[发明专利]一种教学用交叉口信号配时方法

说明书

一种教学用交叉口信号配时方法，包括以下步骤：步骤一:通过对实际的交叉口调查来确定教具的相关参数和电路设计；步骤二:学生自主的通过调查数据计算相关参数通过设定函数确定数值；步骤三:学生自主的通过电子电路相关知识组装交叉口信号控制系统；步骤四:向控制器输入相关参数之后，控制器根据其设定的流程工作展示具体的交叉口的工作流程。本发明可以使教学中的使用者直接对交通信号相位、控制器电路、信号控制程序三个部分直接进行操作，信号运作更加透明化，信号展示效果更加生动化，更适合于课堂教学，便于学生实际操作。

技术领域

本申请涉及教学技术领域，尤其涉及智能交通教学中的交叉口信号配时方法。

背景技术

交通工程系统的快速和全面发展，需要新的学习方法来培养新一代的交通工程专业人才及提升学生的专业技术能力，技术洞察力及系统集成能力。本项发明扎根于交通工程专业，着眼于实际交通工程问题，以交叉口相位配时方案设计为主要目的，以交叉口信号配时仿真模型设计为载体，从专业知识和动手实践两个方面拓展学生的知识宽度，锻炼学生解决现实问题和围绕工程具体问题开展工程设计、产品设计的能力。利用导师指导和学生的自主学习相结合的方式，激发学生的创新思维，增强学生的创新能力。

现有教学中使用的交叉口信号配时教具及方法，集成系统复杂，成本较高不太适合与课堂教学，也不利于学生集中参与设计与改进。本项申请采用新设计的配时方法设计更适合于课堂教学，便于学生实际操作。为了获得创造力、评估及分析这些更高层次的思维技能以及锻炼学生的自身能力，本项发明申请基于开放式的跨学科工程设计问题使学生积极参与科技创新活动，激发创新思维，增强创新能力，将包括交通工程知识在内的跨学科基本概念和工程原理相结合。基于控制器之间协调的通信的绿波带信号设计还将对学生的基本专业素养和创新能力提出了更高的要求。

本项发明申请在经典的独立交叉口信号配时教学内容中结合实际工程问题，将信号配时设计与信号灯控制设计紧密结合在一起，该设计可以更有效的帮助学生掌握交通领域基本概念并有效提高动手能力。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处，提供一种新设计的配时方法设计更适合于课堂教学，便于学生实际操作，从而有效解决现有教学过程中存在的不足之处。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

步骤一:通过对实际的交叉口调查来确定教具的相关参数，如信号交叉口的结构构成，相位，相序，信号时长，车流量等；

步骤二:学生自主的通过调查数据计算相关参数，根据输入的相位相序和时长确定各个模块的工作顺序及时长，通过设定函数确定数值；

步骤二.1通过交叉口的结构构成确定交叉口的每个入口的信号灯组成，每一相位的顺序应为上一阶段的全红-绿灯-黄灯-全红；

步骤二.2根据交通流量通过韦伯斯特方法确定交叉口的信号配时，不同相位之间的顺序可以自由切换，整体符合安全原则与延误最小原则；

步骤三:学生自主的通过电子电路相关知识组装交叉口信号控制系统。

步骤三.1根据设计的信号灯组成，安装电路；

54路接口都可作为输入输出，并使用pinMode(),digitalWrite()和digitalRead()功能,5v电压操作，每个接口的电流最大40mA并且接口有内置200欧的上拉电阻。

步骤三.2将计算所得的配时输入到程序中；

步骤四:向控制器输入相关参数之后，控制器根据其设定的流程工作展示具体的交叉口的工作流程；

步骤四、1:每个路口灯光亮起均要经过互锁程序检测，防止发生相位冲突；

步骤四、2:每完成一个周期要经过全红阶段，清空交叉口的所有车辆；