專利名稱：交通智能控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種能控制平面交叉路口車輛、行人的交通智能控制系統和方法，尤其能對各種不同交叉方式交通路口的車輛、行人進行時空分流，使不同駛行方向的車輛和行人在各自的駛行時空內快速、安全通過路口和人行橫道。
目前，國際國內公知的平面交叉路口均采用紅綠燈控制，是堵截-放行-堵截往復循環方式，車輛遇紅燈必須停下來，等到綠燈方能啟動，而且綠燈通行時左行、前行、右行、機動車、非機動車混合通過互相搶道，使通行量停滯在低效率的水平上，使十字路口成為事故多發區。另外綠燈時間不能保證停止的車輛一次全部通過，在繁華路口停止的車輛需分幾次、十幾次才能通過，不但機械磨損大，耗油量高，而且使城市空氣嚴重污染，抑制機動車輛性能的發揮。
本發明的目的是提供一種交通智能控制系統，它不但能使車輛分流安全通過，而且通過控制系統為車輛調制出發揮車輛性能的速度，在交叉路口行駛過程中不用停車，并以60km/h速度通過路口。
本發明的目的是提供一種交通智能控制設備，它不僅能使機動車輛在十字路口不停車，車流量增加三到六倍，而且能讓車輛和行人不受不同方向的車輛和行人干擾的情況下安全通過。從而將改進紅綠燈控制的低效率狀況。
本發明的目的是這樣實現的，在交叉路口的各條進入車道上距路口若干米處安裝車輛檢測器、車速指令顯示器，車道出口端安有機動車、非機動車、過道行人顯示屏，四個方向的檢測器。車速指令顯示器由四臺八位微型計算機控制，出口端的機動車、非機動車顯示器、過道行人控制制器，由一臺八位微型計算機控制。五臺微機與控制臺聯接，當控制臺開機后，各微機在設好的時間位置上啟動，南北為一個共同時位，東西為一個共同時位，中央路口為一個時位，這樣能實現南北與東西時間交叉調制的功能。控制臺上有兩個功能鍵分別與微機相聯，一個可在國賓車通過時啟用，第二個可在雨、霧、雪天啟用，達到控制非正常路況的目的。每輛機動車在駕駛員前視位置上裝有一塊特制的平均速度表，這塊表上裝有能與道路車輛檢測器相聯系的傳感裝置，當一輛機動車從某方向進入控制區的車道時，車上傳感接收到道路檢測器發出信號，打開平均速度表開關。車上平均速度表工作后，道路檢測器的接收端接到來自車輛的傳感器信號的同時，把檢測到的信號送入計算機，計算機通過計算，在指令顯示器上給出該車通過控制區應行駛的速度。駕駛員看到指令后，借助車上這塊特制的平均速度表在控制區內調整自己的車速來實現指令速度。實現指令速度到達路口時，正是此通車方向放行時域，達到安全通過。平均速度表顯示的平均速度，是通過以車輪轉動相聯部件上傳感器所輸入的信號數據，通過計算顯示在表屏上的。非機動車車道上，在接近路口的若干米處，設置篩選區，在篩選區前方放置一個三方向顯示屏，每個方向上的預示信號是通過計算機計算給出的，單方向的非機動車看到預示信號后開始進入篩選區，逐漸接近起駛線，這時篩選區內是同一方向的非機動車，此時機動車、非機動車通車信號同時啟動，被篩選出的非機動車與同方向的機動車加速通過路口，在調制程序中給人行橫道的過路行人留有30秒的無車區段，人行橫道人口處設有通閉裝置，在無車時區內開通30秒，將人行尾數不安全量封鎖，讓人安全橫過馬路。中央路口的機動車、非機動車和過道行人的顯示屏是由一臺微型計算機控制，它的時間周期與四個方向的微機相協調，這樣全部完成了對機動車、非機動車、過道路行人的平面交叉時空控制，達到快速度、高流量的時空分流控制的目的。
采用上述控制方案，使機動車、非機動車、過道行人在各自的安全時域內通過路口和橫道，時空分流采用微型計算機控制，速度快、流量大、安全準確。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明


圖1總圖;
圖2控制臺及微型計算機、監視器、電源聯線示意圖;
圖3微型計算機、檢測器、指令顯示器與平均速度表聯動示意圖;
圖4平均速度表。
圖5機動車、非機動車、顯示屏及人行控制器聯線示意圖;
圖6各種車輛、過道行人時間區域示意圖;
圖7非機動車篩選區示意圖;
圖8微機硬件結構示意圖;
圖9軟件流程圖;
圖9-1主程序流程圖;
圖9-2中斷程序流程圖;
在圖中，1，控制臺 A1-A4，四方位微型計算機 A5，交叉路口微型計算機 B1-B4，機動車速度指令顯示器 B5-B8，檢測器 C1-C4，交叉路口機動車、非機動車、行人顯示控制系統 C1-1--C4-1，機動車顯示器 C1-2--C4-2，非機動車顯示器 C1-3--C4-3，過道行人控制器 S1-S4，監視頭 D，平均速度表 Z1-Z4，非機動車篩選區 6-1--6-4，各種車輛、過道行人時間區域 Z2-1，非機動車出道口端線 Z2-2，篩選區 Z2-3，左行非機動車進入口 Z2-4，前行非機動車進入口 Z-5，右行非機動車進入口 D1，八分之一信號采集片 D2，計數傳感器 D3，平均速度表電源 DF，平均速度表發射頭 DJ，平均速度表接收頭 BF1，檢測器發射器 BJ1，檢測接收器 B2-1，平均速度顯示器在圖1中，控制臺1與不間斷電源U、備用電源K、微型計算機A1-A5、監視頭S1-S4相聯，微型計算機A1與探測器B5、機動車速度指令顯示器B1相聯，微型計算機A2與探測器B6、機動車速度指令顯示器B2相聯，微型計算機A3與探測器B7、機動車速度指令顯示器B3相聯，微型計算機A4與探測器B8、機動車速度指令顯示器B4相聯。微型計算機A5與十字路口機動車、非機動車、人行顯示控制系統C1-1--C4-1，C1-2--C4-2，C1-3--C4-3相聯。
在圖2中，控制臺打開電源，微型計算機A1-A5，監視S1-S4開始工作，UPS不間斷電源在斷電時使系統正常工作，備用發電機K在不超過十分鐘內自動啟動，系統用備用發電機電源繼續工作。停電結束，發電機自動停止，UPS不間斷電源處于蓄電狀態。
在圖3中，平均速度表由機動車載入檢測器發射器BF1處，平均速度表上的接收頭DJ接收信號，傳入平均速度表D，打開電源。開機后，平均速度表發射頭DF發射信號，檢測器接收器BJ1接收該信號，并將信號傳入微型計算機A2后，經過處理將指令速度顯示在速度指令顯示器B2-1的顯示屏上。電源D3打開后，計數傳感器頭D2工作，將八分之一信號采集片的轉動數據傳入平均速度表D機內，經過計算把平均速度值顯示在顯示屏D4上，駕駛員借助平均速度表實現指令速度。
在圖4中，平均速度表D與之相聯的八分之一信號采集片D1，改進了本行業以輪胎周長為最低數據的計數方法，實現了平均速度表的技術要求。
在圖5中，微型計算機A5內存有與A1-A4相關聯的程序，當左行機動車從A2方向按指令速度行駛到機動車顯示器前若干米處，顯示器C2-1左行顯示屏亮啟，表示開始加速到60km/h通過。前行、右行相同。非機動車的左、前、右行的顯示屏C2-2以機動車顯示屏C2-1相同。
在圖6中，南北前行6-1是0-30秒時間區域，橫跨東西馬路的人行道有0-30秒無車區域，南北右行、東西左行6-2是30-45秒時間區域同時通過四條機動車車流，四條非機動車車流，東西前行6-3是45-75秒時間區域，橫跨南北馬路的人行道，有45-75秒的無車區域，東西右行、南北左行6-4是75-90秒時間區域，機動車和非機動車共的八條車流通過。
在圖7中，篩選區Z-2出口端線Z2-1一側，設有非機動車顯示屏C2-2，從入口端進入的非機動車按箭頭左Z2-3，前Z2-4，右Z2-5進行初期分流，在篩選區入口端Z2-6處等候信號，若顯示屏C2-2左行預示閃動，Z2-3車道非機動車進入篩選區Z-2，這時篩選區內全部是左行車輛，左行車輛接近出口端Z2-1時，左行亮啟以機動車顯示屏C2-1同步，機動車與非機動車以加速度狀態通過路口，前行C2-2，右行C2-2相同。
圖8是本系統硬件結構示意圖。本系統是八位單片微型計算機，配以外部設備、驅動電路、傳感器接口電路、充電隔離抗干擾電路。八位單片微型計算機主要由中央處理單元(CPU)、數據存貯器、程序存貯器組成。數據存儲器用來存儲CPU在計算過程中的計算結果，程序存儲器主要存儲系統的執行程序。輸入輸出接口電路是對微機輸入輸出功能的擴展。本系統的測量信號來自傳感器接口電路，用來對車輛進行檢測。傳感器信號經過接口電路處理輸入計算機，計算機接收到經過處理后的檢測信號，運行機內程序，計算出車輛的指令速度，并將該數據送至外部顯示終端，信號經過充電隔離，放大后驅動顯示終端進行顯示。這樣確保微機抗干擾能力，適用于條件惡劣的現場。本機具有較強的人機對話能力，控制臺的操作人員可用控制鍵調用國賓車程序，雨、雪、霧天程序，也可通過監視系統對意外事故進行車道封鎖。本機有計算機網絡通訊功能，每個路口由一臺上位機帶若干下位機，構成路口控制網絡和整個城市監控網絡。
圖9，示出了本發明的軟件流程圖。本程序采用MOS-51匯編語言編制的。作為一個應用軟件和特定的系統是和硬件結構密不可分的。這里只是把編程思路大體說明一下主程序(圖9-1)一、初始化1.車輛計數器車輛計數器包括左、前、右三個計數器。初始化時，將這三個計數器全部清零。
2.8255芯片的初始化兩片8255只用作輸出擴展口，初始化時，將兩片8255置成輸入狀態。
3.時間周期寄存器的初始化時間周期寄存器分為左、前、右三個時間計數器預置初值，在以90S為周期不同的點上左＝74、右＝29、前＝90。
4.中斷允許寄存器初始化①打開總中斷允許開關EA;
②打開To的中斷允許開關ETo;
便中斷允許開關處于開啟狀態，CPU隨時響應由To發出的中斷請求信號。
5.秒計數器賦初值
程序中涉及秒計時功能。本機的片外晶振為12MHz，定時器To采用方式工作THo＝＃OBH、TLo＝＃OOCH，溢出時間為62.5ms，所以要取單位時間秒，則需要溢出16次。所以程序中引入秒計數器并賦初值16，在中斷16次后剛好為一秒鐘。
二、自檢本機對EPROM、數碼管，以及傳感器排上電自檢，發現故障，及時反饋，進行修理及更換。
三、掃描傳感器將傳感器信號接在CPU的輸入端口，CPU掃描傳感器信號，如果哪一路傳感器輸出電平有效，則確認那一路有車進入，同時相應的車輛計數器加1，并將已計算出的指令速度從數碼管上顯示出來。
四、顯示程序在長時間沒有車輛通過時，每隔一定時間就要從顯示緩沖區中取出新的速度指令對顯示屏上的數據進行刷新顯示，以給遠距離駛來的車輛一個予示。
中斷服務程序(圖9-2)一、保護現場與恢復現場CPU響應中斷之后，要對主程序執行過程中的狀態進行保護，包括累加器(ACC)、程序狀態字寄存器(PSW)、數據指針寄存器(DPTR)等壓入堆棧，執行完中斷程序后，將先前保護的狀態從堆棧中彈出，采取先進后出，依次裝入前述的寄存器中，以便在中斷返回，使主程序按原來的運行狀態正常運行。這也是一般中斷程序中不可缺少的步驟。
二、封鎖鍵和路口封鎖程序如果封鎖鍵有效(即封鎖鍵被壓下)，則執行路口封鎖程序，在指令顯示屏上均顯示“00”，同時三個40脈的燈閃爍，以達到路口封鎖的目的。
封鎖鍵是在國賓車通過或路口路段發生意外等特殊情況下啟用。
三、變程鍵及變程處理模塊如果變程鍵有效(即變程鍵被壓下)則進行變程處理，所謂變程處理，就是天氣比較惡劣。例如雨、雪、霧或地面比較滑及能見度較低，路口路面不允許以正常速度通車時，附加一段程序進行處理。變程處理只在高速區加以限制，程序中定為30公里/小時，在低于30公里/小時同正常車速計算。
四、秒的判定、車速計算、修正、保存如果時間到一秒，就要計算一次車速，車速的計算是以下述公式為基礎進行計算的速度＝〔(225-15×N)/T〕×3.6 ①速度L＝〔(225-15×NL)/TL〕×3.6 ②
速度F＝〔(225-15×NF)/TF〕×3.6 ③速度R＝〔(225-15×NR)/TR〕×3.6 ④其中SPEED為計算的車速，速度L，速度F，速度R分別為左、前、右的車速。
225為預示段的長度，單位米。
15為車距，單位米。
N為這個周期至此時進車的數目，左、前、右分三個計數器NL、NF、NR。
T是時間，(1≤T≤90)單位秒，每過一秒遞減1，倒計數90S為一個周期，分左、前、右三個計數器TL、TF、TR。
目的是把進入預駛段的車排成15米間距的車流，在車速大于60公里/小時，都以60公里進行限速，同時把計算出的車速放置在顯示緩沖區，以供顯示。
權利要求
1.一種交通智能控制系統，包括用于對微機和監視系統進行控制的控制臺；用于對檢測器、速度指令器、機動車、非機動車、終端顯示屏以及行人控制器進行控制的微機；用于檢測機動車入道數目的檢測器以及用于對車輛速度進行測量和顯示的平均速度表，其特征在于所述的檢測器包括多個傳感器(Ba，Bb…)，用于接收來自車載平均速度表所發射的信息，所述多個傳感器(Ba，Bb…)的輸出端連接到一個公共點上，且該公共點耦合到處理板的一個輸入端上。
2.根據權利要求1所述的交通智能控制系統，其特征在于在所述傳感器d2的輸入端安裝有信號采集片d1。
3.根據權利要求2所述的交通智有控制系統，其特征在于所述的信號采集片d1是一個在其周邊均勻分布有8個信號采集孔的園形薄片。
4.一種利用交通智能控制系統對平面交叉路口實施智能控制的方法，所述的交通智能控制系統包括用于對微機和監視系統進行控制的控制臺;用于對檢測器、速度指令器、機動車、非機動車、終端顯示屏以及行人控制器進行控制的微機，用于檢測機動車人道數目的檢測器以及用于對車輛速度進行測量和顯示的平均速度表，所述的控制方法包括如下步驟①、系統初始化，用于對車輛計數器、時間周期寄存器、中斷允許寄存器，秒計數器初始化，其中車輛計數器全部清零;時間周期寄存器予置初值在以90S為周期的不同點上左＝74S，右＝29S，前＝90S;中斷允許寄存器打開總中斷允許開關EA并打開To的中斷允許開關ETo;秒計數器予置初值16;②、系統自檢;③、掃描傳感器，判斷是否有車輛進入，若無，轉入6，若有，轉入4;④、對傳感器傳感的信號進行處理;⑤、對經處理的傳感器信號進行處理，以計算其指令速度;⑥、在相應顯示器上顯示車輛的指令速度;⑦、返回3，其特征在于所述計算其指令速度的步驟包括;⑧、保護現場，用于在微機在接收中斷請求以后，對累加器(ACC)、程序狀態字寄存器(PSW)、數據指令寄存器(DPTR)的狀態加以保護。⑨、路口封鎖用于在封鎖鍵有效情況下，封鎖路口;⑩、判斷變程鍵是否有效，若無效，轉入11，若有效，轉入10;(11)、變程處理;(12)、判斷時間是否到達一秒，若否，轉入18，若是，轉入12;(13)、計算車速，車速的計算以如下等式為基礎速度＝〔(225-15×N)/T〕×3.6速度L＝〔(225-15×NL)/TL〕×3.6速度F＝〔(225-15×NF)/TF〕×3.6速度R＝〔(225-15×NR)/TR〕×3.6其中速度L，速度F和速度R分別為左、前、右的車速;(14)、判斷指令是否高于40M，若非，則轉入15，若是，則轉入14;(15)、40M處理;(16)、判斷車速是否在指定范圍以內，若是，轉入18，若不是，轉入17;(17)、車速修正;(18)、保存車速;(19)、恢復現場;(20)、中斷返回。
全文摘要
一種能夠對各種平面交叉路口不同車道條件進行時空分流的交通控制設備，它能在現有平面交叉路面上，將各方位的特制檢測器、車速指令顯示器與計算機控制中心電路聯接，配以平均速度表對被檢測車輛實行智能控制。能實現對國賓車、火警車等特種車輛的變程控制，對自然變化造成的復雜路況實行多套軟件處理。改善紅綠燈控制的低效率狀況。
文檔編號G08G1/081GK1100828SQ9311785
公開日1995年3月29日 申請日期1993年9月23日 優先權日1993年9月23日
發明者王京鎖 申請人:王京鎖