交通信號控制機中備用控制方案的設計與實現(xiàn)

施康

摘 要：交通信號控制機主要是用來控制城市交叉口交通信號燈的，在傳統(tǒng)的軟硬件系統(tǒng)設計中，當主控模塊發(fā)生故障時，一般會采取故障黃閃控制來繼續(xù)維持該交叉口交通信號的臨時運行，但故障黃閃控制在實際應用中經(jīng)證明是不能對交通起到一個很好地疏導作用。因此該文中，在交通信號控制機中增加一個備用控制模塊，備用控制模塊可以實時監(jiān)控主控模塊的工作狀態(tài)并且里面預存有備用方案，當監(jiān)控到主控模塊發(fā)生故障時，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正常有序地放行。

關鍵詞：智能交通 道路交通信號控制機 備用控制模塊 故障黃閃

中圖分類號：U491 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）09（a）-0031-02

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

1 傳統(tǒng)交通信號控制機硬件系統(tǒng)的介紹

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

2 傳統(tǒng)交通信號控制機硬件系統(tǒng)的缺點

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

縱觀國內(nèi)各個城市，不文明駕駛現(xiàn)象屢見不鮮，由于不文明駕駛導致的交通事故也層出不窮。當一個路口的交通信號控制機出現(xiàn)故障時，根據(jù)《GB 25280-2010道路交通信號控制機》國標規(guī)定，交通信號控制機的控制方式必須降級為故障黃閃控制。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無顧及地向路口中間地帶行駛，結(jié)果可想而知，嚴重時甚至有可能導致交通事故的發(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控制方式。

3 備用控制方案的設計原理

交通信號控制機在正常工作時，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)動模塊，驅(qū)動模塊再依照控制命令控制信號燈的工作。獨立黃閃控制模塊則監(jiān)控備用控制模塊和驅(qū)動模塊的通訊狀態(tài)，也就是在傳統(tǒng)交通信號控制機的主控模塊和驅(qū)動模塊之間又增加了一個備用控制模塊。當主控模塊發(fā)生故障時，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)動模塊，這樣備用控制模塊就直接接收驅(qū)動模塊的控制權(quán)。只有當備用控制模塊也發(fā)生故障時，獨立黃閃控制模塊才驅(qū)動所有黃燈進行黃閃。一般來說，備用控制模塊的功能相對簡單，系統(tǒng)比較穩(wěn)定，相對于復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控制機的硬件邏輯圖：

新增的備用控制模塊主要有以下幾個特點：

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

（2） 能夠監(jiān)控主控模塊的工作狀態(tài)，當檢測到主控模塊故障時能夠接管驅(qū)動板的控制權(quán)；

（3） 內(nèi)部有預先設置好的信號燈控制方案，當接管驅(qū)動模塊控制權(quán)時，能夠按照設置好的方案下發(fā)控制命令，進而控制驅(qū)動模塊控制信號燈；

（4）內(nèi)部預先設置好的信號燈控制方案應能夠修改；

（5）模塊功能簡單，相對主控模塊來說，不易出現(xiàn)故障。

4 備用控制方案的優(yōu)點

當主控模塊故障時，備用控制模塊能夠接替主控模塊對信號機驅(qū)動模塊進行簡單的方案控制，不必馬上進入故障黃閃控制狀態(tài)；避免了信號機主控模塊發(fā)生故障時，直接使用故障黃閃控制信號燈導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，對交通信號控制機的要求就非常高。傳統(tǒng)的交通信號控制機遇故障就降級為黃閃的交通信號處理方式，經(jīng)過實踐證明是不能起到一個很好的效果，有時甚至會引發(fā)交通事故的發(fā)生。該文提出的備用控制方案方法，當交通信號控制機遇故障時可以使用一個備用控制方案繼續(xù)交通信號的控制，經(jīng)過實際使用證明，對交叉口交通有序安全地運行起到了一個非常好的效果。

參考文獻

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