一種色盲可移動無障礙通行信號燈的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及交通信號領域，具體設及一種色盲可移動無障礙通行信號燈。
【背景技術】
[0002] 隨著城市道路交通發展，汽車保有量的攀升，城市交叉口越來越多，信號燈數量逐 漸增加。交通信號燈在城市道路中起著非常重要的作用，然而傳統的交通信號控制使用定 時的紅黃綠=色燈進行交通流的通行限制，只適用于普通大眾，忽略了色盲、色弱。
[0003] 眾所周知，開車是現代人必備技能，生活中必不可少的。但是在中國還有屯千萬 (運只是最保守估計）的人是不允許開車的，運群人就是色盲，并且我國交通法明確規定:紅 綠色盲患者不允許駕駛機動車，主要原因是紅綠色盲患者不能或不容易分清應用普遍的紅 綠交通信號燈，只有色弱的人才可W勉強上路，但是因其對顏色的敏感強度低于正常人，也 易于發生車禍，存在較大的交通安全隱患。再則由于正常駕駛員在交叉口處難W掌握信號 燈周期，無法順楊的通過交叉口，進而引起車輛排隊，導致車輛比行駛過程中排放更多的尾 氣，污染大氣。運些問題普通的信號燈無法解決。
[0004] 近年來，最大綠波帶法圖解法是最常用的一種解決干線信號協調控制的方法。圖 解法的基本思想為通過幾何作圖的方式，利用干線系統的時距圖，初步確定交叉口采用同 步式還是交互式協調，再調整交叉口的綠信比和相位差，最后得到較為理想的雙向綠波帶 帶寬。而圖解法雖然能形象具體地描述干線信號協調控制的基本原理，但道路狀態是動態 變化的，它并沒有考慮道路現狀，并且實現的理論性較差，控制起來較困難。
[0005] 通過檢索發現，目前在中國關于色盲交通領域的專利少之又少，比如色盲交通信 號燈還是W前的"圖形"信號燈、"字體"信號燈。例如中國發明《一種色盲信號燈》專利號 【CN201788590U】中，設紅燈為一組形成"紅"字型的發光管，所述綠燈為一組形成"綠"字型 的發光管，所述黃燈為一組形成"黃"字型的發光管，雖然色盲可W通過字體實現感知信號 燈的變化，但是改變了人們的習慣，并且沒有與中國的社會大背景相結合；中國發明《色盲 信號燈》專利號【CN202422433U】中，國際通用直行信號燈組的紅燈部分由紅色圓燈作為背 景，在紅色圓燈上制有黑色直行箭頭標志，所述的國際通用轉彎信號燈組由紅色矩形燈及 其上的綠色轉彎箭頭標志兩部分組成，綠色轉彎箭頭標志發光時表示通行，紅色矩形燈發 光時表示禁止通行，并沒有考慮中國的現狀，直接沿用國際通用信號燈，只能因為文化、社 會的不同被人們排斥，無法解決現有交通問題。W及中國發明《色盲信號燈》專利號 【CN201796502U】中，燈箱內分別裝有左行信號指示燈和直行信號指示燈，中間裝有時間顯 示器，左行信號指示燈內分別設有星狀左行紅色信號燈、環狀左行黃色信號燈、箭頭左行綠 色信號燈，直行信號指示燈內分別設有星狀直行紅色信號燈、環狀直行黃色信號燈、箭頭直 行綠色信號燈，過多的信號燈功能圖形造成了功能的素亂，影響人們辨別信號燈的能力。還 有李丹，張大寧等的《關愛色弱、色盲群體，解決機動車駕駛問題》在其中提出解決辦法，例 如改變信號燈顏色，改變信號等形狀W及設計成可翻轉的樣式，還有王超等人的《城市交通 信號燈人性化設計》提出用LED板表示箭頭，圓形來代表紅綠信號燈。對于交叉口干線信號 協調控制優化問題，還處于起步階段。在中國發明《帶有推薦通行速度的交通提示牌及其控 制方法》專利號【CN1928944A】中，有描述帶有推薦通行速度的交通提示牌及通行方法，但方 法并沒有和道路現狀結合，W及推薦通行的速度方法思路與之不同。另外，在中國發明《一 種連續交叉路口車輛通行控制方法及裝置》專利【CN104794915A】中，敘述一種交叉口車輛 通行控制方法及裝置，但也沒有考慮道路現狀，并且專利是提供一個移動端，和信號燈是無 關的。
[0006] 綜上所述，現研究在一定程度上可W解決色盲、色弱開車上路的問題，但是運些專 利里面都有一個最大的缺陷，那就是存在人們認知上的顛覆，顛覆了交通規則，改變了傳 統；另外一個若遇到突發狀況，肯定因為緊張，忘記信號燈的圖形代表的含義，發生危險。另 夕h上述專利中可能解決連續交叉口通行問題，但并沒有和道路現狀結合，并且沒有運用到 信號燈上，適用范圍很小。
【發明內容】
[0007] 本發明的色盲信號燈在不改變原型的基礎上加 W改進創新，遠燈投影裝置和近燈 投影裝置顯示數字、文字或者圖像，雙重變換輔助色盲色弱進行辨別，使色覺正常的人既可 W通過字體變換來識別交通信號燈，也可W通過擺正裝置的顏色來識別交通信號燈。
[0008] 為了達成上述目的，本發明采用如下技術方案：
[0009] -種色盲可移動無障礙通行信號燈，包括設于十字路口的用于根據普通信號燈的 變化而投射文字或數字或圖像的遠燈投影裝置，在道路側邊設置的沿道路方向可移動的近 燈投影裝置，遠燈投影裝置、近燈投影裝置均與普通信號燈的信號控制器分別單獨連接。遠 燈投影裝置用于提示離普通信號燈距離較遠的駕駛員，近燈投影裝置用于提示近處的駕駛 員，二者協調配合，為普通駕駛員、色盲駕駛員過路口提供方便，及時根據信號的變化做出 動作，而不是依靠前車的動作來動作。
[0010] 進一步地，所述近燈投影裝置與擺動裝置連接，擺動裝置帶動遠燈投影裝置擺動， W更好地提醒駕駛員。
[0011] 進一步地，所述遠燈投影裝置與為3D全息投影，有效保證二者的一致性，同時動 作，同時，遠燈投影裝置與近燈投影裝置均設于各自的燈箱內，最好是透明燈箱。
[0012] 進一步地，所述近燈投影裝置同樣為全息投影，在道路側邊設有軌道，近燈投影裝 置的燈桿在動力源驅動下沿著軌道來回行駛。
[0013] 進一步地，在遠燈投影裝置或近燈投影裝置的一側設有用于顯示設定距離內最優 通行速度的顯示裝置，顯示裝置與控制器連接，控制器與設于近燈投影裝置燈桿的距離傳 感器連接用W測量該燈桿所在位置距離十字路口的距離L，該距離傳感器可W是紅外線測 距離傳感器，在近燈投影裝置燈桿設置紅外發射裝置，在十字路口處設置接收信號，控制器 與信號控制器的計時裝置、近燈投影裝置分別單獨連接，此外，控制器也可控制燈桿的移動 移動擺動裝置的擺動。
[0014] 進一步地，所述擺動裝置為步進電機帶動的擺桿，所述遠燈投影裝置固定在擺桿 上，步進電機的旋轉周期與普通信號燈變換周期相同，當普通信號燈為紅色時，擺桿從豎直 中屯、線向一側擺動后返回豎直中屯、線，當普通信號燈變為綠色時，擺桿從數值中屯、線向另 一側擺動后返回，當普通信號燈為黃色時，擺桿保持不動。 (1)
[0015]進一步地，最優通行速度V2根據公式(I)計算：
[0017]式中：L為當前十字路口與下一十字路口的距離，Xl為當前交叉口縱向長度，X2為下 一交叉口縱向長度，P為當前交叉口的通行能力削減系數，n為當前的信號燈周期個數(n = 1，2,3...)，1'為周期(為當前信號燈相位改變時距下一信號燈綠燈的時間），*為當前相位剩 余時間，to為當前交叉口下一交叉口綠燈相位時長，ti為當前交叉口的固定延誤時間。
[0018] 進一步地，遠燈投影裝置所成像的移動速度即遠燈投影裝置的移動速度V像根據公 式(2)計算：
(2)
[0020] 式中：Lf象為固定的成像移動距離，V像為固定成像移動速度，T像為高峰時段安全行駛 時間。
[0021] 進一步地，固定的成像移動距離Lf象的根據公式(3)計算：
(3)
[0023] 其中，H為遠燈投影裝置或近燈投影裝置信號燈桿高，M為遠燈投影裝置或近燈投 影裝置的成像相對于H的高度;a為第二服務區內駕駛員的最佳仰角(平均值），0為第二服務 區內駕駛員的最大仰角(平均值）。
[0024] 進一步地，待定行駛十字路口內的安全駕駛時間T像根據公式(4)進行計算：
(4)
[0026] 其中，Li為當前汽車到進口停車線的待定行駛距離，Vi為待定行駛十字路口內的汽 車中位速度；
[0027] 控制器根據公式(4)計算出選定的時段內的安全駕駛時間T像，與所剩信號燈時間 作比較，若為綠燈時間，T像〉T綠(計算時間大于綠燈時間），則汽車不能通過，此時控制器控制 投影裝置用字體的閃爍來表示，提示時間不夠用，可W減速。若為紅燈時間，T像〉Ik,運時字 體閃爍，則告訴司機紅燈即將結束可W預備提速，兩次字體閃爍的頻率不同。
[0028] 本發明的工作原理是:普通人看得到顏色發生變化會很快做出反應，剎車或者啟 動，但是由于色盲隔得遠，有可能看不清字體變化，會做不出正確反應，但是駕駛員的后面 的、前面的車已經做出反應，運個時候駕駛員才會意識到，信號燈變了，駕駛員要做出反應， 減速或者加速，運種情況在霧天、雨天更容易發生，而本發明中的信號燈，打破色盲、色弱不 能開車上路的傳統，W圖像原理代替色盲和色弱的視覺感知功能，滿足他們開車上路的渴 望；W可移動的圖像消除排隊司機(遠離停車線）的反應時間，達到"零啟動"的境界;運用公 式計算出交叉口的最佳通行速度，通過道路環境實測數據與計算公式的結合，得到一組速 度值，取最大與最小的值構成最有速度范圍。只要汽車速度在運個范圍之內，那么交叉口就 可W在最短的時間內傾瀉最多的排隊車輛;通過可移動的靜態二維圖像，使后排司機提前 感知交通信號，避免因為緊張、慌亂認錯信號含義從而導致交通事故的產生。
[0029] 本發明的有益效果是：
[0030] 1)提高了色盲人±開車的可能性。
[0031] 2)減少了色弱人群因交通信號識別錯誤造成的交通事故，有力的保證了人民群眾 的生命財產及安全W及方便快捷的通過交叉路口，減少交通堵塞現象的發生。
[0032] 3)打破傳統的最佳速度預測定值，根據計算出的速度區間上下限，界定最優速度 區間，從而提高交叉口通行能力，有效減緩交叉口擁堵，降低行車延誤時間。
[0033] 4)有望提高了色盲人±在社會中的地位。
【附圖說明】
[0034] 圖1為本發明中的整