[發明專利]一種教學用交叉口信號配時方法

在審

• 申請號: 202210180132.1
• 申請日: 2022-02-26
• 公開（公告）號: CN114550546A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 藍清;朱思聰;任董普;周林芳;李慧;許文聘;劉妍妍;王濤
• 申請（專利權）人: 河北水利電力學院
• 主分類號: G09B19/00
• 分類號: G09B19/00;G08G1/08
• 代理公司: 滄州市華盟知識產權代理事務所(普通合伙) 13142
• 代理人: 張林

一種教學用交叉口信號配時方法，包括以下步驟：步驟一:通過對實際的交叉口調查來確定教具的相關參數和電路設計；步驟二:學生自主的通過調查數據計算相關參數通過設定函數確定數值；步驟三:學生自主的通過電子電路相關知識組裝交叉口信號控制系統；步驟四:向控制器輸入相關參數之后，控制器根據其設定的流程工作展示具體的交叉口的工作流程。本發明可以使教學中的使用者直接對交通信號相位、控制器電路、信號控制程序三個部分直接進行操作，信號運作更加透明化，信號展示效果更加生動化，更適合于課堂教學，便于學生實際操作。

技術領域

本申請涉及教學技術領域，尤其涉及智能交通教學中的交叉口信號配時方法。

背景技術

交通工程系統的快速和全面發展，需要新的學習方法來培養新一代的交通工程專業人才及提升學生的專業技術能力，技術洞察力及系統集成能力。本項發明扎根于交通工程專業，著眼于實際交通工程問題，以交叉口相位配時方案設計為主要目的，以交叉口信號配時仿真模型設計為載體，從專業知識和動手實踐兩個方面拓展學生的知識寬度，鍛煉學生解決現實問題和圍繞工程具體問題開展工程設計、產品設計的能力。利用導師指導和學生的自主學習相結合的方式，激發學生的創新思維，增強學生的創新能力。

現有教學中使用的交叉口信號配時教具及方法，集成系統復雜，成本較高不太適合與課堂教學，也不利于學生集中參與設計與改進。本項申請采用新設計的配時方法設計更適合于課堂教學，便于學生實際操作。為了獲得創造力、評估及分析這些更高層次的思維技能以及鍛煉學生的自身能力，本項發明申請基于開放式的跨學科工程設計問題使學生積極參與科技創新活動，激發創新思維，增強創新能力，將包括交通工程知識在內的跨學科基本概念和工程原理相結合。基于控制器之間協調的通信的綠波帶信號設計還將對學生的基本專業素養和創新能力提出了更高的要求。

本項發明申請在經典的獨立交叉口信號配時教學內容中結合實際工程問題，將信號配時設計與信號燈控制設計緊密結合在一起，該設計可以更有效的幫助學生掌握交通領域基本概念并有效提高動手能力。

發明內容

本發明的目的在于避免現有技術的不足之處，提供一種新設計的配時方法設計更適合于課堂教學，便于學生實際操作，從而有效解決現有教學過程中存在的不足之處。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

步驟一:通過對實際的交叉口調查來確定教具的相關參數，如信號交叉口的結構構成，相位，相序，信號時長，車流量等；

步驟二:學生自主的通過調查數據計算相關參數，根據輸入的相位相序和時長確定各個模塊的工作順序及時長，通過設定函數確定數值；

步驟二.1通過交叉口的結構構成確定交叉口的每個入口的信號燈組成，每一相位的順序應為上一階段的全紅-綠燈-黃燈-全紅；

步驟二.2根據交通流量通過韋伯斯特方法確定交叉口的信號配時，不同相位之間的順序可以自由切換，整體符合安全原則與延誤最小原則；

步驟三:學生自主的通過電子電路相關知識組裝交叉口信號控制系統。

步驟三.1根據設計的信號燈組成，安裝電路；

54路接口都可作為輸入輸出，并使用pinMode(),digitalWrite()和digitalRead()功能,5v電壓操作，每個接口的電流最大40mA并且接口有內置200歐的上拉電阻。

步驟三.2將計算所得的配時輸入到程序中；

步驟四:向控制器輸入相關參數之后，控制器根據其設定的流程工作展示具體的交叉口的工作流程；

步驟四、1:每個路口燈光亮起均要經過互鎖程序檢測，防止發生相位沖突；

步驟四、2:每完成一個周期要經過全紅階段，清空交叉口的所有車輛；