交通信號(hào)控制機(jī)中備用控制方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

施康

摘 要：交通信號(hào)控制機(jī)主要是用來控制城市交叉口交通信號(hào)燈的，在傳統(tǒng)的軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，當(dāng)主控模塊發(fā)生故障時(shí)，一般會(huì)采取故障黃閃控制來繼續(xù)維持該交叉口交通信號(hào)的臨時(shí)運(yùn)行，但故障黃閃控制在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)證明是不能對(duì)交通起到一個(gè)很好地疏導(dǎo)作用。因此該文中，在交通信號(hào)控制機(jī)中增加一個(gè)備用控制模塊，備用控制模塊可以實(shí)時(shí)監(jiān)控主控模塊的工作狀態(tài)并且里面預(yù)存有備用方案，當(dāng)監(jiān)控到主控模塊發(fā)生故障時(shí)，可以立即使用備用方案控制代替故障黃閃控制來繼續(xù)維持交叉口的交通信號(hào)正常有序地放行。

關(guān)鍵詞：智能交通 道路交通信號(hào)控制機(jī) 備用控制模塊 故障黃閃

中圖分類號(hào)：U491 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）09（a）-0031-02

近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷地發(fā)展及國內(nèi)汽車保有量不斷地增長(zhǎng)，交通信號(hào)控制系統(tǒng)逐漸被人們所提倡和熟知，交通信號(hào)控制系統(tǒng)主要作用是通過前端交通信號(hào)控制機(jī)、信號(hào)燈和后臺(tái)集中控制系統(tǒng)軟件對(duì)整個(gè)干線或區(qū)域進(jìn)行集中協(xié)調(diào)式地控制，以有效地減少該干線、區(qū)域內(nèi)的停車時(shí)間及停車次數(shù)。交通信號(hào)控制機(jī)是整個(gè)交通信號(hào)控制系統(tǒng)前端最重要的智能控制單元，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)燈的控制，但由于工作在室外惡劣環(huán)境，所以很容易出現(xiàn)故障，因此在交通信號(hào)控制機(jī)主控單元發(fā)生故障時(shí)，能夠繼續(xù)保證路口的交通信號(hào)的正常運(yùn)行就顯得非常重要。

1 傳統(tǒng)交通信號(hào)控制機(jī)硬件系統(tǒng)的介紹

在傳統(tǒng)的交通信號(hào)控制機(jī)硬件系統(tǒng)中，通常有主控模塊、驅(qū)動(dòng)模塊與獨(dú)立黃閃控制模塊，主控模塊通過通訊接口將控制命令直接發(fā)送給驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模塊再依照控制命令控制信號(hào)燈的工作。獨(dú)立黃閃控制模塊監(jiān)控主控模塊和驅(qū)動(dòng)模塊的通訊狀態(tài)，在通訊狀態(tài)出現(xiàn)故障時(shí)，獨(dú)立黃閃控制模塊將代替驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)所有黃燈進(jìn)行黃閃工作。下面圖1是其硬件邏輯框圖：

2 傳統(tǒng)交通信號(hào)控制機(jī)硬件系統(tǒng)的缺點(diǎn)

交通信號(hào)控制機(jī)輸出的信號(hào)有紅、黃、綠、黃閃等幾種信號(hào)，紅色代表禁止通行、黃色代表該交叉口將會(huì)禁行并提醒廣大司機(jī)朋友減速慢行、綠色代表通行、黃閃信號(hào)除了剛剛提到的黃色信號(hào)含義之外還可能說明該路口道路交通信號(hào)控制機(jī)出現(xiàn)了故障。

縱觀國內(nèi)各個(gè)城市，不文明駕駛現(xiàn)象屢見不鮮，由于不文明駕駛導(dǎo)致的交通事故也層出不窮。當(dāng)一個(gè)路口的交通信號(hào)控制機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，根據(jù)《GB 25280-2010道路交通信號(hào)控制機(jī)》國標(biāo)規(guī)定，交通信號(hào)控制機(jī)的控制方式必須降級(jí)為故障黃閃控制。但由于不文明駕駛現(xiàn)象的存在，一些城市交叉口如果執(zhí)行故障黃閃控制，相沖突兩方向的車流必然會(huì)無顧及地向路口中間地帶行駛，結(jié)果可想而知，嚴(yán)重時(shí)甚至有可能導(dǎo)致交通事故的發(fā)生，因此故障黃閃控制至少在目前階段是一種不可取的交通信號(hào)控制方式。

3 備用控制方案的設(shè)計(jì)原理

交通信號(hào)控制機(jī)在正常工作時(shí)，主控模塊通過通訊接口將控制命令先發(fā)給備用控制模塊，備用控制模塊再將收到的控制命令轉(zhuǎn)發(fā)給驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模塊再依照控制命令控制信號(hào)燈的工作。獨(dú)立黃閃控制模塊則監(jiān)控備用控制模塊和驅(qū)動(dòng)模塊的通訊狀態(tài)，也就是在傳統(tǒng)交通信號(hào)控制機(jī)的主控模塊和驅(qū)動(dòng)模塊之間又增加了一個(gè)備用控制模塊。當(dāng)主控模塊發(fā)生故障時(shí)，備用控制模塊則不再轉(zhuǎn)發(fā)主控模塊下發(fā)的控制命令，而是起用自己的備用方案將自己的控制命令發(fā)送給驅(qū)動(dòng)模塊，這樣備用控制模塊就直接接收驅(qū)動(dòng)模塊的控制權(quán)。只有當(dāng)備用控制模塊也發(fā)生故障時(shí)，獨(dú)立黃閃控制模塊才驅(qū)動(dòng)所有黃燈進(jìn)行黃閃。一般來說，備用控制模塊的功能相對(duì)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)比較穩(wěn)定，相對(duì)于復(fù)雜的主控模塊來說不易出現(xiàn)故障。圖2是增加備用控制模塊后的交通信號(hào)控制機(jī)的硬件邏輯圖：

新增的備用控制模塊主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1） 能夠轉(zhuǎn)發(fā)主控模塊下發(fā)的控制命令給驅(qū)動(dòng)模塊；

（2） 能夠監(jiān)控主控模塊的工作狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到主控模塊故障時(shí)能夠接管驅(qū)動(dòng)板的控制權(quán)；

（3） 內(nèi)部有預(yù)先設(shè)置好的信號(hào)燈控制方案，當(dāng)接管驅(qū)動(dòng)模塊控制權(quán)時(shí)，能夠按照設(shè)置好的方案下發(fā)控制命令，進(jìn)而控制驅(qū)動(dòng)模塊控制信號(hào)燈；

（4）內(nèi)部預(yù)先設(shè)置好的信號(hào)燈控制方案應(yīng)能夠修改；

（5）模塊功能簡(jiǎn)單，相對(duì)主控模塊來說，不易出現(xiàn)故障。

4 備用控制方案的優(yōu)點(diǎn)

當(dāng)主控模塊故障時(shí)，備用控制模塊能夠接替主控模塊對(duì)信號(hào)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的方案控制，不必馬上進(jìn)入故障黃閃控制狀態(tài)；避免了信號(hào)機(jī)主控模塊發(fā)生故障時(shí)，直接使用故障黃閃控制信號(hào)燈導(dǎo)致的路口交通擁堵情況出現(xiàn)。

5 結(jié)語

由于城市交叉口是一個(gè)車輛交叉行駛交匯的特殊區(qū)域，保證該區(qū)域交通安全就顯的非常重要，基于此，對(duì)交通信號(hào)控制機(jī)的要求就非常高。傳統(tǒng)的交通信號(hào)控制機(jī)遇故障就降級(jí)為黃閃的交通信號(hào)處理方式，經(jīng)過實(shí)踐證明是不能起到一個(gè)很好的效果，有時(shí)甚至?xí)l(fā)交通事故的發(fā)生。該文提出的備用控制方案方法，當(dāng)交通信號(hào)控制機(jī)遇故障時(shí)可以使用一個(gè)備用控制方案繼續(xù)交通信號(hào)的控制，經(jīng)過實(shí)際使用證明，對(duì)交叉口交通有序安全地運(yùn)行起到了一個(gè)非常好的效果。

參考文獻(xiàn)

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