CN111341126A - 一种适用于信号交叉路口的路面信号指示系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于信号交叉路口的路面信号指示系统，包括供电装置、控制系统及LED指示装置三个部分；供电装置包括设置于路外的太阳能电池板及蓄电池，所述能电池板与蓄电池连接，所述蓄电池与控制系统、LED指示装置连接；所述控制系统与供电装置设置在集成箱内，通过将设定好的不同方向车道的信号相位转换为具体的指示周期与允许通过的车辆长度信息，所述控制系统与LED指示装置连接；LED指示装置通过不同颜色的指示灯将控制系统转换而成的信息展现出来，从而达到提醒指示的作用。本发明具有结构简单、实用性强、能够在后方车辆被前方大型车辆遮挡视野的情况下给予司机有效的指示信号，并避免了由制动不及时导致的交通事故。

Description

一种适用于信号交叉路口的路面信号指示系统

技术领域

本发明涉及道路交通设施技术领域，具体涉及一种适用于信号交叉路口的路面信号指示系统。

背景技术

目前，机动车在城市道路上行驶时往往会遇到很多信号交叉路口，但由于社会车辆种类鱼龙混杂，车体长度、高度和宽度不一，往往会造成部分车辆被前方车辆遮挡视线而无法知晓位于前方空中的信号灯信息。这种情况的发生会使得驾驶员无法及时启动与制动。轻则导致车队通过信号交叉路口效率下降，重则由于制动不及，导致交通事故的发生。现有技术条件下尚无解决此类问题的较好方法。

现有的一些创新技术仍存在以下考虑不周之处：

1、一种创新的立体信号灯(公开号：CN208027578U)虽然将信号等通过LED灯链延长至了信号灯杆上，但由于同样位于驾驶员前方，因此被遮挡的车辆同样难以观察。加上这种信号灯只能提示一个方向的信息，因此作用不大。

2、另一种基于全息投影的信号灯(公开号：CN206849275U)虽然能使得后方车辆更易知晓信号情况，但由于投影消费大量电力导致价格高昂，使用容易受到环境影响，并不能较好的解决问题。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供一种适用于信号交叉路口的路面信号指示系统，为城市道路上被前方大车影响视野的车辆提供及时有效易懂的指示信号。

本发明至少通过如下技术方案之一实现。

一种适用于信号交叉路口的路面信号指示系统，包括供电装置、控制系统及LED指示装置；所述供电装置包括设置于路外的太阳能电池板及蓄电池，所述太阳能电池板与蓄电池连接，所述蓄电池与控制系统、LED指示装置连接；所述控制系统与蓄电池设置在集成箱内；所述控制系统与LED指示装置连接，为LED指示装置提供指示信息；所述LED指示装置包括不同颜色的指示灯，通过不同颜色的指示灯将控制系统转换而成的信息展现出来。

进一步地，所述供电装置允许直接接入原有信号灯的供电系统，为控制系统及LED指示装置提供电力。

进一步地，所述LED指示装置包括若干个LED灯组，LED灯组之间相互并联，以保证单个LED灯组故障不影响整体指示效果。

进一步地，若干个LED灯组分别镶嵌在不同的车道标线内，以保障不干扰车辆变道。

进一步地，所述LED灯组包括若干个指示灯，指示灯有红色、绿色和黄色三种颜色。

进一步地，LED灯组的指示灯等距设置，从而方便指示一个周期内通过的车辆总长。

进一步地，所述集成箱设置于路外或置于原有信号灯桩内。

进一步地，所述控制系统的控制方法，包括以下步骤：

1.当某一条车道绿灯亮起，控制系统根据绿灯相位时长以及交叉口车辆运行速度计算出当前绿灯能允许多少长度的车辆驶离停车线。具体的，根据停车线法，一条直行车道在一个相位周期中绿灯内的通行能力为：

式中，t'_绿为相位绿灯时间(s)；t_损为绿灯时间内损失时间，包括启动、加速时间；t_间为前后两车接连通过停车线的平均间隔时间。

一条左转专用车道的通行能力为：

其中，t_左为前后右转两车接连通过停车线的平均间隔时间。t_黄绿是一个周期内专用于通过左转车的黄绿灯时间，v_左为一个周期内左转车的通过速度(m/s),a'为左转车平均加速度(m/s²)

直、左混行时一条车道的通行能力：

其中N_直为一条直行车道的通行能力；n_左为左转车量的比例，K为折减系数。

直、右混行时一条车道的通行能力：

其中n_右为右转车量的比例。

上述式子中各个参数的值均有推荐范围，可根据实际情况进行相应修改。假定计算得出固定配时情况下一个绿相内能走N辆车，通过带入平均车长与信号交叉口安全车头间距，可以得出一个绿相能允许n(m)的车辆通过，于是前n个LED灯发出绿色指示光，后面的LED发出红色指示光，因此，司机只需通过后视镜或挡风窗观察视野左下方边线的绿灯范围是否覆盖到自己，便能了解到当前信号灯是否已经变绿，以及当前绿灯时间自己能否通过停车线。这样，被覆盖到的车辆可以迅速启动，减少跟车流启动时产生的延误。而未被覆盖到的可以不用着急跟车，安全的行驶至下一次的停车位置，从而减少事故发生。

2.当某一条车道红灯亮起，该车道的LED灯组全部变为红色，这样，即使后车驾驶员无法观察到前方信号灯，也能根据路面信号提示减慢车速，防止由于前车急刹而导致的追尾情况的发生。

3.黄灯(红绿转换之间)期间，LED灯组全部变为黄色，可以起到提醒驾驶员注意启动、制动的目的。

由上所述，在诸多情况下该路面信号指示系统都能保证在后方车辆被前方大型车辆遮挡视野的情况下给予司机有效的指示信号，让驾驶员能够及时启、制动，极大提高车辆通过信号路口的效率，并避免了由制动不及时导致的交通事故，防止财产损失和人员伤亡的发生。此外，本路面信号指示系统基本依赖LED灯组进行指示，节约大量用电成本，且装置寿命较长，灯组中部分灯无法工作时对路面信号指示系统影响不大。

本发明所述LED指示装置是铺设在信号交叉口前每条车道左侧地面标线上的LED灯组，LED灯组等距摆放，可发出红色、绿色与黄色提示光。其根据控制系统产生的指示周期及允许通过的车辆长度信息产生相应的指示灯光，从而指示司机启动与制动。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

1.保证在信号交叉路口入口排队车辆中，后方车辆不会受到前方大型车辆的遮挡而无法观察交通信号；

2.提供信息多样，可以告知不同位置的汽车是否应当提前启动；

3.成本低廉，信号显示使用LED灯组；

4.信号灯组嵌入地下，对道路交通影响较小。

附图说明

图1是本实施例提供的一种适用于信号交叉路口的路面信号指示系统；

图2是本实施例中LED指示装置的主视图；

图3是本实施例中LED指示装置的俯视图；

其中:1-集成箱，2-太阳能电池板，3-LED指示装置，4-钢化高透玻璃，5-LED指示灯，6-原有路面标线，7-路面层。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，一种适用于信号交叉路口的路面信号指示系统，包括供电装置、控制系统和LED指示装置三个部分。

所述供电装置包括设置于路外的太阳能电池板2及蓄电池，所述太阳能电池板2与蓄电池连接，所述蓄电池与控制系统、LED指示装置3连接；所述控制系统与蓄电池设置在集成箱1内，太阳能电池板2设置在集成箱1的上表面；所述控制系统与LED指示装置3连接，为LED指示装置3提供指示信息；所述LED指示装置3通过不同颜色的指示灯将控制系统转换而成的信息展现出来。所述集成箱1设置于路外或置于原有信号灯桩内。

所述供电装置可以直接接入原有信号灯的供电系统，为控制系统及LED指示装置3提供电力。

图2所示，所述LED指示装置3包括钢化高透玻璃4与多个LED灯组5，钢化高透玻璃4设置在每组LED灯组表面，可以保护LED指示灯不被损坏，同时指示灯光能较好的穿透玻璃。该LED指示装置嵌入路面标线6内并埋入路面层7下，以做到不妨碍车辆变道。所述路面层7即为地面。

所述LED灯组之间相互并联，以保证单个LED灯组故障不影响整体指示效果。

如图3所示，所述LED灯组包括若干个指示灯，LED灯组等距摆放，间距可设为1m，可发出红色、绿色和黄色三种颜色的提示光。其根据控制系统产生的指示周期及允许通过的车辆长度信息产生相应的指示灯光，从而指示司机启动与制动。

所述控制系统的控制方法，包括以下步骤：

1.当某一条车道绿灯亮起，控制系统根据绿灯相位时长以及交叉口车辆运行速度计算出当前绿灯能允许多少长度的车辆驶离停车线。具体的，根据停车线法，一条直行车道在一个相位周期中绿灯内的通行能力为：

式中，t'_绿为相位绿灯时间(s)；t_损为绿灯时间内损失时间，包括启动、加速时间；t_间为前后两车接连通过停车线的平均间隔时间。

一条左转专用车道的通行能力为：

其中，t_左为前后右转两车接连通过停车线的平均间隔时间。t_黄绿是一个周期内专用于通过左转车的黄绿灯时间，v_左为一个周期内左转车的通过速度(m/s),a'为左转车平均加速度(m/s²)

直、左混行时一条车道的通行能力：

其中N_直为一条直行车道的通行能力；n_左为左转车量的比例，K为折减系数。

直、右混行时一条车道的通行能力：

其中n_右为右转车量的比例。

上述式子中各个参数的值均有推荐范围，可根据实际情况进行相应修改。假定计算得出固定配时情况下一个绿相内能走N辆车，通过带入平均车长与信号交叉口安全车头间距，可以得出一个绿相能允许n(m)的车辆通过，于是前n个LED灯发出绿色指示光，后面的LED发出红色指示光，因此，司机只需通过后视镜或挡风窗观察视野左下方边线的绿灯范围是否覆盖到自己，便能了解到当前信号灯是否已经变绿，以及当前绿灯时间自己能否通过停车线。这样，被覆盖到的车辆可以迅速启动，减少跟车流启动时产生的延误。而未被覆盖到的可以不用着急跟车，安全的行驶至下一次的停车位置，从而减少事故发生。

4.当某一条车道红灯亮起，该车道的LED灯组全部变为红色，这样，即使后车驾驶员无法观察到前方信号灯，也能根据路面信号提示减慢车速，防止由于前车急刹而导致的追尾情况的发生。

5.黄灯(红绿转换之间)期间，LED灯组全部变为黄色，可以起到提醒驾驶员注意启动、制动的目的。

系统各装置的位置必须摆放合理。如图2所示，各项标注长度的推荐值如下：放置LED灯组需要的槽深L1为5～10cm，具体由LED指示灯高度判断；放置钢化高透玻璃的槽深L2为5cm；L3为原路面标线厚度，按国标《道路交通标线质量要求和检测方法》(GB/T 16311)，各种材料标线要求厚度不同，一般采用的热熔型厚度规范要求0.7-2.5mm，实际取1.8mm或2.0mm；L4为钢化高透玻璃直径，小于路面标线宽度，取10cm；L5为高透玻璃和路面标线边缘间距，由路面标线宽度与L4共同决定；L6为车道宽度，按国标《城市道路交叉口规划规范》(GB 50647-2011)，交叉口进口道每条机动车道宽度不应小于3.0m；L7为放置LED指示灯的路面凹槽直径，应当小于L4，推荐取5～8cm；L8为指示灯的间距，为方便显示允许通过车流长度，应取整米数，推荐值为1m。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种适用于信号交叉路口的路面信号指示系统，其特征在于：包括供电装置、控制系统及LED指示装置(3)；所述供电装置包括设置于路外的太阳能电池板(2)及蓄电池，所述太阳能电池板(2)与蓄电池连接，所述蓄电池与控制系统、LED指示装置(3)连接；所述控制系统与蓄电池设置在集成箱(1)内；所述控制系统与LED指示装置(3)连接，为LED指示装置(3)提供指示信息；所述LED指示装置(3)包括不同颜色的指示灯，通过不同颜色的指示灯将控制系统转换而成的信息展现出来。

2.根据权利要求1所述的路面信号指示系统，其特征在于，所述供电装置允许直接接入原有信号灯的供电系统，为控制系统及LED指示装置(3)提供电力。

3.根据权利要求1所述的路面信号指示系统，其特征在于，所述LED指示装置(3)包括若干个LED灯组，LED灯组之间相互并联，以保证单个LED灯组故障不影响整体指示效果。

4.根据权利要求3所述的路面信号指示系统，其特征在于，若干个LED灯组分别镶嵌在不同的车道标线内，以保障不干扰车辆变道。

5.根据权利要求4所述的路面信号指示系统，其特征在于，所述LED灯组包括若干个指示灯，指示灯有红色、绿色和黄色三种颜色。

6.根据权利要求5所述的路面信号指示系统，其特征在于，LED灯组的指示灯等距设置，从而方便指示一个周期内通过的车辆总长。

7.根据权利要求1所述的路面信号指示系统，其特征在于，所述集成箱(1)设置于路外或置于原有信号灯桩内。

8.根据权利要求1所述的路面信号指示系统，其特征在于，所述控制系统的控制方法，包括以下步骤：

1)、当某一条车道绿灯亮起，根据绿灯相位时长以及交叉口车辆运行速度计算出当前绿灯能允许多少长度的车辆驶离停车线，具体的，根据停车线法，一条直行车道在一个相位周期中绿灯内的通行能力为：

式中，t'_绿为相位绿灯时间；t_损为绿灯时间内损失时间，包括启动、加速时间；t_间为前后两车接连通过停车线的平均间隔时间；

一条左转专用车道的通行能力为：

其中，t_左为前后右转两车接连通过停车线的平均间隔时间；t_黄绿是一个周期内专用于通过左转车的黄绿灯时间；v_左为一个周期内左转车的通过速度；a'为左转车平均加速度；

直、左混行时一条车道的通行能力：

其中N_直为一条直行车道的通行能力；n_左为左转车量的比例；K为折减系数；

直、右混行时一条车道的通行能力：

其中n_右为右转车量的比例；

2)、当某一条车道红灯亮起，该车道的LED灯组全部变为红色，即使后车驾驶员无法观察到前方信号灯，也能根据路面信号提示减慢车速，防止由于前车急刹而导致的追尾情况的发生；

3)、黄灯即红绿转换期间，LED灯组全部变为黄色，起到提醒驾驶员注意启动、制动的目的。

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