李易陽(yáng) 徐鋒

摘 要：文章設(shè)計(jì)了一種用于輔助交通信號(hào)燈進(jìn)行通行安全提示的紅綠激光燈裝置，選用三菱PLC、交通信號(hào)燈、紅綠激光燈、光控開(kāi)關(guān)等來(lái)構(gòu)建電路，采用順序控制設(shè)計(jì)法編制程序，經(jīng)調(diào)試具有良好的安全通行提示效果，對(duì)于改善交通安全有一定的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：交通信號(hào)燈；紅綠激光燈；PLC；光控開(kāi)關(guān)

中圖分類(lèi)號(hào)：U491.5+1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）25-0056-02

Abstract： This paper designs a kind of red and green laser light device which is used to assist traffic signal lamp to prompt traffic safety. Mitsubishi PLC， traffic signal lamp， red and green laser light， optical control switch and so on are used to construct the circuit， and the sequential control design method is used to compile the program. After debugging， it has a good effect of safe passage warning， and has certain application value for improving traffic safety.

Keywords： traffic light； red and green laser light； PLC； optical-controlled switch

引言

道路交叉路口采用交通信號(hào)燈分時(shí)通行，一般情況下能夠滿足使用保證道路交通參與者的安全。但在陰雨霧霾天氣或者夜晚時(shí)，因光線陰暗模糊等原因?qū)е萝?chē)輛或行人在通過(guò)路口時(shí)辨別不清交通信號(hào)而引發(fā)交通事故，造成財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。研制一種輔助交通信號(hào)燈進(jìn)行道路交通安全通行的指示裝置，提升司機(jī)和行人在惡劣天氣時(shí)參與道路交通的注意力，降低交通路口事故的發(fā)生率，營(yíng)造安全有序的交通環(huán)境。

1 紅綠激光燈提示裝置的方案設(shè)計(jì)

提示裝置在交通信號(hào)燈的基礎(chǔ)上增加紅綠激光燈，包含交通信號(hào)燈控制器、紅綠激光燈、光控開(kāi)關(guān)等。裝置被安裝在接近路口的汽車(chē)停車(chē)線兩端和斑馬線兩端，工作示意圖如圖1所示。

紅綠激光燈與交通信號(hào)燈并行工作，在戶外光線照明良好的場(chǎng)合，提示裝置停止工作。僅當(dāng)夜晚或者是雨霧天氣光線較弱的情況下，提示裝置開(kāi)始工作。紅綠激光燈點(diǎn)亮輻射至斑馬線兩頭各50cm處和停車(chē)線處形成紅綠光斑來(lái)提醒行人此時(shí)能否通過(guò)斑馬線，提醒司機(jī)是否停車(chē)等待或通行。

2 紅綠激光燈提示裝置的電路設(shè)計(jì)

裝置是在交通信號(hào)燈控制電路中增加對(duì)紅綠激光燈的控制，電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。交通信號(hào)燈采用三菱FX系列PLC控制，通過(guò)程序控制邏輯，驅(qū)動(dòng)紅黃綠交通信號(hào)燈按照一定的時(shí)間間隔順序工作。系統(tǒng)采用220V交流電源供電，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于維護(hù)。PLC與激光燈之間增加光控開(kāi)關(guān)，檢測(cè)光線的明暗，自動(dòng)選擇紅綠激光燈工作方式。

交通信號(hào)燈與紅綠激光燈工作電路如圖3所示。K1、K3為PLC輸出繼電器的觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，用于控制交通信號(hào)燈。K2、K4為光控開(kāi)關(guān)，用于控制紅綠激光燈。當(dāng)PLC驅(qū)動(dòng)K1閉合，交通紅燈亮，此時(shí)若戶外光線充足則光控開(kāi)關(guān)K2斷開(kāi)，不啟動(dòng)紅綠激光燈。戶外光線不足時(shí)光控開(kāi)光K2閉合啟動(dòng)紅綠激光燈，設(shè)置在斑馬線兩端的斑馬線綠色激光燈點(diǎn)亮，輻射至斑馬線兩頭各50cm處，提醒行人可以通過(guò)路口，同時(shí)位于汽車(chē)停車(chē)線處的停車(chē)線紅色激光燈點(diǎn)亮，提醒司機(jī)停車(chē)等待。

當(dāng)PLC驅(qū)動(dòng)K3閉合時(shí)，交通綠燈亮，戶外光線充足則光控開(kāi)關(guān)K4斷開(kāi)不啟動(dòng)紅綠激光燈。戶外光線不足則光控開(kāi)光K4閉合啟動(dòng)紅綠激光燈，位于斑馬線兩端的斑馬線紅色激光燈點(diǎn)亮，輻射至斑馬線兩頭各50cm處，提醒行人此時(shí)路口禁止通行，同時(shí)位于汽車(chē)停車(chē)線處的停車(chē)線綠色激光燈點(diǎn)亮，提醒司機(jī)可以通過(guò)路口。

光控開(kāi)關(guān)采用光敏電阻與晶閘管組合，電路如圖4所示。光線明亮?xí)r光敏電阻阻值較小，晶閘管門(mén)極從分壓電路上取得的電壓不足以使晶閘管導(dǎo)通，負(fù)載HL斷電。光線暗淡時(shí)光敏電阻阻值大，分壓電路使門(mén)極獲得較大電壓，晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通，負(fù)載HL工作。通過(guò)兩個(gè)晶閘管觸發(fā)電路的反向并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)正弦交流電的雙向觸發(fā)導(dǎo)通控制。

3 紅綠激光燈提示裝置的軟件設(shè)計(jì)

主控制器采用三菱FX3U系列PLC，IO分配表如表1所示，HL7、HL10經(jīng)光控開(kāi)關(guān)與南北交通信號(hào)紅燈HL3并聯(lián)，HL8、HL9分別與南北交通信號(hào)綠燈HL1并聯(lián)。

交通信號(hào)燈工作存在較為明顯的順序關(guān)系，采用順序控制法編制程序，順序功能圖如圖5所示。PLC在驅(qū)動(dòng)各向交通信號(hào)燈的同時(shí)驅(qū)動(dòng)紅綠激光燈在行車(chē)道和人行道上各投射紅色、綠色激光光斑，提醒駕駛員和行人注意道路交通信號(hào)指示。

4 結(jié)束語(yǔ)

紅綠激光燈提示裝置經(jīng)過(guò)調(diào)試，能與交通信號(hào)燈協(xié)同工作。紅綠激光燈在地面上形成醒目的光帶來(lái)輔助指示，可以有效防止黑夜雨霧天氣對(duì)于交通路口視覺(jué)的影響，提升了通行的安全性，減少了事故的發(fā)生。同時(shí)，裝置中引入光控開(kāi)關(guān)，可根據(jù)光線明暗變化自動(dòng)打開(kāi)或關(guān)閉紅綠激光燈，有較好的節(jié)能環(huán)保效果。因此，該裝置具有一定的應(yīng)用推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]莫正康.電力電子應(yīng)用技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2]華滿香.電氣控制及PLC應(yīng)用[M].北京大學(xué)出版社，2009.

[3]曹建林.電工學(xué)[M].高等教育出版社，2010.

[4]牛百齊.電工電子技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2015.