交通信号机功能、结构及简单原理分解

联网信号机
二、信号机相关基本概念：
1、道路交通信号控制机road traffic signal controller ： 能够改变道路交通信号顺序、调节配时并能控制道路交通信号灯运 行的装置。 2、周期 cycle time ： 信号灯色按设定的相位顺序显示一周所需的时间。 3、信号灯组 signal light group： 一个完整的车辆红、黄、绿三头灯或行人红、绿二头灯的组合。 4、相位 phase ： 在一个信号周期内，同时获得通行权的一个或多个交通流的信号显 示状态。 5、相位差 offset ： 协调控制中，指定的参照交叉路口与协调交叉路口相位的起始时间 或结束时间之差。 6、控制方案 control plan ： 路口关于相位设置、相位序列设置、信号配时的有序集合。 7、最小绿灯时间 minimum green time： 相位绿灯信号必须开启的最短安全时间。
单点信号机
●带有外接手控操作面板接口，方便手控操作。（JK-C1型）； ●带有实时倒计时通讯接口，提高倒计时显示的准确性、及时性。 （JK-C1型） ； ●全金属外壳，防尘、防电磁干扰、耐用、可靠性好； ●抗冲击、震动，可经受路面工作环境的冲击、震动。可经受各种交 通工具正常运输时所产生的冲击及震动而不影响机器性能； ●具有硬件黄闪功能：上电或单片机停止工作时自动启动硬件黄闪 （交叉黄闪），信号机启动后进入软件黄闪（四面同时黄闪），接着四 面全红后运行设置方案； ●具有无线缆协调控制（绿波带）功能（JK-C1型）； ●具有双电源接口，提供单独的备用电源和主电源接入端子。
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四、面板介绍
1、前面板:
JK-A型信号机前面板

JK-B型信号机前面板
JK-C、 JK-C1、 JK-C2型信号机前面板 说明：①、模拟路口显示区；②、人机对话显示窗口；③、工作状态指 示灯；④、按键区。
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2、后面板:
说明：①、电源开关；②、主机电源保险丝；③、信号灯输出航空插头 接头；④、电源插头；⑤、输出信号灯保险丝；⑥、倒计时实时通讯接 口（JK-C1型）；⑦、手控面板接口（JK-C1型）；⑧、硬件黄闪控制接 口。
容
JK-C3、JK-C4升级改造策略及主导思路： JK-C3、JK-C4面板介绍： JK-C3、JK-C4的功能： JK-C3、JK-C4的区别：
5、JK-D
6、JK-E
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一、简 介
我司开发研制的JK-A、 JK-B、JK-C、JK-C1、JK-C2型多时段定时 式智能多相位单点式定周期信号机，符合GA47-2002标准，该系列产品 针对各种繁忙路口和复杂的交通流量下的车辆及行人进行通行控制，运 用单片机及I2C总线技术进行控制，采用工业级CPU，软硬件看门狗技术 使控制仪能在各种恶劣条件下正常工作。硬件设计将信号机电源与输出 负载电源分离，当负载回路发生短路故障时，能自动断开输出回路，并 有指示灯指示。使用先进的软件设计思路，简便易行的操作方法，能方 便实现对10路（JK-A）、 28路（JK-B）、44路（JK-C、JK-C1、JK-C2） 输出控制。JK-B型信号机一般多用于机动四灯、五灯的控制上，JK-C、 JK-C1、JK-C2型信号机较适用于多车道箭头灯控制上。下图为信号机输 出信号线路明细表：
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8、最大绿灯时间 maximum green time： 相位绿灯信号允许开启的最长时间。 9、绿冲突 green conflict： 规定不允许同时放行的绿色信号灯与允许放行的绿色信号灯同时点 亮。 10、黄闪控制 flashing yellow control： 所有信号灯组的黄灯信号均以固定频率闪烁的控制方式。 11、多时段定时控制 multiple intervals fixed-time control： 根据交通需求变化情况，把一天的时间分成若干个控制时段，随时 间的推移，按预置的方案自动运行。 12、感应控制 vehicle actuated control： 交叉路口信号机根据车辆检测器测得的交通流数据来调节信号显示 时间的控制方式。 13、协调控制 coordinated control： 通过调整起始和放行时间，把二个或二个以上路口的交通信号灯协 调起来加以控制的方式。 14、线协调控制 main street coordinate control： 在一条道路上实施协调控制的控制方式。
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二、功能特点
●保护功能：当外界电网波动引起电压、电流过大或信号输出严重短 路故障，超出信号机承受能力时，本机自动断开强电，使本身得到保护， 而控制线路继续工作，同时，面板上保护指示灯亮，通知用户查明故障 原因； ●运行模式：具有平日、双休、假日、临时四种运行模式，每种模式 下最多可设置十个时段，每个时段内最多可设置八个相位； ●内置36个不同相位，其中31个固定相位，5个自定义相位； ●信号机停电后继续自动走时，并可保持设定好的数据在十年以内的 时间不丢失 ； ●如遇紧急情况，可以手动强制通行； ●内设硬件、软件看门狗技术； ●可设置夜间黄闪和信号灯全部关闭功能； ●在信号灯转换时，可设置绿闪、红闪、红黄同亮三种转换模式； ●面板模拟路口运行，车道及人行道显示，六位LED数码管构成友好 人机对话界面； ●十六个工作指示灯，显示控制器运行状态，十一个按键采用先进设 计思想，操作灵活简便，功能强大； ●具有故障检测功能，可以检测红绿灯故障、是否有绿冲突。（JKC2型）；
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三、信号机交通方案的数据结构：
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四、JK-C3、JK-C4：
我司正在开发研制的JK-C3、JK-C4型联网信号机是在JK-C型多时段 智能多相位单点式定周期信号机的基础上升级改造的； JK-C型信号机，因其功能稳定、性价比高，倍受市场欢迎，经过多 年推广销售，客户群体庞大，用户认可度很高，但因市场对信号机功能 要求的增加，JK-C出现如下不太适合市场需求问题： A、信号机设置非常麻烦，不易学也不易用，客户意见很大； B、不具备联网功能； C、应急控制过程容易出错； D、信号灯状态变化，在有些情况下会不符合国标要求。
JK-C3、JK-C4升级改造策略及主导思路：
A、信号机设置采用软件和面板按键两种方式，增加液晶显示功能， 使信号机设置易学易用； B、成本控制，成本尽量不变或者少增加； C、改善生产流程、方便售后服务；； D、进一步增加稳定性（使用基于ARM7微处理器的STM32微控制 器）。
单点信号机
JK-C3、JK-C4面板介绍：
五、电路组成
单点信号机电路分为面板、主板、输出板（JK-A主板和输出板合并） 和故障检测板等。面板由数码管显示电路、模拟路口显示电路和按键及 指示灯电路组成；主板由单片机、存储器、看门狗、数码管显示、总线 驱动、RS232和485接口及电源等电路组成；输出板为信号输出驱动电路； 故障检测板为信号灯故障检测电路。 JK-A、 JK-B、JK-C、JK-C1、JK-C2型信号机由于功能的不同，各部 分电路略有不同，下面以JK-C型信号机电路为例对各部分电路进行介绍：
信号机 功能、结构及简单原理
内
一、单点信号机
1、简介 2、功能特点 3、技术参数 4、面板介绍
⑴、前面板 ⑵、后面板
容
5、信号机电路组成
⑴、主板 ⑵、面板 ⑶、输出板 ⑷、故障检测板
二、联网信号机
1、单点信号机与联网信号机的功能差异 2、信号机相关基本概念
内
3、信号机交通方案的数据结构 4、JK-C3、JK-C4
3、输出板：
输出板为信号输出驱动电路，主要完成信号机对信号灯的控制信号 的输出来驱动信号灯的亮灭，由44个信号灯开关驱动控制电路和1个关 灯（上电后单片机未复位时或软件操作时）及过流保护电路电路组成。
4、故障检测板：
故障检测板为信号灯故障检测电路，主要完成信号灯故障的检测。 出于交通安全考虑，当信号机控制某个/路红灯亮时，该红灯一定 要亮起来于阻止其控制的交通流，当信号机控制某个/路绿灯熄灭时， 该绿灯一定要熄灭于停止其控制的交通流；即：红灯信号输出时红灯一 定要亮，绿灯信号截止时绿灯一定要熄灭。 为保证红灯信号输出时红灯一定要亮，需要采用电流检测的方式，
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15、区域协调控制 area coordinate control： 在一个区域内多个交叉路口实施协调控制的控制方式。 16、无电缆协调控制 cableless linking control： 信号机之间没有通信链路，根据时钟同步，通过设定相位差来实现 交叉路口交通信号协调的控制方式。 17、信号组 signal group： 具有同一灯色序列的所有信号灯组的集合。 18、全红状态 all red： 所有信号灯组灯色均显示为红色的信号状态。 19、上位机 control center： 在交通信号控制系统中，能和多台信号机通信并对其进行控制和监 视的上端设备。
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一、单点信号机与联网信号机的功能差异：
信号机模块图
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单点信号机与联网信号机的功能模块不同（如上图），功能差异很 大。
单点定周期信号机包括：工控（单片机、存储器、时钟）模块、人 机对话（显示、按键、指示）模块、扩展（RS232接口、RS485接口）模 块、硬件黄闪模块、电子开关组（信号灯输出驱动）和电源模块，他仅 能将存储在存储器内的定周期交通方案转化为信号灯的控制信号。 联网（区域可变周期）信号机在单点定周期信号机的基础上，增加 了：有线网络接口模块、无线网络接口模块和检测器接口模块。 联网（区域可变周期）信号机也能够将存储在存储器内的定周期交 通方案转化为信号灯的控制信号，实现定周期控制功能。 联网（区域可变周期）信号机能够通过外接检测器（线圈、微波雷 达、红外感应器等）来接收其管控路口的实时交通状况数据来优化正在 运行的定周期交通方案，调节方案的相位时间或调用更适宜的方案运行， 实现自适应控制功能。 联网（区域可变周期）信号机还能通过有线或无线网络共享自身的 交通控制数据、接收其他信号机的交通控制数据来实现区域协调控制功 能； 交管中心可以通过有线网络构建由联网（区域可变周期）信号机、 中心服务器和工作站组成的局域网，实时地集中控制区域内的交通、管 理区域内的信号机，实现集中控制功能。