模式，此时先放行经过铁路轨道的信号阶段，快速放行积压的车辆。

输出接口202包括：信号灯组输出接口、标准RS-485接口、标准RJ-45接口(RJ-45接口选配，网口可实现参数设置、参数读取、故障信息上传、中心控制等功能)。输出接口202中的信号灯组输出接口采用大功率MOSFET和NPN三极管，可驱动市面上大部分信号灯组，同时内置高精密电流放大器，可以精确检测红绿灯组的输出状态，输出状态送回处理器201实现故障检测功能。

信号灯组输出接口最大能够驱动8个独立的信号灯组(24路信号输出)，并且具有防雷保护功能。信号灯组输出接口能够实现多相位多方案控制，支持最大32个信号相位(信号阶段)，32个信号方案控制，其中多相位多方案控制是依靠信号机内部软件实现的，在道路交通信号控制机国家标准GB25280-2010中相位是这样定义的：在一个信号周期内，同时获得通行权的一个或多个交通流的信号显示状态。

控制机2可通过管理平台实现参数一键导出功能，可更加方便的将参数导入另一台控制机2中，大大提高在更换控制机2时的工作效率和准确率。

卫星校时器203用于从卫星上获取标准的时间信号，对控制机的时钟进行同步，设置相位差，实现无电缆线协调控制。通过对时间进行同步，处理器201能够进行多时段控制，可以支持8个时段表，每个时段表可将一天分为16个时段，在不同时段可设定不同的控制方案；此外，处理器201还能够实现星期控制，可以根据当前的星期状态自动调配使用不同的控制方案，周一至周日皆可设置多个时间段。卫星校时器203通过交互接口可以进行开启或关闭操作，卫星校时器203开启后开始工作，接收卫星和信号，解析数据后修改控制机2内时间参数。

控制机2还包括电池组204，该电池组用于给时钟和处理器201的数据储存模块供电，使得控制机2具有掉电时钟保持功能，在控制机2断电的情况下，时钟可正常运行至少5年，以及具有数据掉电保持功能，在控制机2中储存的数据至少可保持40年。

控制机2还包括显示屏205，该显示屏是高可靠全中文汉字显示，可以采用带背光功能的LCD液晶显示屏(分辨率128×64)，全程支持中文菜单操作。显示屏205还配备有全触摸式键盘，该键盘具有防尘、防水、耐用的特点。

控制机2可以具有多种参数设置方式，可通过管理平台1的控制中心计算机、路口笔记本电脑和控制机2上的全触摸式键盘来设置***参数。

控制机2还包括无线遥控接收器，用于接收遥控手持机发送的控制信号。遥控距离可达到500——1000米。

控制机2中采用工业级芯片，工作温度范围广，能够在-40℃～70℃的范围内，保证正常工作。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (7)

1.物联网移动式交通信号控制平台，其特征在于，包括云端控制平台和控制机，所述管理平台通过无线网络与前端的控制机进行联网，所述控制机用于对灯组进行控制；所述管理平台能够远程对所述控制机进行配时修改、手动控制和查看所述控制机的实时运行状态；

所述控制机包括处理器、输出接口和卫星校时器；所述处理器能够对所述灯组的状态进行智能冲突、故障检测；所述输出接口包括：信号灯组输出接口、标准RS-485接口和标准RJ-45接口；卫星校时器用于从卫星上获取标准的时间信号，对所述控制机的时钟进行同步。

2.如权利要求1所述的物联网移动式交通信号控制平台，其特征在于，所述管理平台还包括电子地图，用于在电子地图上查看所述控制机的分布情况。

3.如权利要求1所述的物联网移动式交通信号控制平台，其特征在于，所述处理器能够对灯组进行无电缆协调控制、区域控制、模糊自适应控制和铁路道口控制。

4.如权利要求1所述的物联网移动式交通信号控制平台，其特征在于，所述处理器能够进行多时段控制，在不同时段可设定不同的控制方案。

5.如权利要求1所述的物联网移动式交通信号控制平台，其特征在于，所述控制机还包括显示屏，所述显示屏还配备有全触摸式键盘。

6.如权利要求1所述的物联网移动式交通信号控制平台，其特征在于，所述控制机还包括无线遥控接收器，用于接收遥控手持机发送的控制信号。

7.如权利要求1所述的物联网移动式交通信号控制平台，其特征在于，所述控制机通过管理平台的控制中心计算机、路口笔记本电脑和控制机上的全触摸式键盘来设置***参数。