本實(shí)用新型涉及一種智能交通控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)和智能交通管理技術(shù)領(lǐng)域?qū)χ悄芙煌ㄐ盘?hào)控制器的要求越來(lái)越高，首先要求穩(wěn)定運(yùn)行信號(hào)控制調(diào)度功能，包括定周期、單點(diǎn)自感應(yīng)、單點(diǎn)優(yōu)化、單點(diǎn)自適應(yīng)；其次，可輸出觸發(fā)信號(hào)或通信數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)路口倒計(jì)時(shí)器；再有，能接收路口流量數(shù)據(jù)上傳至指揮中心服務(wù)器軟件，供其分析；最后，必須還能由指揮中心接管或路口交警進(jìn)行勤務(wù)控制，并且能轉(zhuǎn)發(fā)誘導(dǎo)屏之誘導(dǎo)信息。凡此等等，目前的控制器都是基于路口流量進(jìn)行被動(dòng)處理相關(guān)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制交通流，達(dá)到事后控制的目的。然而，路口交通流狀態(tài)是一個(gè)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，隨著時(shí)間推移會(huì)有著不盡的狀態(tài)變化，一旦一個(gè)路口交通流發(fā)生改變，立即會(huì)引起連鎖反應(yīng)，直接導(dǎo)致關(guān)聯(lián)路口迅速出現(xiàn)流量變化，如果不及時(shí)預(yù)測(cè)并作預(yù)處理，很快會(huì)形成某區(qū)域或整個(gè)城區(qū)大面積擁塞，從而致使相關(guān)區(qū)域交通癱瘓。

由于存在此類問(wèn)題，行業(yè)內(nèi)諸多廠家和研究工作者開(kāi)始思考路口路口擁堵成因，研究路口車流疏導(dǎo)理論，尋求解決路口擁堵的方法。1.基于誘導(dǎo)理論的解決方案，如，公布號(hào)CN104778845A所提及的《多相位跳變和車輛全動(dòng)態(tài)誘導(dǎo)交通控制方法》從誘導(dǎo)角度予以闡述并試著緩解路口擁堵問(wèn)題，該方法僅僅適應(yīng)于當(dāng)前控制路口對(duì)應(yīng)路段的交通流疏導(dǎo)，并且必須在流量中度或輕度擁堵時(shí)有效；2.基于本地路口疏導(dǎo)的控制系統(tǒng)，如，公布號(hào)CN104933876A的《一種自適應(yīng)智慧城市智能交通信號(hào)的控制方法》該控制方法只要基于本地路口疏導(dǎo)來(lái)達(dá)到道路疏通的目的，該方法可以解決部分車流量比較小的路口的問(wèn)題，而目前存在的問(wèn)題是在大部分時(shí)間段內(nèi)路口流量都非常大，無(wú)法通過(guò)直接調(diào)整當(dāng)前路口的流量達(dá)到疏導(dǎo)的目的；3.基于協(xié)同的事后控制系統(tǒng)，如，公布號(hào)CN104064040A《一種具有協(xié)同疏導(dǎo)功能的交通信號(hào)控制器》，該發(fā)明本發(fā)明提供一種具有協(xié)同疏導(dǎo)功能的交通信號(hào)控制機(jī)，其特征在于：在每個(gè)路口設(shè)置信號(hào)機(jī)，多個(gè)路口的信號(hào)機(jī)通過(guò)無(wú)線通信接口與公用無(wú)線網(wǎng)的連接而相互之間通信連接，使在城市路網(wǎng)關(guān)聯(lián)性強(qiáng)的子區(qū)內(nèi)，當(dāng)關(guān)鍵路口發(fā)生交通擁塞時(shí)，能夠使周邊信號(hào)機(jī)協(xié)同控制路口紅綠燈顯示狀態(tài)而疏導(dǎo)交通，形成事后控制協(xié)同體系，能解決輕度擁堵?tīng)顟B(tài)下交通擁塞的問(wèn)題，如果嚴(yán)重?fù)矶?，區(qū)域交通流直接進(jìn)入死鎖狀態(tài)而導(dǎo)致無(wú)解；4.基于集中管理模式解決方案，其實(shí)并不現(xiàn)實(shí)，集中管理可以統(tǒng)籌規(guī)劃交通流，但是需要穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)，龐大的機(jī)房，路口依然需要基于單片機(jī)或嵌入式系統(tǒng)前段控制設(shè)備，此方案成本這一環(huán)節(jié)可暫時(shí)不關(guān)注，然而隨著設(shè)備的增加，系統(tǒng)故障概率增加成為必然。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、線路簡(jiǎn)化、性能穩(wěn)定、迅速精準(zhǔn)預(yù)測(cè)車流狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)定位擁堵點(diǎn)，將交通流控制在一個(gè)相對(duì)流暢的狀態(tài)，使控制區(qū)域呈現(xiàn)交通暢通有序狀態(tài)，為智能交通控制和管理領(lǐng)域提供高性價(jià)比且功能完善的智慧型主動(dòng)式交通信號(hào)控制器。

本實(shí)用新型是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種智慧型主動(dòng)式交通信號(hào)控制器，其主要技術(shù)特征是它由CPU核心模塊，包括i.MX 6QuadPlus系列ARM Cortex-A9嵌入式多核處理器分別連接GPS信號(hào)接收模塊、數(shù)據(jù)通信模塊、數(shù)據(jù)流量采集和數(shù)據(jù)IO模塊、可熱插拔信號(hào)輸出及故障黃閃器模塊、專用特勤模塊和PDA無(wú)線手持屏操作單元構(gòu)成；

所述的GPS信號(hào)接收模塊，GPS模塊是型號(hào)為SKG17芯片，它由SKG17芯片連接MAX3232接口構(gòu)成，MAX3232接口為RS232串行信號(hào)輸出接口芯片；

所述的數(shù)據(jù)通信模塊由Wi-Fi數(shù)據(jù)傳輸模塊連接2個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信接口、再連接3G、4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊構(gòu)成，所述2個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信接口，其中網(wǎng)絡(luò)模塊1采用低功耗LAN8710a網(wǎng)絡(luò)接口芯片用于接入Wi-Fi數(shù)據(jù)傳輸模塊，該模塊選擇通用模塊，其傳輸勤務(wù)控制信號(hào)或交通誘導(dǎo)信號(hào)；網(wǎng)絡(luò)模塊2采用工業(yè)級(jí)AR8035-AL，板載標(biāo)準(zhǔn)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口10/100M/1000M自適應(yīng)，接入光線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)或3G、4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，用于系統(tǒng)控制與視頻數(shù)據(jù)傳輸；

所述數(shù)據(jù)流量采集和數(shù)據(jù)IO模塊，所述模塊有流量采集模組、CAN接口和IO接口成；流量采集模組采用STM32F107處理器，支持網(wǎng)絡(luò)和RS485數(shù)據(jù)輸入，本系統(tǒng)支持最大12路視頻流量采集攝像機(jī)單元；CAN接口接收來(lái)自流量采集模組的數(shù)據(jù)傳輸至ARM Cortex-A9主處理器完成數(shù)據(jù)分析工作；IO接口由兩部分組成主處理器的GIO接口以及系統(tǒng)由GM8164擴(kuò)展的端口一共64個(gè)IO口，32個(gè)輸入端口和32個(gè)輸出端口，所有輸入端口均以EL817完成隔離以確保系統(tǒng)安全；32個(gè)輸出端口也通過(guò)光耦EL817將車輛有無(wú)信號(hào)輸出給TTL檢測(cè)端口作車流量數(shù)量統(tǒng)計(jì)和自感應(yīng)使用；

所述可熱插拔信號(hào)輸出及故障黃閃器模塊，該模塊信號(hào)輸出模塊可通過(guò)Wi-Fi或Zigbee等無(wú)線通信模式擴(kuò)展，它由芯片65HVD3082分別連接黃閃控制器、燈色輸出和倒計(jì)時(shí)信號(hào)模塊構(gòu)成；

所述專用特勤模塊和PDA無(wú)線手持屏操作單元，該單元PDA部分實(shí)現(xiàn)信號(hào)機(jī)參數(shù)，專用特勤模塊則負(fù)責(zé)通過(guò)433Mhz或315Mhz無(wú)線模塊接收簡(jiǎn)易手持遙控信號(hào)實(shí)現(xiàn)路口勤務(wù)指揮功能。

本實(shí)用新型將給客戶提供友好的用戶體驗(yàn)，該裝置穩(wěn)定可靠，能夠高效獲取流量信息并加以分析供本裝置自主使用，同時(shí)可提供給關(guān)聯(lián)裝置作為信號(hào)調(diào)度參考。能實(shí)時(shí)反饋路口交通狀況或接收到定的請(qǐng)求給指揮中心，能提供給第三方平臺(tái)有效準(zhǔn)確的流量和信號(hào)剩余時(shí)間數(shù)據(jù)。該實(shí)用新型涉及的信號(hào)機(jī)相互之間協(xié)同工作，大大提高系統(tǒng)內(nèi)交通流量。整個(gè)系統(tǒng)將為交通部門(mén)節(jié)約警力，為社會(huì)綠色環(huán)保做出不俗的貢獻(xiàn)。該實(shí)用新型涉及的信號(hào)機(jī)及系統(tǒng)安裝調(diào)試操作便捷，方便用戶操作使用。

附圖說(shuō)明：

圖1為智慧型主動(dòng)式交通信號(hào)控制器裝置工作原理框圖；

圖2 智慧型主動(dòng)式交通信號(hào)控制器裝置結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式：

如圖1、圖2所示，本控制器采用可熱插拔模塊設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，主芯片采用工業(yè)級(jí)多核ARM Cortex-A9架構(gòu)，主頻可達(dá)800MHz，工業(yè)級(jí)溫寬，時(shí)間同步采用GPS+北斗雙模衛(wèi)星定位校時(shí)模塊，支持Wi-Fi、3G或4G無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)，獨(dú)有的帶認(rèn)證無(wú)線遙控勤務(wù)控制子系統(tǒng)，顯示操作PDA支持5吋/7吋工業(yè)級(jí)電容觸摸屏；本控制器支持LED大屏誘導(dǎo)信息輸出，交通流信息發(fā)布接口，交通事故采集回報(bào)接口，電子警察、監(jiān)控聯(lián)動(dòng)接口；交通流數(shù)據(jù)采集接口；預(yù)留電子警察管理單元接口?？刂品椒ㄉ婕耙环N主動(dòng)式流量控制與誘導(dǎo)模型，該模型包括以下功能模塊：區(qū)域內(nèi)飽和交通流參數(shù)采集模塊、歷史流量收集與分析模塊、實(shí)時(shí)流量采集模塊、交通流預(yù)測(cè)模塊、路口自協(xié)同模塊、誘導(dǎo)信息發(fā)布模塊、交通狀態(tài)匯報(bào)模塊、實(shí)時(shí)指令接收模塊、網(wǎng)絡(luò)安全檢測(cè)與處理模塊、系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)度模塊和信號(hào)控制器基礎(chǔ)功能模塊。

圖2中各模塊結(jié)構(gòu)和功能描述

1為GPS信號(hào)接收模塊，SKG17是GPS模塊，MAX3232為RS232串行信號(hào)輸出接口芯片。

2為數(shù)據(jù)通信模塊，本控制器設(shè)置有2個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信接口，網(wǎng)絡(luò)模塊1采用低功耗LAN8710a網(wǎng)絡(luò)接口芯片用于接入Wi-Fi數(shù)據(jù)傳輸模塊，該模塊選擇通用模塊，其傳輸勤務(wù)控制信號(hào)或交通誘導(dǎo)信號(hào)；網(wǎng)絡(luò)模塊2采用工業(yè)級(jí)AR8035-AL，板載標(biāo)準(zhǔn)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口10/100M/1000M自適應(yīng)，接入光線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)或3G、4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，用于系統(tǒng)控制與視頻數(shù)據(jù)傳輸。

3為數(shù)據(jù)流量采集和數(shù)據(jù)IO模塊，該模塊有流量采集模組、CAN接口和IO接口組成。流量采集模組采用STM32F107處理器，支持網(wǎng)絡(luò)和RS485數(shù)據(jù)輸入，本系統(tǒng)支持最大12路視頻流量采集攝像機(jī)單元；CAN接口接收來(lái)自流量采集模組的數(shù)據(jù)傳輸至ARM Cortex-A9主處理器完成數(shù)據(jù)分析等工作；IO接口由兩部分組成主處理器的GIO接口以及系統(tǒng)由GM8164擴(kuò)展的端口一共64個(gè)IO口，32個(gè)輸入端口和32個(gè)輸出端口，所有輸入端口均以EL817完成隔離以確保系統(tǒng)安全。32個(gè)輸出端口也通過(guò)光耦EL817將車輛有無(wú)信號(hào)輸出給TTL檢測(cè)端口作車流量數(shù)量統(tǒng)計(jì)和自感應(yīng)使用。

4為CPU核心模塊，包括i.MX 6QuadPlus系列ARM Cortex-A9嵌入式多核處理器，工業(yè)級(jí)溫寬，保證信號(hào)機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；最多支持12個(gè)串行數(shù)據(jù)接口，其中4個(gè)RS485接口，8個(gè)RS232接口；支持帶觸摸屏8吋液晶屏，觸摸屏支持電容屏和電阻屏；支持1路CAN接口，該接口用于車流量數(shù)據(jù)采集模塊的接入；1路SD卡接口用于存儲(chǔ)信號(hào)機(jī)參數(shù)，支持熱插拔更新信號(hào)方案數(shù)據(jù)。

5為可熱插拔信號(hào)輸出及故障黃閃器模塊，該模塊信號(hào)輸出模塊可通過(guò)Wi-Fi或Zigbee等無(wú)線通信模式擴(kuò)展，本控制器信號(hào)燈色和倒計(jì)時(shí)信號(hào)默認(rèn)支持Wi-Fi模式傳輸，最遠(yuǎn)距離超過(guò)200米。該模式無(wú)需增加任何復(fù)雜的控制模式，因?yàn)槟K自帶糾錯(cuò)模塊，在無(wú)線信號(hào)失步的情況下，可設(shè)置為黃閃或繼續(xù)原有周期，持續(xù)故障超過(guò)3s自動(dòng)進(jìn)入黃閃模式。

6為專用特勤模塊和PDA無(wú)線手持屏操作單元，該單元PDA部分主要實(shí)現(xiàn)信號(hào)機(jī)參數(shù)，專用特勤模塊則負(fù)責(zé)通過(guò)433Mhz或315Mhz無(wú)線模塊接收簡(jiǎn)易手持遙控信號(hào)實(shí)現(xiàn)路口勤務(wù)指揮功能。

本控制器實(shí)現(xiàn)智能主動(dòng)地控制管控區(qū)域內(nèi)的交通流，包括先進(jìn)的流量采集處理模塊、復(fù)合通信傳輸模塊、擴(kuò)展系統(tǒng)接入模塊、誘導(dǎo)信息輸出模塊、主動(dòng)分析綜合處理模塊、網(wǎng)絡(luò)安全處理模塊及信號(hào)機(jī)必備之信號(hào)燈控制、倒計(jì)時(shí)控制、可變車道控制功能模塊。

本控制器將給客戶提供友好的用戶體驗(yàn)，該裝置穩(wěn)定可靠，能夠高效獲取流量信息并加以分析供本裝置自主使用，同時(shí)可提供給關(guān)聯(lián)裝置作為信號(hào)調(diào)度參考。能實(shí)時(shí)反饋路口交通狀況或接收到定的請(qǐng)求給指揮中心，能提供給第三方平臺(tái)有效準(zhǔn)確的流量和信號(hào)剩余時(shí)間數(shù)據(jù)。該控制器涉及的信號(hào)機(jī)相互之間協(xié)同工作，大大提高系統(tǒng)內(nèi)交通流量。整個(gè)系統(tǒng)將為交通部門(mén)節(jié)約警力，為社會(huì)綠色環(huán)保做出不俗的貢獻(xiàn)。該發(fā)明涉及的信號(hào)機(jī)及系統(tǒng)安裝調(diào)試操作便捷，方便用戶操作使用。