智能交通信号控制柜的制作方法

1.本发明涉及智能交通控制领域，尤其涉及一种智能交通信号控制柜。


背景技术：

2.传统的城市有轨电车路口交通控制，只能解决有轨电车绝对优先通行，不考虑公路方向的通行效率，采用强制瞬间改变相位的模式，无法保证对混合路权的通行效率和通行安全的要求情况，即有轨电车与社会车辆共有道路路权的情况做集中统一协同控制。列车运行效率无法提高，车地协同效率低，通过瞬间硬切红绿灯的方式，无法保证城市交通安全。


技术实现要素：

3.本技术提供了一种智能交通信号控制柜，应用于城市有轨电车交通路口协同优先控制，是为了提高有轨列车运营速度和同时兼顾市政交通的通行效率，在有轨和市政的交叉路口设置一个协同优先控制信号机柜，保证有轨电车高效运行和缓解市政交通拥堵问题。
4.为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
5.一种智能交通信号控制柜，所述控制柜包括箱身、内机箱，所述内机箱螺栓连接位于所述箱身的中间部分，包括电源模块、主控模块、灯驱模块、通信模块、车辆检测器模块、手控模块、特勤控制接收模块和特勤控制器模块以及背板接口板，在所述内机箱前侧依次设置有电源板、主控板、通讯板、流量板和驱动板。
6.作为优选，所述内机箱上侧螺纹连接有平行排列的多块第一挡板，所述第一挡板上排列有多个通风孔，所述内机箱前侧螺纹连接有第二挡板，所述第二挡板排列有多组信号灯；
7.所述内机箱下侧依次排列有电表、总开关和空开避雷器插座；靠近所述箱身底侧放置有plc交换机，在所述plc交换机前侧螺纹连接有第三挡板，所述第三挡板上排列有多个通风孔；
8.所述控制柜还包括位于所述箱身侧边的手动控制单元和调试插座，以及机柜前门，以及在所述机柜前门内侧固定连接的文件袋。
9.作为优选，所述机柜前门为内嵌于所述控制柜，并设置有门锁，所述门锁上安装有保护装置。
10.作为优选，所述灯驱模块调整输出电流使调光控制时信号灯的光强下降 25％-50％，可自动开始及终止调光控制，具备夜间调光功能；
11.所述手控模块，将交通信号控制机从自动控制模式转入手动控制模式，并保持原有相位的最小安全时间；
12.所述通信模块配备rj45接口，支持tcp/ip以太网通讯协议，与中心使用光纤作为媒介进行全双工的数据传输，还配备有rs485接口的视频、线圈、微波、地磁等检测器的接
口；
13.所述车辆检测器模块包括车辆检测器，用于检测路口各个方向车流量；
14.所述主控模块用于对所述控制柜的各类参数配置、故障检测、实时控制，并可与中心控制平台软件的通信及其它功能模块的通信控制；
15.所述特勤控制接收模块和特勤控制器模块用于对特勤车辆的快速通行控制；
16.所述背板接口板提供外部的输入输出接口的转接功能。
17.作为优选，所述控制柜还包括多种通讯接口，可扩展rs232、rs485、rj45 接口与上位机通信，支持符合tcp/ip协议的局域网、移动通讯网。
18.本发明的智能交通信号控制柜的工作原理及效果为：根据有轨电车车载和中心发送到信号机柜的信息，通过采集车辆实时位置信息、速度信息、下一路口信号灯运行状态及饱和程度等信息，按照车辆安全运行车速内，实时计算当前车辆适宜速度，将计算后的车辆运行建议速度发至有轨电车车载，保障有轨电车安全有序通过路口，不影响社会车辆通行。
19.信号机柜采用实时边缘计算，根据有轨列车的运行时刻表、有轨列车的运行速度、有轨列车的实时位置信息、站台停靠时间大数据分析进行全程实时算法运算来调整每个周期红绿灯四个相位的周期时间，红绿灯周期时间分配合理，使有轨电车能够顺利通过路口，又不影响公路方向的相位通行时间。
附图说明
20.图1是本发明一种智能交通信号控制柜的结构组成原理图；
21.附图说明：第一挡板-1，手动控制单元-2，电源板-3，主控板-4，通讯板
ꢀ‑
5，流量板-6，驱动板-7，调试插座-8，内机箱-9，空开避雷器插座-10，电表-11，总开关-12，第三挡板-13，机柜前门-14，文件袋-15，plc交换机-16，箱身-17。
具体实施方式
22.下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.本技术的权利要求书和说明书的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，这仅仅是描述本技术的实施例中对相同属性的对象在描述时所采用的区分方式，此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，以便包含一系列单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他单元。
24.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本技术。
25.实施例1，如图1所示，智能交通信号控制机设备组成如下表1：
26.表1
[0027][0028]
系统功能
[0029]
固定配时方案控制功能；
[0030]
独立感应模式控制功能(需要车辆检测器支持、支持跳相)；
[0031]
(单点路口)实时自适应优化控制功能(需要车辆检测器支持)；
[0032]
无电缆协调控制功能(绿波控制功能)；
[0033]
特勤控制功能；
[0034]
行人过街请求功能；
[0035]
(路口信号灯)黄灯闪烁功能；
[0036]
(人工)手动强制干预功能；
[0037]
设备自动升降级处理功能；
[0038]
远程通讯控制功能；
[0039]
设备避雷保护功能；
[0040]
过电/漏电/掉电保护功能；
[0041]
设备异常工作状态监测及保护功能；
[0042]
公交/轻轨优先控制功能(需要地面rfid检测器)；
[0043]
可变车道、潮汐车道控制
[0044]
(lcd显示屏)路口设备工作状态同步显示功能；
[0045]
(交通流)数据采集处理功能；
[0046]
其它辅助控制功能；
[0047]
交通流检测及数据统计功能；
[0048]
本地系统算法流程执行方案优化功能；
[0049]
路口信号控制机信号处理、分析运算及控制功能；
[0050]
硬件黄闪控制。
[0051]
主要性能
[0052]
工作模式及优先级控制：
[0053]
提供多种工作模式及优先级控制(具有多路口控制功能、协调控制(上位机控制)、无电缆协调控制、待机控制、定周期多时段控制、手动控制、黄闪控制、感应控制、协调控制及特勤控制等)；
[0054]
启动时序：
[0055]
交通信号控制机通电开始运行时交通信号控制机先进行自检，自检后按如下时序启动；
[0056]
a、各信号相位先进入黄闪信号；
[0057]
b、黄闪信号结束后，各信号相位进入路口清空灯色相位；
[0058]
c、清空灯色相位结束后，交通信号控制机按预设置的方式运行。
[0059]
控制模式转换
[0060]
交通信号控制机从自动控制模式转入手动控制模式时，手动开关作用以后，保持原有相位的最小安全时间，最小安全时间根据控制点实际情况设定；
[0061]
从手动控制模式转入自动控制模式时，信号状态不突变，各相位信号应保持转换时刻的状态，并从当前信号状态开始以自动控制方式运行。
[0062]
自动控制模式间的转换实现平滑过渡。在平滑过渡中，交通信号保证在路口内等候的车辆能够安全驶离路口。
[0063]
信号灯
[0064]
交通信号控制机具备夜间调光功能，在此功能下交通信号控制机根据要求可自动开始及终止调光控制。进行调光控制时信号灯的光强下降25％
‑‑
50％。信号机的灯驱电路通过调整输出电流实现该功能。
[0065]
支持控制led信号灯、白炽信号灯和卤素信号灯，并支持信号灯的电流及电压检测等功能，支持故障检测及记录，实时上传信号灯故障；
[0066]
具备灵活的过渡灯色设置，支持绿闪过渡、黄灯过渡、四面全红过渡等，并可根据需要设置；
[0067]
时钟校时
[0068]
具有时钟校准接口，与中心相联时以中心通讯服务器时间同步，与中心断开时通过gps等每小时进行校时。时钟的误差范围24小时内小于1秒。
[0069]
数据断电保存
[0070]
具有在断电情况下的数据保存功能，支持掉电监控，工作环境监测，电压、温度、频率等；
[0071]
数据断电保存期限10年。
[0072]
故障监测及处理
[0073]
具有对内、外设备故障监测、自诊断和记录功能，发现故障后应采取适当措施以确保交通安全，并发出故障警示信号。发生以下严重故障，交通信号控制机立即进入黄闪或关灯状态：
[0074]
a、绿冲突故障；
[0075]
b、同一灯组红绿冲突故障；
[0076]
c、连接在某一输出的所有信号灯组的红灯同时发生故障；
[0077]
d、电压超出正常使用范围有自保护措施；
[0078]
e、影响道路交通安全的其它严重故障。
[0079]
信息采集
[0080]
支持视频、线圈、rfid微波、地磁等各种检测器，提供最大32路ttl电平输入和最大6路rs485接口输入，可支持32路地磁或者32路地感车检输入，支持6路rs485接口的视频车检或rfid微波车检输入；
[0081]
与信号系统中心通信
[0082]
1.信号机柜与有轨电车中心ats服务器软件进行数据实时传送，采集有轨列车的运行时刻表、有轨列车的运行速度、有轨列车的实时位置信息、站台停靠时间大数据分析进行全程实时算法运算来调整每个周期红绿灯四个相位的周期时间，实时运算有轨电车的建议速度，将建议速度反馈回中心ats服务器。
[0083]
冲突检测
[0084]
支持信号灯绿冲突、外灯灯不亮、红绿同亮等故障检测，并在发生故障时自动降级；信号控制机的自动降级顺序为：指挥中心控制-无电缆协调控制-感应控制-多时段多方案-定周期控制-黄闪-关灯；
[0085]
无电缆协调控制
[0086]
在具备检测器的条件下，支持全感应控制、半感应控制、单点优化控制；
[0087]
自动开关机
[0088]
支持自动开关机，可任意指定时间黄闪，若信号控制机掉电，数据可保持不变；
[0089]
绿波
[0090]
支持绿波带控制、vip线路控制、特勤控制等功能；
[0091]
设备容量
[0092]
a、支持最大32个相位，128个配时方案数；
[0093]
b、日计划可设置，默认日计划数为20个，每个日计划可划分为24个阶段，并可按日期、工作日、节假日等分别设置；
[0094]
c、支持40个时间表计划调度；
[0095]
d、支持驱动最大32路倒计时信号输出；
[0096]
e、支持48路灯输出，并可扩展到96路灯输出；
[0097]
电气指标
[0098]
a、电压
[0099]
工作电压：标准支持ac176v～264v，可扩展到ac85v～ac264v
[0100]
频率：50
±
2hz
[0101]
b、绝缘电阻：绝缘电阻＞100mω。
[0102]
c、整机功耗：整机功率≤10w(不包含红绿灯功率)。
[0103]
d、输出功率：每路最大输出功率600w。
[0104]
物理指标
[0105]
a、工作温度：－40℃～+70℃；
[0106]
b、工作湿度：5％～95％无结露；
[0107]
c、机箱尺寸：148cm(高)x 69cm(宽)x 46cm(深)；
[0108]
d、整机重量：≤70kg。
[0109]
系统特点
[0110]
维护方便：模块化设计，结构紧凑合理。
[0111]
稳定可靠：采用嵌入式中央控制系统。
[0112]
超强保护：全天候室外机箱，内置防雷和防浪涌装置。
[0113]
多种通讯接口：可扩展rs232、rs485、rj45接口与上位机通信，可采用光缆、pstn共用电话网、无线电等联网方式，并可根据用户要求，支持符合 tcp/ip协议的局域网、移动通讯网等方式。
[0114]
配置灵活：每个信号灯的闪烁时间和状态可调。
[0115]
故障诊断：全面的故障诊断功能使故障定方便。
[0116]
标准：遵从国家标准《道路交通信号控制机》(gb25280-2016)的中心协调控制式信号控制机。
[0117]
模块化设计：交通信号控制机采用模块化设计，分为电源模块、主控模块、通信模块、灯驱模块、车辆检测器模块、手控模块、特勤控制接收模块、特勤控制器模块及背板接口板组成。
[0118]
其中，交通信号控制机各模块功能如下表2
[0119]
表2
[0120][0121]
设置方式灵活：具备指挥中心设置、手提电脑现场设置。
[0122]
emc电磁兼容性：具备抗浪涌冲击、抗周期跌落、抗群脉冲干扰、抗静电干扰的能力。
[0123]
扩展性强：采用了模块化结构和工控的总线方式，具有很强的系统可扩展性，可根据具体情况，扩展环境参数检测、实时的倒计时显示等功能。
[0124]
工作模式多样：可设置实时自适应、多时段多方案、半感应、全感应、定周期、人工手控、无电缆协调、指挥中心步进控制、黄闪、交通管制等多种工作模式。
[0125]
■
绿波控制：在执行警卫、消防、救护、抢险等任务的时候，其行车路线上的各交通信号灯按车辆到达路口的时间开启绿灯，保证车辆畅通无阻。控制方式可由中央控制器实现。
[0126]
■
单点控制：各交叉路口的信号灯由交通信号控制机独立控制。
[0127]
■
闪灯控制：信号灯黄灯不停的闪烁，向车辆和行人发出警告或提示。
[0128]
■
步进控制：根据路口交通需求，由指挥中心发出命令模拟交通信号控制机的手动控制方式，进行交通疏导。
[0129]
■
交通管制：根据路口交通需求，由指挥中心发出命令模拟交通信号控制机的手动控制方式，进行交通疏导。
[0130]
交通数据自动采集与处理：
[0131]
■
通过车辆检测器对路口每个车道的车流量进行自动采集、处理和存储，为改善城市交通控制和城市规划提供决策依据。
[0132]
■
支持环形线圈、雷达、视频识别等多种车辆检测器。通过车辆检测器可实时检测控制区域内的交通流状况，通过交通模型计算出路口停车线车辆的到达和排队情况，以减少行车延误和停车率为优化目标，对控制方案与控制参数进行优化调整，构成整体优化的实时自适应控制系统。
[0133]
设备防护：具备过载与漏电保护，软/硬件双重监视的绿冲突保护。对系统硬件、软件的工作状态和故障情况进行全面监视。所有输出口都采用了光电隔离措施。
[0134]
支持控制命令发送、设备情况查询、实时显示各受控路口红绿灯状况。
[0135]
降级顺序：指挥中心控制-无电缆协调控制-感应控制-多时段多方案-定周期控制-黄闪。
[0136]
信号控制机的机柜满足相关部门的相关标准要求，内部空间大，利于信号控制机的散热、安装、使用和维修、机柜内可放置光端机、交换机、闯红灯监测设备等设备。信号灯灯具接线、外部保险等均在机柜内连接。机柜门采用统一门锁，门锁上有保护装置，以防止被非法使用者打开。信号控制器柜门采用内嵌式，缝隙小于3毫米，保障信号控制机的安全。手动控制开关盒设置于机柜的侧面，可单独打开，而无需打开主机柜门。
[0137]
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。