[发明专利]十字路口交通信号灯实时控制系统

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及十字路口交通信号灯实时控制系统,在离车道流出口附近路段设置成红灯候车路段，采用在十字路口各车道流出口处以及在候车路段的候车入口处各安装一付红外对射装置，该候车入口处红外对射装置配合车道流出口处红外对射装置，用于计数进入该车道候车段的车辆数，它是该车道车辆放行时间的依据。

(二)背景技术：

随着我国经济的飞速发展,城市机动车保有量和交通总量持续增长,而相应的道路基础设施建设很难及时跟上,因此在城市道路网中,特别是平面交叉路口它又是道路通行能力的瓶颈。因此提高路口交通信号灯控制能力是一个紧迫的问题。

智能交通控制主要运用GPS全球定位系统等高新技术对传统的运输系统进行改造而形成的一种信息化、智能化、社会化的复杂的新型运输系统。但是，当前国内外主要还是采取依据道路车流量测量评估和统计学原理来优化路口交通信号灯控制，车流量测量是一种路面非接触式交通信息采集装置，采用接收车辆反射波，通过高低电平的变化来统计通过检测区域的车流量。

也有采用在路口的各个方向附近的地下埋设感应线圈，当汽车经过时就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开始减少，即可检测出汽车的通过，但感应线圈体积大约为2米×2米，安装不方便且易被压坏难于广泛使用。

(三)发明内容：

由于交叉路口各种车流和人流交错通行相互干扰，与独立路段相比其通行能力大大降低、交通行为更加复杂，交叉路口已经成为道路交通网络的瓶颈和交通拥挤发生源，经常造成局部交通拥堵，影响整个路网的畅通。为了提高车辆的安全通过交叉路口,相互冲突的车流向车辆是不允许同时放行的。解决办法是在一个周期内将时间分成几段并分配给不同车流向的车辆放行。一般均采用交通信号灯来指挥车辆通行,其交通信号灯控制通常凭人为预测或经过复杂算法计算得出红绿灯时间。然后分别用红、黄、绿灯的不同组合来指挥两个方向的通车与禁行，用LED数码管作为倒计时指示。使得车辆在相互冲突的车流向在一个周期内的不同时段获得绿灯放行,而相互不冲突的车流向的车辆可以在同一时段获得绿灯放行,从而在一个周期内的一个连续时段达到安全疏导交通车流的目的。

但是当前使用的十字路口交通信号灯控制系统是一种定时放行系统，当车道放行或禁止车辆通行时，其设定的车辆放行和禁止车辆通行时间都是固定不变的，由于十字路口经常会出现各车道繁忙状况不同，繁忙车道车辆很多，车流拥堵，这时冲突的车流向车道车辆有时却很少甚至没有车辆，但是繁忙车道上的车辆也要等待冲突的车流向空闲车道的固定“放行”时间结束才被允许放行，这就大大浪费有限的道路交通资源和出行人的宝贵时间。

因此，评估或预料只能满足车流向不冲突的交通安全要求，需要测量各车道车辆数量以便实时控制信号灯的配时方案。但是，当前各种车辆测量手段由于测量仪器结构复杂造价昂贵仅适用于流动测量方式，对于量大面广的交叉路口交通信号的实时控制，其车辆测量设备需具备结构简单、安装容易、造价低等特点。

本系统在离车道流出口50-100米路段设置成红灯时的候车路段，采用在十字路口各车道流出口处以及在候车路段的候车入口处各安装一付激光对射装置，该候车入口处激光对射装置配合车道流出口处激光对射装置，用于计数进入该车道候车段的车辆数，它是该车道车辆放行时间的依据。激光对射装置由发射装置和接收装置组成，发射装置中安装有激光二极管，它发出的是一种不可见激光信号，由于这里激光对射距离仅3.5-7米，并采用占空比小的激光二极管脉冲电源，额定功率取小于0.5mW，因此是安全的对人身没任何损害对车辆也不会有危险。

激光对射装置中激光二极管在单片机扫描控制信号控制下发射的激光扫描脉冲信号，激光扫描脉冲信号每一周期由两个宽脉冲和两个窄脉冲组成每一周期结尾发送一个宽的低电平脉冲，当用宽脉冲表示数字“1”,窄脉冲表示数字“0”则容易用4种不同的排列组合，例如1010、0110、0101、1100等，识别4条车道上的激光对射装置中激光二极管发出的激光扫描脉冲信号,单片机采用中断或查询方式接收激光扫描脉冲信号，并通过单片机对其所发送的和其所接收的激光扫描脉冲信号进行脉冲宽度比较识别，提取该频率的可信的激光扫描脉冲信号，有效排除外界干扰。