專利名稱：一種道路入口匝道控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種道路入口匝道控制器，屬于交通運(yùn)輸自動控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
城市快速道路是城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動脈。
國外的交通事業(yè)發(fā)展的比較早，其匝道控制進(jìn)行科研和實用也較早，發(fā)達(dá)國家的城市快速道路建設(shè)從上個世紀(jì)50年代開始。美國于上個世紀(jì)60年代在芝加哥的Eisenhower快速路進(jìn)行了入口匝道控制。其后，美國的洛杉磯、西雅圖、鳳凰城等城市先后進(jìn)行了城市快速路的匝道控制。并且，國外對匝道控制經(jīng)歷了從單點控制到網(wǎng)路整體控制的過程，對緩解交通堵塞起到了良好的效果。
國內(nèi)進(jìn)行交通控制的研究自上個世紀(jì)的80年代就開始，原有的匝道控制系統(tǒng)控制方式單一，不能構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)進(jìn)行自動控制，使得在局部區(qū)域某些特定的時間內(nèi)出現(xiàn)了越控制越堵塞的現(xiàn)象，從而沒能達(dá)到預(yù)先的設(shè)計目的。而且專門的城市快速路匝道研究并不多，沒有成功的先例。有些地方，例如北京，更缺乏所謂的匝道。所以上海要進(jìn)行的這項研究是帶有一定開創(chuàng)性質(zhì)的，在將來的應(yīng)用中，匝道控制器將在城市快速路體現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢和作用。
上海市智能交通系統(tǒng)的研究和實施正以迅猛的勢頭快速發(fā)展，自2001年上海市科委的“機(jī)動車交通信息采集、處理與發(fā)布”智能交通重大研究課題研究到2004年上海市建委的“上海市中心區(qū)道路交通信息采集系統(tǒng)”再到2006年中環(huán)線(浦西段)交通監(jiān)控系統(tǒng)，上海已經(jīng)基本建成以市中心區(qū)為主的交通信息采集、處理與發(fā)布系統(tǒng)。上海市中心區(qū)快速路范圍中，每隔400-500米的車道和高架上下匝道均已經(jīng)鋪設(shè)了感應(yīng)線圈車輛檢測器，交通誘導(dǎo)信息牌的數(shù)量逐漸增加。通過不同類型(圖形和文字、大中小板)的可變信息板(VMS)實時動態(tài)地向駕駛員提供道路交通信息，將實時的交通狀況信息、交通事件信息以基于GIS-T的方式及時地向相關(guān)交通管理人員報警、提示，并發(fā)布到相關(guān)的部門終端。同時，2004年的高架上匝道實時調(diào)控工程，也實現(xiàn)了對高架路入口匝道實施通行控制功能。該工程的入口匝道控制中，匝道的通行控制可以由交警現(xiàn)場控制，也可以在交警總隊的控制中心遠(yuǎn)程控制；在匝道關(guān)閉或恢復(fù)為開放時，設(shè)置在相關(guān)地面道路上的S型可變信息板會按照其布設(shè)相對入口匝道的距離，分時序發(fā)布匝道狀態(tài)(關(guān)閉、暢通或擁擠)信息。
然而，雖然上海市已經(jīng)實現(xiàn)了對入口匝道的通行控制，但是這種以人工干為主的控制方式還滿足不了快速路交通監(jiān)控系統(tǒng)需要。
以中國上海市為例，自1985年以來就開始計劃著手建設(shè)快速道路，20世紀(jì)90年代以來，實施了大規(guī)模的道路交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，逐漸形成了以內(nèi)環(huán)、南北、延安高架等為骨干的城市快速路交通網(wǎng)絡(luò)。2002年，“申”字形快速路網(wǎng)形成。2006年，中環(huán)線快速路(浦西段)的建成，又填補(bǔ)了內(nèi)、外環(huán)線之間的城市環(huán)形快速路的空白。
截至到現(xiàn)在，總長約為110km的上海市中心區(qū)快速路網(wǎng)基本建成，一定程度上緩解了本市中心區(qū)以及邊緣的交通矛盾，為城市交通提供了較高的道路服務(wù)水平。其快速、便捷、通暢、安全的交通條件吸引了大量的機(jī)動車流量，使得城市快速道路成為駕駛員和市民出行的首選路線。
然而隨著上海經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車保有量激增，上海市的交通問題日益嚴(yán)峻，同時，快速路為地面道路系統(tǒng)分擔(dān)了近50％的機(jī)動車交通量，其交通壓力也日益變得嚴(yán)重。
在如此大流量的交通壓力下，內(nèi)環(huán)高架頻繁出現(xiàn)擁堵現(xiàn)象，并有進(jìn)一步惡化的趨勢，嚴(yán)重影響了城市骨干路網(wǎng)的交通運(yùn)行。
預(yù)計2020年才可能出現(xiàn)的高架道路交通飽和現(xiàn)象提前到來。2000年和2001年內(nèi)環(huán)高架道路路段日平均交通流量分別為6.8萬輛和7.4萬輛，部分路段呈現(xiàn)出超飽和的狀態(tài)，其中滬太路-廣中路路段的日流量已超過10萬輛，宛平南路-秣陵路的日流量近9萬輛。2003年共和新路高架和盧浦大橋通車，使得更多的外圍地區(qū)車輛能夠快速的進(jìn)入中心區(qū)，在逸仙路、滬閔路和盧浦大橋等入口，在高峰時進(jìn)入市中心方向的流量達(dá)到了每小時20000輛，飽和度超過1.25。2006年，被希望于改善高架道路交通飽和現(xiàn)象的中環(huán)線通車，但僅一個月后，其個別路段就出現(xiàn)了嚴(yán)重?fù)矶卢F(xiàn)象。
不僅如此，高架路主線交通的過飽和還容易導(dǎo)致出入口匝道以及與之相連接交叉口交通擁堵的出現(xiàn)。
目前，上海市快速路系統(tǒng)(浦西，且不包括外環(huán)和中環(huán))匝道臨近地面交叉口共計65個，其中上匝道臨近交叉口(無下匝道)共計10個；其余55個交叉口中，屬嚴(yán)重阻塞的交叉口有23個；屬阻塞交叉口的有19個；屬基本暢通交叉口的僅有13個。并且由于主線交通量大，入口處車輛的匯入將引起主線車流較大的波動，從而導(dǎo)致交通擁堵的發(fā)生，而出口處的車流量超過了交叉口的通行能力而難以疏散，造成交通擁堵，同時回溢到主線造成主線的擁堵。形成進(jìn)一步的惡性循環(huán)。聯(lián)系到其他大城市快速路系統(tǒng)，也存在上述問題。
因此，快速路在高峰甚至非高峰時期常常出現(xiàn)擁堵，難以保證交通的連續(xù)性，車輛運(yùn)行時快時慢，快速道路系統(tǒng)也已不再“快速”，對入口匝道必須實施控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種道路入口匝道控制器，該控制器可以實現(xiàn)實時的自適應(yīng)自動控制、就地控制、遠(yuǎn)程控制，通過采集交通參數(shù)檢測設(shè)備檢測到的交通參數(shù)、控制本地控制和通訊設(shè)備達(dá)到調(diào)節(jié)匝道匯入主線的車輛數(shù)。該控制器具有可擴(kuò)展性、設(shè)備無關(guān)性、算法可替換性。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決技術(shù)方案由硬件和軟件兩部分結(jié)合而成。入口匝道控制器的硬件包括嵌入式計算機(jī)、接線端子排、工業(yè)電源、繼電器、光端機(jī)、光纜終端盒。嵌入式計算機(jī)放在經(jīng)過防塵防潮處理的機(jī)箱內(nèi)。外部器件通過通訊控制線從機(jī)箱外連接到箱內(nèi)的端子排上，如通行燈和信號燈的控制線是從端子排上連接到相對應(yīng)的繼電器上，然后再通過繼電器連接到I/O板卡上；情報板和車檢器的通訊線是從端子排上直接連接到主機(jī)的RS485通訊接口上面；便攜設(shè)備(如PDA、筆記本電腦等不固定連接設(shè)備)在必要時(如調(diào)試、維修等)連接到嵌入式計算機(jī)面板處的通訊端口上。嵌入式主機(jī)通過網(wǎng)線連接到光端機(jī)上，光端機(jī)再通過光纖與光纜終端盒相連，最后接入INTERNET，從而與中控監(jiān)控機(jī)通訊。
所述的嵌入式計算機(jī)，包括CPU模塊組、功能模塊組和擴(kuò)展模塊組，各個模塊組使用通訊總線以插接方式與底板相連接，從而組成整個主機(jī)系統(tǒng)。
以上為匝道控制器硬件部分；以下為軟件部分。
軟件是匝道控制器中核心的內(nèi)容，應(yīng)用軟件構(gòu)架和實現(xiàn)中所需要的關(guān)鍵技術(shù)，決定了整個系統(tǒng)是否能穩(wěn)定、高效地運(yùn)行。
在對常用的嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行比較后，選擇了Linux操作系統(tǒng)作為本發(fā)明的系統(tǒng)軟件?？刂扑惴ㄗ鳛檎麄€軟件的核心，根據(jù)快速路的特點，對ALINEA算法進(jìn)行了改進(jìn)和修正。
Linux操作系統(tǒng)是一個支持多用戶，多任務(wù)的操作系統(tǒng)，它以穩(wěn)定可靠，安全以及支持多種平臺，對硬件的要求低。
本發(fā)明的有益效果本匝道控制器，其÷控制系統(tǒng)由本地設(shè)備和中控監(jiān)控機(jī)兩部分組成，在總體效果評估中采用以平均速度指標(biāo)為主、輔以占有率、排隊長度和總旅行時間指標(biāo)作為實際上路調(diào)試的效果評估指標(biāo)，入口匝道控制器的開發(fā)，使得其可以適應(yīng)不斷發(fā)展變化的交通領(lǐng)域。現(xiàn)在，通過匝道控制器可以實現(xiàn)實時的自適應(yīng)自動控制，具有可擴(kuò)展性、設(shè)備無關(guān)性、算法可替換性，隨著將來的進(jìn)一步研究和開發(fā)，可以很方便地改用其他更加有效的控制算法，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作比較詳細(xì)地說明。


圖1為本發(fā)明的匝道控制器硬件原理框圖；圖2為本發(fā)明的匝道控制器軟件結(jié)構(gòu)原理框圖；圖3為本發(fā)明的匝道控制器軟件中控制算法模塊的工作流程圖；圖4為本發(fā)明的匝道控制器軟件中控制算法模塊的工作原理圖；具體實施方式
參照圖1，這是本發(fā)明的匝道控制器硬件原理框圖。
如圖所示，其硬件包括嵌入式計算機(jī)1、接線端子排2、工業(yè)電源3、繼電器4、光端機(jī)5、光纜終端盒6。
嵌入式計算機(jī)放在經(jīng)過防塵防潮處理的機(jī)箱內(nèi)，外部器件連接通訊控制線從機(jī)箱外先連到箱內(nèi)的端子排上，通行燈和信號燈的控制線再從端子排連接到相互對應(yīng)的繼電器上，然后再通過繼電器連接到I/O板卡上。情報板和車檢器的通訊線從端子排上直接連接到主機(jī)的RS485接頭上面。手操器則是不固定連接設(shè)備，只有調(diào)試維修時才連接到嵌入式計算機(jī)面板處的通訊端口上。嵌入式主機(jī)通過網(wǎng)線連接到光端機(jī)上，光端機(jī)再通過光纖與光纜終端盒相連，最后接入INTERNET，從而與中控監(jiān)控機(jī)通訊。
所述的嵌入式計算機(jī)1，包括SOM系統(tǒng)8、PC/104模塊9、單板電腦10、半長CPU卡11、POS控制系統(tǒng)12硬件結(jié)構(gòu)。
根據(jù)匝道控制器硬件系統(tǒng)架構(gòu)，PC/104模塊9硬件結(jié)構(gòu)靈活，擴(kuò)展設(shè)備包括PCMCIA、以太網(wǎng)、GPS、數(shù)字I/O、以及多串口多種模塊，能充分滿足匝道控制器今后擴(kuò)展需求。
由PC/104結(jié)構(gòu)特性決定其各個PC/104模塊間可以進(jìn)行堆棧式的再組合，而且還可以將PC/104模塊當(dāng)成一個“宏器件”嵌入到特定的產(chǎn)品中。PC/104模塊的特性完全符合匝道控制器嵌入式主機(jī)設(shè)備，將嵌入式主機(jī)設(shè)計為插接方式，使用16位PC/104總線作為底板連接通用總線，分為將CPU模塊組、功能模塊組、擴(kuò)展模塊組以插接方式與底板連接，從而組成整個主機(jī)系統(tǒng)。
本模塊由PC/104 CPU板、主板轉(zhuǎn)接板、硬盤/電子盤、硬盤轉(zhuǎn)接板四部分組成，PC/104與主板轉(zhuǎn)接板采用16位PC/104總線連接；硬盤/電子盤通過IDE與硬盤轉(zhuǎn)接版連接并固定，硬盤轉(zhuǎn)接板與主板轉(zhuǎn)接板通過IDE連接通訊。在初期設(shè)計當(dāng)中由于當(dāng)時考慮側(cè)重方面不同，使得起初想通過軟排線進(jìn)行端口的導(dǎo)出。
功能模塊組根據(jù)匝道控制要求，需要I/O和RS485通訊功能，所以本模塊組由PC/104 I/O板和多串口卡、擴(kuò)展轉(zhuǎn)接板3部分組成，PC/104 I/O板和多串口卡以堆棧式連接，再連接到擴(kuò)展轉(zhuǎn)接板上。這樣使得各個PC/104模塊可以通過底板總線結(jié)構(gòu)進(jìn)行互相間的通行，構(gòu)建出整體系統(tǒng)。
擴(kuò)展模塊組擴(kuò)展模塊組主要是由于在PC/104 I/O板上沒有進(jìn)行全面的光電隔離的處理，匝道控制器又是應(yīng)用在工控領(lǐng)域當(dāng)中，對I/O器件隔離很重要，從而需要專門設(shè)計輔助的光電隔離板，還需要對多串口卡進(jìn)行端口外接處理，進(jìn)行功能的完善匝道控制器嵌入式主機(jī)箱體確定主機(jī)箱體使用3U插接箱體，箱內(nèi)板卡可以自由組合、自由插拔擴(kuò)展，對維修調(diào)試極為的方便，結(jié)構(gòu)也適合匝道控制器整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計由于匝道控制器嵌入式主機(jī)箱為無電源設(shè)備，所以匝道控制器內(nèi)需要設(shè)置工業(yè)電源，對外的INTERNET通訊需要用光端機(jī)和光纜終端盒進(jìn)行通訊，匝道控制器屬于標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)控制柜體。
參照圖2，這是本發(fā)明的匝道控制器軟件結(jié)構(gòu)原理圖。
如圖所示，其軟件結(jié)構(gòu)分為應(yīng)用層、通訊控制層和基本層。應(yīng)用層包括數(shù)據(jù)管理、算法、設(shè)備管理、車檢器、情報板、通行燈、信號燈；通訊控制層包括基于Modbus協(xié)議的通訊管理、IO管理；基本層包括串口讀寫、定時器、存儲管理、網(wǎng)絡(luò)Socket讀寫、IO讀寫。
數(shù)據(jù)管理分別到車檢器、算法，算法分別到情報板、通行燈、信號燈，設(shè)備管理分別到情報板、通行燈、信號燈；從應(yīng)用層到通訊控制層其中車檢器、情報板到基于Modbus協(xié)議的通訊管理；通行燈、信號燈到IO管理；從通訊控制層到基本層其中基于Modbus協(xié)議的通訊管理、IO管理到串口讀寫、定時器、存儲管理、網(wǎng)絡(luò)Socket讀寫、IO讀寫。
參照圖3，這是本發(fā)明的匝道控制器軟件中控制算法模塊的工作流程圖如圖所述，其工作流程步驟如下從[開始]到[從配置文件獲取靜態(tài)配置參數(shù)]、[每20s從主線程獲取實時交通數(shù)據(jù)]、[處于控制時段內(nèi)？]進(jìn)行判斷，如果否，便進(jìn)入[調(diào)節(jié)率置飽和值]、[返回匝道單車道調(diào)節(jié)率]；如果是，便進(jìn)入[數(shù)據(jù)處理]、[數(shù)據(jù)無效/設(shè)備故障？]，進(jìn)行判斷，如果是，便進(jìn)入[調(diào)節(jié)率上一周期調(diào)節(jié)率]、[返回匝道單車道調(diào)節(jié)率]；如果否，便進(jìn)入[符合調(diào)節(jié)率置0條件？]；另一路到[符合調(diào)節(jié)率置0條件？]進(jìn)行判斷，如果是，進(jìn)入[調(diào)節(jié)率置0值]，如果否，則進(jìn)入[符合置飽和調(diào)節(jié)率條件？]進(jìn)行判斷，如果是，則進(jìn)入[調(diào)節(jié)率置飽和值]， 如果否，則進(jìn)入[符合排隊優(yōu)先條件？]如果是，則進(jìn)入[調(diào)節(jié)率置排隊優(yōu)先值]；[符合排隊優(yōu)先條件？]進(jìn)入到[算法計算(包括排隊約束)]、[調(diào)節(jié)率平滑]，[返回匝道單車道調(diào)節(jié)率]、[結(jié)束]。
在整個軟件部分，控制算法處于核心地位，控制算法的優(yōu)劣在很大程度上決定了匝道控制器的控制效果。采用標(biāo)準(zhǔn)的C語言，展開控制算法的實現(xiàn)工作。
控制算法，根據(jù)快速路的特點對ALINEA算法進(jìn)行了改進(jìn)。
Linux具有裁減定制的功能，可以根據(jù)實際硬件的需求對系統(tǒng)進(jìn)行裁減定制，對Linux系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的裁減。裁減的內(nèi)容包括以下3個部分內(nèi)核的裁減，根文件系統(tǒng)的定制和引導(dǎo)器的制作。
匝道控制器按照功能需求的不同，在整個系統(tǒng)中可以處于兩種不同的角色上位機(jī)和下位機(jī)。當(dāng)它作為上位機(jī)的時候，其主要的功能是檢測外部設(shè)備，處理相關(guān)數(shù)據(jù)，然后再控制相關(guān)的設(shè)備；當(dāng)它作為下位機(jī)時，其主要的功能是響應(yīng)來自PDA或者是控制中心的命令。
如果從資源的使用角度來講可以對整個系統(tǒng)作出如下的劃分，通訊中使用到的串口(PDA線程)，網(wǎng)口(遠(yuǎn)程控制線程)，兩個485接口(道路信息數(shù)據(jù)采集線程和情報板線程)；I/O口(信號燈控制部分)；這種以硬件資源劃分的方式和實現(xiàn)各個相對獨立的功能模塊緊密相關(guān)，在實現(xiàn)的過程中這些相對獨立的功能模塊主要體現(xiàn)在線程所完成的功能上，各個線程任務(wù)的功能說明如下道路信息數(shù)據(jù)采集線程。此線程的主要功能是完成車檢器數(shù)據(jù)的采集周期性的訪問車檢器，并將車檢器傳輸?shù)脑紨?shù)據(jù)以及車道狀態(tài)保存下來；數(shù)據(jù)的處理按照算法所需要的接口以及根據(jù)配置文件中的內(nèi)容，將采集的數(shù)據(jù)處理為專門的結(jié)構(gòu)數(shù)組；提供服務(wù)檢測是否有來自別的線程數(shù)據(jù)請求的標(biāo)志信息，如果有的話，將會對相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。
主線程。主線程的主要功能包括獲取數(shù)據(jù)在對算法的調(diào)用之前要先獲取算法所需的數(shù)據(jù)；算法的調(diào)用對每一個周期內(nèi)采集的數(shù)據(jù)要根據(jù)自動控制算法生成一種配置方案不管這種方案是否得到執(zhí)行；數(shù)據(jù)保存為了方便修正自動控制中算法，將每一次產(chǎn)生控制所涉及到的各個數(shù)據(jù)進(jìn)行保存；檢測控制由于控制的來源有三種(自動、就地和遠(yuǎn)程)，所以在控制之前先要檢測控制來源，然后再對外設(shè)進(jìn)行控制。
情報板線程。其主要的功能包括檢測情報板狀態(tài)周期性的訪問情報板將狀態(tài)以及顯示的內(nèi)容保存下來；提供服務(wù)檢測數(shù)據(jù)請求標(biāo)志信息，將相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞；控制情報板檢測控制信號的來源對情報板進(jìn)行相應(yīng)的控制。
就地控制線程。其主要的功能包括等待接收命令判斷是否有來自PDA所發(fā)送的命令；響應(yīng)相關(guān)命令根據(jù)接收到的命令判斷后返回相關(guān)的數(shù)據(jù)。
遠(yuǎn)程控制線程。主要功能包括判斷是否有來自控制中心所發(fā)送的命令；響應(yīng)相關(guān)命令根據(jù)接收到的命令判斷后返回相關(guān)的數(shù)據(jù)。
為了便于調(diào)試時參數(shù)的調(diào)節(jié)，將可調(diào)參數(shù)都放置在配置文件中。因而，軟件中控制算法模塊的工作主要是通過從主線程讀取車檢器的交通參數(shù)、從配置文件讀取算法相關(guān)參數(shù)，根據(jù)ALINEA算法進(jìn)行計算，得到一個配流率，然后將配流率返回給主線程。
參照圖4，這是本發(fā)明的匝道控制器軟件中控制算法模塊的工作原理圖。
如圖所示，分為后臺控制程序和控制算法模塊，從后臺控制程序通過實時交通流數(shù)據(jù)、調(diào)節(jié)參數(shù)到讀取參數(shù)、算法計算后返回結(jié)果到后臺控制程序。
雖然本發(fā)明已參照上述的實施例來描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，應(yīng)理解其中可作各種變化和修改而在廣義上沒有脫離本發(fā)明，所以并非作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述的實施例的變化、變形都將落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種道路入口匝道控制器，其特征在于本發(fā)明由硬件和軟件兩部分結(jié)合而成，硬件包括嵌入式計算機(jī)(1)、接線端子排(2)、工業(yè)電源(3)、繼電器(4)、光端機(jī)(5)、光纜終端盒(6)；嵌入式計算機(jī)放在經(jīng)過防塵防潮處理的機(jī)箱內(nèi)，外部器件通過通訊控制線從機(jī)箱外連接到箱內(nèi)的端子排上，通行燈和信號燈的控制線是從端子排上連接到相對應(yīng)的繼電器上，然后再通過繼電器連接到I/O板卡上；情報板和車檢器的通訊線是從端子排上直接連接到主機(jī)的RS485通訊接口上面；便攜設(shè)備連接到嵌入式計算機(jī)面板處的通訊端口上，嵌入式主機(jī)通過網(wǎng)線連接到光端機(jī)上，光端機(jī)再通過光纖與光纜終端盒相連，最后接入INTERNET，從而與中控監(jiān)控機(jī)通訊。
2.如權(quán)利要求1所述的道路入口匝道控制器，其特征在于所述的嵌入式計算機(jī)(1)，包括SOM系統(tǒng)、PC/104模塊、單板電腦、半長CPU卡、POS控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)；嵌入式計算機(jī)使用16位PC/104總線作為底板連接通用總線，分為將CPU模塊組、功能模塊組、擴(kuò)展模塊組以插接方式與底板連接組成主機(jī)系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1所述的道路入口匝道控制器，其特征在于所述的PC/104模塊，包括PCMCIA、以太網(wǎng)、GPS、數(shù)字I/O、以及多串口多種模塊，能充分滿足匝道控制器今后擴(kuò)展需求。
4.如權(quán)利要求1所述的道路入口匝道控制器，其特征在于所述的PC/104模塊，其各個PC/104模塊間可以進(jìn)行堆棧式的再組合，而且將PC/104模塊當(dāng)成一個“宏器件”嵌入到特定的產(chǎn)品中；PC/104模塊，使用16位PC/104總線作為底板連接通用總線，分為CPU模塊組、功能模塊組、擴(kuò)展模塊組以插接方式與底板連接。
5.如權(quán)利要求1所述的道路入口匝道控制器，其特征在于所述的主機(jī)箱體，使用3U插接箱體，箱內(nèi)板卡自由組合、自由插拔擴(kuò)展。
6.如權(quán)利要求1所述的道路入口匝道控制器，其特征在于所述的軟件，是匝道控制器中核心，其應(yīng)用軟件構(gòu)架和實現(xiàn)中所需要的控制算法，決定了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性、高效運(yùn)行。
7.如權(quán)利要求1所述的道路入口匝道控制器，其特征在于所述的軟件結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)分為應(yīng)用層、通訊控制層和基本層；應(yīng)用層包括數(shù)據(jù)管理、算法、設(shè)備管理、車檢器、情報板、通行燈、信號燈；通訊控制層包括基于Modbus協(xié)議的通訊管理、IO管理；基本層包括串口讀寫、定時器、存儲管理、網(wǎng)絡(luò)Socket讀寫、IO讀寫；數(shù)據(jù)管理分別到車檢器、算法，算法分別到情報板、通行燈、信號燈，設(shè)備管理分別到情報板、通行燈、信號燈；從應(yīng)用層到通訊控制層其中車檢器、情報板到基于Modbus協(xié)議的通訊管理；通行燈、信號燈到IO管理；從通訊控制層到基本層其中基于Modbus協(xié)議的通訊管理、IO管理到串口讀寫、定時器、存儲管理、網(wǎng)絡(luò)Socket讀寫、IO讀寫。
8.如權(quán)利要求1所述的道路入口匝道控制器，其特征在于所述的軟件中控制算法模塊，其工作步驟為其工作流程步驟如下從[開始]到[從配置文件獲取靜態(tài)配置參數(shù)]、[每20s從主線程獲取實時交通數(shù)據(jù)]、[處于控制時段內(nèi)？]進(jìn)行判斷，如果否，便進(jìn)入[調(diào)節(jié)率置飽和值]、[返回匝道單車道調(diào)節(jié)率]；如果是，便進(jìn)入[數(shù)據(jù)處理]、[數(shù)據(jù)無效/設(shè)備故障？]，進(jìn)行判斷，如果是，便進(jìn)入[調(diào)節(jié)率上一周期調(diào)節(jié)率]、[返回匝道單車道調(diào)節(jié)率]；如果否，便進(jìn)入[符合調(diào)節(jié)率置0條件？]；另一路到[符合調(diào)節(jié)率置0條件？]進(jìn)行判斷，如果是，進(jìn)入[調(diào)節(jié)率置0值]，如果否，則進(jìn)入[符合置飽和調(diào)節(jié)率條件？]進(jìn)行判斷，如果是，則進(jìn)入[調(diào)節(jié)率置飽和值]， 如果否，則進(jìn)入[符合排隊優(yōu)先條件？]如果是，則進(jìn)入[調(diào)節(jié)率置排隊優(yōu)先值]；[符合排隊優(yōu)先條件？]進(jìn)入到[算法計算(包括排隊約束)]、[調(diào)節(jié)率平滑]，[返回匝道單車道調(diào)節(jié)率]、[結(jié)束]。
9.如權(quán)利要求1所述的道路入口匝道控制器，其特征在于所述的軟件中控制算法模塊，分為后臺控制程序和控制算法模塊，從后臺控制程序通過實時交通流數(shù)據(jù)、調(diào)節(jié)參數(shù)到讀取參數(shù)、算法計算后返回結(jié)果到后臺控制程序。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種道路入口匝道控制器，其硬件包括嵌入式計算機(jī)、接線端子排、工業(yè)電源、繼電器、光端機(jī)、光纜終端盒；嵌入式計算機(jī)放在經(jīng)過處理的機(jī)箱內(nèi)，外部器件連接通訊控制線從機(jī)箱外先連到箱內(nèi)的端子排上，通行燈和信號燈的控制線再從端子排連接到相互對應(yīng)的繼電器上，再通過繼電器連接到I/O板卡上，情報板和車檢器從端子排上直接連接到主機(jī)的RS485接頭上面，手操器則是不固定連接設(shè)備，只有調(diào)試維修時才連接到嵌入式計算機(jī)面板處的通訊端口上，嵌入式主機(jī)通過網(wǎng)線連接到光端機(jī)上，光端機(jī)再通過光纖與光纜終端盒相連，最后接入INTERNET，從而與中控監(jiān)控機(jī)通訊。其軟件構(gòu)架和實現(xiàn)中所需要的控制算法，決定了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性、高效運(yùn)行。
文檔編號G08G1/01GK101055671SQ20071004068
公開日2007年10月17日 申請日期2007年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月15日
發(fā)明者陳華, 馮雷, 陸小芳, 陳平, 巢國平, 徐力平, 陳茂 申請人:上海電器科學(xué)研究所(集團(tuán))有限公司