专利名称：一种道路调配系统以及车道调度灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种道路调配系统以及车道调度灯，更具体地说，本发明涉及与道口交通指挥配套的城市道路调配系统以及三相位车道调度灯。
背景技术：
长期以来，城市道路道口的信号灯都是由三盏灯组成一组(即三个灯面)。信号灯均按由左至右或按上、中、下相互独立设置。每盏灯按照车道的设置分别具有直行、左转或右转三个不同方向指示的功能之一，如要变换方向，使车道灵活调度指挥，就需要按照所需功能增设相应的信号灯。例如若使每个车道都具有直行、左转或右转的功能，一个车道就需要设置三组灯，这样原来的三盏一组就要形成由左至右九盏灯，排组成信号灯“群”。非但造价高，繁多的信号灯组成一排，不同位置、不同相位、不同颜色变化都给驾驶员瞬间识别造成严重的视觉干扰，带来不安全隐患，同时也极大地影响了区域调度效率的发挥。
与现有信号灯相配合的城市交通道路，都分为直行、逆行，并在道口停车线之前预先设定直行、左转或右转三种标志线，在信号灯的指示下动作。这种系统的缺点是对于道口的管理机械化，直行、左转或右转三个不同方向互相干扰，不能充分利用道路资源，使道路经常发生拥堵现象。
为了解决上述问题，中国专利申请97115854.1公开了一种城市道路平交道口交通管理系统，由控制和信号装置构成，信号装置包括指挥信号灯，指挥信号停车线III位于被控道口上，其特征是设置同样具有左转、直行和右转三种标志信号、与指挥信号灯同步工作的编组信号灯，对应每一道口指挥信号灯，各有编组灯II和I，对应的编组停车线II和I在与被控道口相应的路面上，自指挥信号停车线III起，由近而远纵深设置。本发明可极大地提高道口工作效率，减少交通堵塞。其投资小，效果显著。
中国专利申请981213264.7公开了一种城市道路平交道口交通调度分流方法及其管理装置，其在道口停车线处向外推出40米或更短些距离，划出借道线，然后将借道区内分成三道，中间一道用作调度车道，左、右两边为车道，从道口停车线位置前移3辆以上车位，以车道延长线画出道口停车区；在位于道口停车线上前方设一组有方向箭头的方向信号灯，等待机动车按先左、后直、再右的顺序看方向信号灯上信号驶入道口停车区内车位，按停行信号灯指示分流；整个程序对称运作，运作方式为南北方向左拐时东西方向同时右拐，东西、南北相对分流为直行；在人行信号灯处加一小灯，当人行信号灯亮绿时，小灯亮红，控制非机动车；在道口的非机动车停车线前移，在道口装非机动车信号灯。可以有效地解决现有交通存在的道口堵塞，循环周期长，机动车、非机动车碰撞点多，行人过街难等问题。
但上述方法或装置都没有从根本上改变现有的交通拥挤问题，因此不能最大限度利用现有道路，节省时间，并使行车畅通。
发明内容
本发明的目的在于提供一种道路调配系统，该调配系统与车道调度灯结合能够实施车道的变道调度指挥，克服现有道路功能固定的缺陷，通过充分利用城市道路的现有资源，使得每条车道能得到更充分的利用，提高道路的通行能力，提高车辆在道口上的通行效率，解决道路堵塞问题。
本发明的另一目的在于提供一种车道调度灯，该调度灯将多个方向的指示设置成一个独立的灯面，使调度灯可在同一座标位置上显示至少两种颜色和方向，使信号显示不仅具有直观和瞬间识别的效果，而且还具有结构简单、便于安装的特点，较现有的道路口信号灯设置大为简化。
按照本发明的第一方面，本发明涉及一种道路调配系统，该系统包括道路调配控制系统和设置该控制系统的调配区，所述的道路调配控制系统包括至少一个主控制机、从控制机、外部总线，进一步包括信号灯控制电路、车道调度灯，所述的主控制机的输出端通过外部总线与从控制机的输入端相连，所述的从控制机的输出端与信号灯控制电路的输入端相连，信号灯控制电路的输出端与车道调度灯的输入端相连；设置有上述道路调配控制系统的调配区，该调配区设置在城市道路各路口的路面上，所述的调配区在现有的路面方向标识、分道线、车道的基础上，在路面方向标识的前方增加一调配区始端线，在调配区始端线的前端设有变道区，在靠近道路口处设有调配区终端线。
从控制机接收主控制机的数字地址信息并与自己的地址相比较，地址相符的从控制机向主控制机发回应信号，然后控制信号灯按照设定的时间在每一车道交替显示左转、直行、右转，或者显示车道调度灯的相位标识中的至少两个，以及红、黄、绿三种不同颜色的工作状态。
按照本发明的第二方面，本发明还涉及一种用于车道调度系统中的三相位车道调度灯，包括一外壳体、灯座、灯面，外壳体与灯座连接，灯面设置在外壳体内，所述灯面上设置有发光元件，并按设定的时间程序分别显示左转、直行、右转相位标识中的至少一个，且每一相位标识分别呈现红、黄、绿三种不同颜色的工作状态。也可以采用液晶显示器，直接在其面板上显示一交替呈现红色、黄色和绿色的左转、直行、右转的箭头。外壳体设计成箭头状，相应的设置在外壳体内的灯面上的发光二极管也点阵排列成箭头状，所述的外壳体与灯座形成一 形的箭头，该直行箭头的底部设置在左、右箭头的中心，使左转、直行、右转构成一个等腰三角形该箭头，能够表达左转、直行、右转以指示车辆运行的各种形式。
按照本发明的第一方面，一种道路调配系统，其中该系统包括道路调配控制系统和设置该控制系统的调配区，所述的道路调配控制系统包括主控制机、外部总线，该调配区设置在城市道路各路口的路面上，在调配区上设有进行车道指示的信号灯，所述主控制机通过外部总线与信号灯相连。所述的道路调配控制系统进一步在主控制机与信号灯之间通过外部总线之间设置从控制机、信号灯控制电路，所述的从控制机的输出端与信号灯控制电路的输入端相连，信号灯控制电路的输出端与信号灯的输入端相连；所述的调配区在现有的路面方向标识、分道线、车道的基础上，在路面方向标识的前方增加一调配区始端线，在调配区始端线的前端设有变道区，在靠近道路口处设有调配区终端线。
所述的信号灯可以是车道调度灯、小灯泡、点阵排布的车道调度灯、液晶显示器、数码显示灯、光纤发光显示灯、激光显示灯或其他能发光物体构成的显示灯；可以用作路口信号灯、非机动车信号灯、行人信号灯。
主控制机与从控制机之间可以采用总线方式、分线方式，由主控制机对从控制机进行通信，从控制机之间实现相互通信；为了保证系统的稳定性，主控制机与从控制机也可以采用冗余设计，从控制机采用多线制。一般采用三条总线；为了使线路长度减短，减少压降，将总线分段，一般将总线分成四段。
在调配区始端线的前端、每条车道上均设有从控制机和车道调度灯，在调配区始端线与车道调度灯之间设有变道区，在车道调度灯的前端靠近道路口处设有调配区终端线，在调配区终端线也设有用于控制非机动车信号灯、行人信号灯的从控制机。
另外，也可以在调配区外，再增设一初级调配区，在路面方向标识的前方增加一初级调配区始端线，在初级调配区始端线的前端、每条车道上均设有初级从控制机和初级车道调度灯，在初级调配区始端线与初级车道调度灯之间设有初级变道区，在初级车道调度灯的前端为调配区始端线，在调配区始端线的前端、每条车道上均设有从控制机和车道调度灯，在调配区始端线与车道调度灯之间设有变道区，在车道调度灯的前端靠近道路口处设有调配区终端线，在调配区终端线也设有用于控制人行道路口灯的从控制机，所述的初级从控制机与从控制机相连。
主控制机为具有串行通讯功能的PC机、单片机或单片机系统，所述的主控制机的串行口通过外部总线向从控制机发送数字信号。从控制机至少包括一通讯接口芯片，该接口芯片具有双工、单工、或半双工数字信号传送及接收功能，一能进行逻辑处理的微控制器，该微控制器可以是单片机、单片机系统、PLC、计算机，通讯接口接收主机发来的数字信号，并将该数据发送给微控制器，微控制器根据接收的数字信号控制信号灯的工作状态，对信号灯的亮、灭控制。
其中主控制机向从控制机发送控制数字信息，从控制机接收主控制机的数字地址信息并与自己的地址相比较，地址相符的从控制机向主控制机发回应信号，然后控制信号灯按照设定的时间在每一车道交替显示左转、直行、右转，或者显示车道调度灯的相位标识中的至少两个，以及红、黄、绿三种不同颜色的工作状态。
本发明的主控制机为具有串行通讯功能的PC机或单片机、单片机系统，如普通计算机、工控机、单片机等，经串行口如RS2132、RS485、RS2422、USB接口发送数字信号。
本发明的从控制机为单片机、单片机系统、PLC、计算机等，至少包括一通讯接口芯片，一微处理器，该接口具有双工、单工、或半双工数字信号接收和发送功能，该微控制器是具有能进行逻辑处理功能的器件，通讯接口接收主控制机发来的数字信号，并将该数据发送给微控制器，微控制器根据接收的数字信号控制信号灯的工作状态和时序，以达到对信号灯的亮、灭控制。
由于本系统应用于交通设计，信号灯安装在露天的环境，安装在相隔较远的不同的路口，所以它们之间的信息传递不可避免的要经过远距离传输，而如果将各部件和每一种外围设备都分别用一组线路与主机直接连接，那么连线将会错综复杂，增加了施工的难度。为了简化线路设计、简化系统结构，所以采用总线线路结构，配置适当的接口电路，通过该总线和其他设备进行信息与数据交换，因此系统选用RS485、RS2422、RS2132、Longworks、compobus、frofibus、DeviceNet等设计简单，抗干扰能力强的具有远距离多点通讯能力的协议及接口芯片。
按照本发明的第二方面，一种车道调度灯，包括一外壳体、灯座、灯面，外壳体与灯座连接，灯面设置在外壳体内，所述灯面上设置有发光元件，并按设定的时间程序分别显示左转、直行、右转相位标识中的至少一个，且每一相位标识分别呈现红、黄、绿三种不同颜色的工作状态。
该车道调度灯进一步包括线路板、接线盒，线路板和发光元件构成的灯面放置在外壳体内，在外壳体的外面设有一灯面盖板，线路板的进线通过接线盒内，在灯座的底下预埋有用于固定调度灯的紧固螺栓，在接线盒外设有接线盒盖板。
外壳体设计成箭头状，相应的设置在外壳体内的灯面上的发光二极管也点阵排列成箭头状，所述的外壳体与灯座形成一 形的箭头，该直行箭头的底部设置在左、右箭头的中心，使左转、直行、右转构成一个等腰三角形该箭头，能够表达左转、直行、右转以指示车辆运行的各种形式。
该灯座设置成一具有三个凹槽状支臂的倒丁字型结构，所述箭头状外壳体嵌入灯座内。
该箭头状外壳体的尾部设置成凹槽状，所述倒丁字型结构的灯座的支臂分别插入左转、直行、右转三个外壳体内。
所述的外壳体与灯座之间也可以焊接成一体。
本发明中高亮度发光二极管点阵排列成每个相位标识分别能够交替呈现红色、黄色或绿色的箭头标识信号，例如通过红色、黄色和绿色发光二极管的点阵排列在一个相位标识，如箭头上形成红、黄和绿色三个标识信号，在控制电路的控制下，按照交通规则设定的时间程序进行工作，分别呈现红色、黄色或绿色的箭头标识。
车道调度灯由道路调配控制系统进行控制，该控制系统中的从控制机按一定的时序和规则点亮信号灯以达到调度车辆的功能。
使用本发明的有益效果在于与已有技术相比，上述三相位车道调度灯中，同一相位标识上的不同颜色的行车信号是以设定的时间程序显示在同一座标位置上，其信号显示具有直观瞬间识别效果；采用该三相位车道调度灯可实施道路上的变道调度指挥，通过充分利用道路资源，提高车辆在道口上的通行效率；另外，该三相位车道调度灯将现在普遍采用的一组三腔(三个灯面)，设计为一个独立的灯面，其结构简单、便于安装，使道口位置的信号灯的设置大为简化，降低了系统成本。
本发明的可变道的道口交通指挥配套的城市道路动态调配系统，在两道口之间的设置调配区域，不再将道路固定分设为顺行和逆行车道，行进方向也不固定。而是用车道调度信号灯根据需要临时进行配置，即在道路调配区域内的各条机动车道均可由调度信号灯支配，灵活运用。可将原固定行驶方向的车道调配为所有相位机动车辆临时使用，也可利用时间差临时借用逆行车道，极大地增加了道路使用的灵活性，减少了道路资源的浪费。此外本发明具有机动车辆变道调配功能，使随机无序机动车辆按相位有序排列通行，消除了机动车占道阻挡的现象。
图1、图1a为本发明道路调配系统的调配控制系统的结构框图；图2、图2a、图2b为本发明道路调配系统的调配区的示意图；图3为本发明调配控制系统中从控制机各硬件之间的结构框图；图4为本发明道路调配系统的从控制机的电路原理图；图5为本发明信号灯控制电路原理图；图6为本发明双向4车道的道路调配系统的示意图；图7为本发明双向6车道的道路调配系统的示意图；图8为本发明车道调度灯各部件的结构的示意图；图9为本发明车道调度灯整体结构示意图；具体实施方式
下面结合附图和具体实施例详细描述本发明，所述的实施例用于描述本发明而不是限制本发明。
首先介绍本发明道路调配系统，该系统包括道路调配控制系统和设置该调配控制系统的调配区，图1所示，所述的道路调配控制系统包括主控制机131、外部总线133，该调配区设置在城市道路各路口的路面上，在调配区上设有进行车道指示的信号灯135，所述主控制机131通过外部总线133与信号灯135相连。图1a所示，所述的道路调配控制系统进一步在主控制机131与信号灯135之间通过外部总线133设置从控制机132、信号灯控制电路134，所述的从控制机132的输出端与信号灯控制电路135的输入端相连，信号灯控制电路134的输出端与信号灯135的输入端相连；其中，信号灯135采用如下所述的车道调度灯的形式。
图2所示，设置有上述道路调配控制系统的调配区，该调配区设置在城市道路各路口的路面上，所述的调配区在现有的路面方向标识241、分道线245、车道246的基础上，在路面方向标识241的前方增加一调配区始端线242，在调配区始端线242的前端设有变道区243，在靠近道路口处设有调配区终端线47。该调配区中的道路调配控制系统的具体布置根据车道数进行设置当车道数为双向6车道和6车道以上时，设置一级从控制机132、信号灯控制电路134、车道调度灯135进行控制便可；当车道数为双向4车道时，与双向6车道不同在于需要设置两级从控制机132、信号灯控制电路134、车道调度灯135，进行两次调配。
当车道数为双向6车道及6车道以上的调配系统设置，如图2a所示，在路面方向标识241的前方增加一调配区始端线242，在调配区始端线242的前端、每条车道246上均设有从控制机132和车道调度灯135，在调配区始端线242与车道调度灯135之间设有变道区243，在车道调度灯135的前端靠近道路口处设有调配区终端线47，在调配区终端线47也设有用于控制人行道路口灯36的从控制机132；当车道数为双向4车道的调配系统设置，如图2b所示，在路面方向标识241的前方增加一初级调配区始端线242’，在初级调配区始端线242’的前端、每条车道246上均设有初级从控制机132’和初级车道调度灯135’，在初级调配区始端线242’与初级车道调度灯135’之间设有初级变道区243’，在初级车道调度灯135’的前端即为图2a所示的调配系统的调配区始端线242，依次布置，其中，初级从控制机132’与从控制机132相连。
此间应进一步说明的是图2a和图2b所示的不定相界面调配系统，仅为交叉道路口的一条道路上的调配区示意图，“十”字形路口或“丁”字形路口在每条分叉道上也同样设置，其整体的示意图具体可见后面的图6和图7。
其中主控制机131通过外部总线133向从控制机132发送控制数字信息，从控制机132接收主控制机131的数字地址信息并与自己的地址相比较，地址相符的从控制机132向主控制机131发回应信号，然后发信号给信号灯控制电路134，从而使车道调度灯135按照设定的时间在每一车道交替显示左转、直行、右转，或者显示车道调度灯的相位标识中的至少两个，以及红、黄、绿三种不同颜色的工作状态。
下面对道路调配控制系统中的各部件进行说明主控制机131
所述的主控制机131完成信息的发送、接收和调度，其主要是由具有串行通讯功能的PC机、单片机或单片机系统之一组成，如普通计算机386等、带有USB接口的计算机486、586等、工控机PC104、单片机等；所述的主控制机的串行口通过外部总线向从控制机发送数字信号。
从控制机132如图3所示，为从控制机各硬件之间的结构框图，所述的从控制机132至少包括两个转接口a2、a3、一通讯接口芯片U2、一向执行控制电路发出信号的微控制器U1、一并入串出位移寄存器U3、一八位开关a1。其中，微控制器U1是能进行逻辑处理的器件或系统，可以是单片机、单片机系统、PLC、计算机等，通讯接口芯片U2具有双工、单工、或半双工数字信号传送及接收功能，所述的并入串出位移寄存器U3能接收由微控制器U1发出的位移脉冲。
转接口a2、a3并联在通讯接口芯片U2的通讯输出端，通讯接口芯片U2的信号输入端通过RS485总线133与主控制机131的输出端相连，通讯接口芯片U2的信号输出端与微控制器U1的信号输入端相连，微控制器U1的输入端与位移寄存器U3的输出端相连，并入串出位移寄存器U3的另一端与八位开关a1相连，微控制器U1的输出端与信号灯控制电路134的输入端相连，用于控制车道调度灯的亮、灭。
图4所示，为具体的电路原理图，采用AT89C2051单片机作为系统的微控制器U1，采用SN65LBC184P作为通讯接口芯片U2，采用型号为74LS165的八位并-串转换扩展芯片并入串出作为位移寄存器U3，采用SW-DIP8作为八位开关a1。在微控制器U1的复位端设有由依次串联的电阻R、电容C组成的上电复位电路，在微控制器U1的稳压端设有由电容C和压电晶体XTAL组成的稳压电路，所述的八位开关a1的8个接口分别通过电阻R与并入串出位移寄存器U3的8个接口相连。
微控制器U1首先从P3.3口发出脉冲信号，脉冲个数8个，用以产生74LS165八位位移脉冲，从P3.2口读入位移数据，从而产生根据DIP-8开关拨入的数据相对应的信号，以次来作为该从机的地址。上位机传来的数据包括地址信息和数据信息。微控制器U1的P1口的8个脚和P3.7脚来控制信号灯控制电路134，当控制的引脚为高电平时，信号灯熄灭；微控制器U1通过通讯接口芯片U2接收总线上的数据，再由它将这些数据发送到微控制器U1中去，微控制器U1接收数据判断地址，如果地址对了，说民数据是发给它的，于是就接收，再由P1口和P3.7口输出，将信号传递给相应的发光二极管LED。
上述从控制机132的三个核心部分所采用的芯片的功能作用是本领域技术人员所公知技术，并且这些芯片、模块也是在市场上可以买到的，芯片的工作原理也是固有的，所以这里不再对其功能作用及性能限定进行详细的描述。
外部总线133由于本系统应用于交通设计，而交通灯安装在露天的环境，安装在相隔较远的不同的路口，所以它们之间的信息传递不可避免的要经过远距离传输，而如果将各部件和每一种外围设备都分别用一组线路与主控制机直接连接，那么连线将会错综复杂，增加了施工的难度。为了简化线路设计、简化系统结构，所以采用总线线路结构，配置适当的接口电路，通过该总线和其他设备进行信息与数据交换，因此本系统选用具有远距离多点通讯能力、传输性能稳定，抗干扰能力强的总线，如RS-2422总线、RS-2132总线、RS-485总线、Longworks、compobus、frofibus、DeviceNet等通讯协议及通讯接口。
以RS-485总线为例，它采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力，再加上其总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，所以传输信号能在千米以外得到恢复，应用RS-485还可以联网构成分布式系统，其允许并联132台驱动器和132台接收器。
信号灯控制电路134图5所示，该控制电路包括信号接口电路1341、信号灯电路1342，所述的信号接口电路1341的输入端与从控制机132中的微控制机U1的信号输出端相联，信号接口电路1341的输出端与信号灯电路1342的输入端相连，该信号接口电路1341主要由依次连接的光电耦合器、三极管组成，所述的三极管一般采用功率放大三极管，用于驱动点阵排布的发光二极管LED，实现调度调配控制，该信号灯电路1342主要由红色发光二极管LED1、绿色发光二极管LED2和黄色发光二极管LED3及稳压电阻R组成，每种颜色的发光二极管LED依次串联，稳压电阻阻值为1000欧。
本发明的道路调配系统一般采用总线方式，如采用分布式多点数据采集系统或集中控制系统的网络拓扑，传送数据采用主从站的方法。采用主、从方式进行多机通信。每个从控制机拥有自己固定的地址，由主控制机控制完成网上的每一次通信。
道路调配控制系统的工作原理如下主控制机131发出的地址信息通过外部总线133传送到从控制机132的通讯接口芯片U2，在从控制机133的微控制器U1内部将主控制机131发出的地址信息与从控制机132内存中存放的本机地址比较是否相等，如不等则表明不是发给该从控制机，如果不是本从控制机132的地址，该从控制机132不接收主控制机131传来的数字信号也不做任何动作处理。如果是主控制机131发给从控制机132的，则从控制机132将继续接收，然后将控制数据信息传给信号灯控制电路134中的信号接口电路13241，该信号经光电耦合器隔离，功率三级管放大驱动信号灯电路13242中的发光二极管LED组成的红、黄、绿三色点阵，按一定的时序和规则点亮信号灯以达到调度车辆的功能，分别呈现红色、黄色或绿色的箭头标识实现调度调配控制。
通过一个传送地址信息和控制数字信息的主控制机和至少两个监听主控制机呼叫具有固定地址或可变地址的从控制机，控制信号灯的亮灭，主控制机首先向网上发出一时间同步信号，从控制机根据该信号效准时间，当主控制机需要控制从控制机时，则主控制机向从控制机发送从控制机的地址，所有从控制机接收到该地址并与自己的地址相比较，地址相符的从控制机向主控制机发回应答信号，主控制机收到从控制机的应答后，则开始一次通信，由主控制机向从控制机发出控制数字控制信号，从控制机根据该控制数字信号点亮相应的信号灯。如果地址不符则不予理睬，继续监听呼叫地址。主机收到从机的应答后，则开始一次通信。通信完毕，从机继续处于监听状态，等待呼叫。
由于车道数的不同，其主控制机131与从控制机132之间的布置方式也有所不同，具体见下面的实施方式，结合图2、图6、图7，对本发明道路调配控制系统的具体排布情况进行详细说明实施例一双向4车道的道路调配系统为例，如图6所示，其主控制机131采用工控机内插一块具有4个串行RS485口扩展板，由这四个串行口分别向四个方向连四个RS-485总线(从控制机132简称从机)总线A分别连“从机1”，“从机22”，“从机15”，“机16”，“从机7”，“从机8”，“从机27”，“从机28”。
总线B分别连“从机2”，“从机23”，“从机9”，“从机10”，“从机18”，“从机17”，“从机29”，“从机30”。
总线C分别连“从机3”，“从机24”，“从机11”，“从机12”，“从机20”，“从机19”，“从机31”，“从机32”。
总线D分别连“从机4”，“从机21”，“从机5”，“从机6”，“从机13”，“从机14”，“从机25”，“从机26”。
因为在前面，我们已经介绍了对于双向4车道的路面调配控制系统，其调配区需要增设一初级调配区始端线242’、初级变道区243’、初级车道调度灯135’，所以，在控制系统上增加初级从控制机132’，上面均为初级从控制机132’。上述从控制机除控制车道调度灯外，也可以用于控制路口信号灯、非机动车信号灯以及行人信号灯。如从机1、从机2、从机3、从机4分别控制路口信号灯；从机5、从机6、从机7、从机8、从机9、从机10、从机11、从机12分别控制车道调度灯135；从机13、从机14、从机15、从机16、从机17、从机18、从机19、从机20分别控制初级车道调度灯135’；从机21、从机22、从机23、从机24分别控制非机动车信号灯；从机25、从机26、从机27、从机28、从机29、从机30、从机31、从机32分别控制行人信号灯，上述每个从机又可控制9盏灯，其地址编码分别为二进制的1、2、3、4、5、6、……24。
实施例二双向6车道的道路调配系统，如图7所示，其主控制机131采用工控机内插一块具有4个串行RS485口扩展板，由这四个串行口分别向四个方向连四个RS-485总线(从控制机132简称从机)总线A分别连“从机1”，“从机17”，“从机15”，“从机16”，“从机14”，“从机21”，“从机22”。
总线B分别连“从机2”，“从机20”，“从机8”，“从机9”，“从机10”，“从机27”，“从机28”。
总线C分别连“从机3”，“从机11”，“从机12”，“从机13”，“从机19”，“从机25”，“从机26”。
总线D分别连“从机4”，“从机5”，“从机6”，“从机7”，“从机18”，“从机23”，“从机24”。
其中，主控制机131与从控制机132之间的排布方式与实施例一相同，为不同在于省略了初级从控制机132’对初级车道调度灯135’的控制，所以，可以节省8台从控制机。从机1、从机2、从机3、从机4分别控制路口信号灯；从机17、从机18、从机19、从机20分别控制人行道口灯；从机21、从机22、从机23、从机24、从机25、从机26、从机27、从机28分别控制非机动车信号灯，其余从机为控制车道调度灯。每个从机可控制9盏灯，地址编码分别为二进制的1、2、3、4、5、6、。。。。。20。
另外，对于6车道以上的道路，其道路调配系统以及调配控制系统的排布与上述6车道的排布情况相同，只是在每条道路上增设一用于控制车道调度灯的从控制机。
上述的车道调度灯135具体的说是一种三相位车道调度灯，如图8所示，为三相位车道调度灯一种结构的示意图，这种调度灯的外壳体3与灯座4可以是非一体的。该三相位车道调度灯包括外壳体3、灯座4、线路板5、接线盒9、发光元件构成的灯面10，线路板5和发光元件构成的灯面10放置在外壳体3内，进一步在外壳体3的外面设有一灯面盖板2，在灯座4的底下预埋有用于固定调度灯的紧固螺栓8’，在接线盒9外设有接线盒盖板1。
所述的外壳体3设计成箭头状，相应的设置在外壳体3内的灯面10上的发光二极管11也点阵排列成箭头状。线路板5的进线通过接线盒9内，然后盖上接线盒盖板1，待发光二极管LED安装到外壳体3内后再盖上灯面盖板2。
如图8、图9所示，将安装完毕的外壳体3卡接固定到灯座4上成一体，形成一左、直、右顺序列成的等腰三角形箭头 该箭头能够表达左转、直行、右转以指示车辆运行的各种形式，通过紧固件压板7、紧固螺栓8’、螺帽8将灯座4固定在灯杆6上。
此间应说明的是，外壳体3与灯座4之间的卡接固定还有如下方式(1).将上述灯座4设计成一具有三个凹槽状支臂的倒丁字型结构，然后分别将箭头状外壳体3嵌入灯座4内；(2).将上述的箭头状外壳体3的尾部设置成凹槽状，然后将倒丁字型结构的灯座4的支臂分别插入左转、直行、右转三个外壳体3内；另外，也可以将外壳体3与倒丁字型结构的灯座4铸成一体，形成一左、直、右顺序列成的等腰三角形箭头 该箭头能够表达左转、直行、右转以指示车辆运行的各种形式，也就是说该三相位车道调度灯中左转、直行、右转三个灯面为连续灯面。
其中，发光元件11点阵排列在外壳体3内的红色发光二极管LED1、绿色发光二极管LED2和黄色发光二极管LED3能够交替呈现红色、黄色或绿色的箭头标识信号，例如通过红色、黄色和绿色发光二极管的点阵排列在一个相位标识，如箭头上形成红、黄和绿色三个标识信号，这样，可以交替呈现红、黄、绿三色，进行指挥和车辆的调度。
总的来说，本发明是一种通过具有串行通讯功能的PC机、单片机或单片机系统操纵、控制路口指挥信号灯及延伸于设置有该信号灯的相交十字道口纵横的车道道路调配系统，对尚未到达路口的各行进方向机动车进行按相位先后顺序进行调度组织，以达到各条顺行车道均被同一行驶方向车辆充分使用，且各方向车辆将以分段横排数列的形式在路口信号灯的指挥下无冲突地通过道口的交通控制系统。
本发明具有可根据不同路况编制各种应用程序、通过系统运作达到诸如“机、非、人”时空分离、清场、疏通、单面放行、双向放行、指挥灯睡眠、特警指挥及利用暂闲时段的逆向车道的功能。
本发明可有效缓解城市交通拥堵、提高交通安全、减少红灯等待时间。是提高交通管理水平、实现城市秩序交通的技术保障系统。
权利要求
1.一种道路调配系统，其中该系统包括道路调配控制系统和设置该控制系统的调配区，所述的道路调配控制系统包括主控制机、外部总线，该调配区设置在城市道路各路口的路面上，在调配区上设有进行车道指示的信号灯，所述主控制机通过外部总线与信号灯相连。
2.根据权利要求1所述的道路调配系统，其中所述的道路调配控制系统进一步在主控制机与信号灯之间通过外部总线之间设置从控制机、信号灯控制电路，所述的从控制机的输出端与信号灯控制电路的输入端相连，信号灯控制电路的输出端与信号灯的输入端相连；所述的调配区在现有的路面方向标识、分道线、车道的基础上，在路面方向标识的前方增加一调配区始端线，在调配区始端线的前端设有变道区，在靠近道路口处设有调配区终端线。
3.根据权利要求1所述的道路调配系统，其中所述的信号灯可以是车道调度灯、小灯泡、点阵排布的车道调度灯、液晶显示器、数码显示灯、光纤发光显示灯、激光显示灯或其他能发光物体构成的显示灯；可以用作路口信号灯、非机动车信号灯、行人信号灯。
4.根据权利要求1所述的道路调配系统，其中主控制机与从控制机之间可以采用总线方式、分线方式，由主控制机对从控制机进行通信，从控制机之间实现相互通信；为了保证系统的稳定性，主控制机与从控制机也可以采用冗余设计，从控制机采用多线制。
5.根据权利要求1或3所述的道路调配系统，其中在调配区始端线的前端、每条车道上均设有从控制机和车道调度灯，在调配区始端线与车道调度灯之间设有变道区，在车道调度灯的前端靠近道路口处设有调配区终端线，在调配区终端线也设有用于控制非机动车信号灯、行人信号灯的从控制机。
6.根据权利要求1或3所述的道路调配系统，其中在调配区外，再增设一初级调配区，在路面方向标识的前方增加一初级调配区始端线，在初级调配区始端线的前端、每条车道上均设有初级从控制机和初级车道调度灯，在初级调配区始端线与初级车道调度灯之间设有初级变道区，在初级车道调度灯的前端为调配区始端线，在调配区始端线的前端、每条车道上均设有从控制机和车道调度灯，在调配区始端线与车道调度灯之间设有变道区，在车道调度灯的前端靠近道路口处设有调配区终端线，在调配区终端线也设有用于控制人行道路口灯的从控制机，所述的初级从控制机与从控制机相连。
7.根据权利要求1或3所述的道路调配系统，其中主控制机为具有串行通讯功能的PC机、单片机或单片机系统，所述的主控制机的串行口通过外部总线向从控制机发送数字信号。
8.根据权利要求1或3所述的道路调配系统，其中从控制机至少包括一通讯接口芯片，该接口芯片具有双工、单工、或半双工数字信号传送及接收功能，一能进行逻辑处理的微控制器，该微控制器可以是单片机、单片机系统、PLC、计算机，通讯接口接收主机发来的数字信号，并将该数据发送给微控制器，微控制器根据接收的数字信号控制信号灯的工作状态，对信号灯的亮、灭控制。
9.一种车道调度灯，包括一外壳体、灯座、灯面，其中外壳体与灯座连接，灯面设置在外壳体内，所述灯面上设置有发光元件，并按设定的时间程序分别显示左转、直行、右转相位标识中的至少一个，且每一相位标识分别呈现红、黄、绿三种不同颜色的工作状态。
10.根据权利要求9所述的车道调度灯，其中该三相位车道调度灯进一步包括线路板、接线盒，线路板和发光元件构成的灯面放置在外壳体内，在外壳体的外面设有一灯面盖板，线路板的进线通过接线盒内，在灯座的底下预埋有用于固定调度灯的紧固螺栓，在接线盒外设有接线盒盖板。
全文摘要
本发明涉及一种道路调配系统，其中该系统包括道路调配控制系统和设置该控制系统的调配区，所述的道路调配控制系统包括主控制机、外部总线，该调配区设置在城市道路各路口的路面上，在调配区上设有进行车道指示的信号灯，所述主控制机通过外部总线与信号灯相连。一种车道调度灯，包括一外壳体、灯座、灯面，其中外壳体与灯座连接，灯面设置在外壳体内，所述灯面上设置有发光元件，并按设定的时间程序分别显示左转、直行、右转相位标识中的至少一个，且每一相位标识分别呈现红、黄、绿三种不同颜色的工作状态。
文档编号G08G1/095GK1609908SQ20031010189
公开日2005年4月27日 申请日期2003年10月23日 优先权日2003年10月23日
发明者聂世锦 申请人:聂世锦