一种用于交通路口的红绿激光灯提示装置的设计

李易阳 徐锋

摘 要：文章设计了一种用于辅助交通信号灯进行通行安全提示的红绿激光灯装置，选用三菱PLC、交通信号灯、红绿激光灯、光控开关等来构建电路，采用顺序控制设计法编制程序，经调试具有良好的安全通行提示效果，对于改善交通安全有一定的应用价值。

关键词：交通信号灯；红绿激光灯；PLC；光控开关

中图分类号：U491.5+1 文献标志码：A 文章编号：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号灯分时通行，一般情况下能够满足使用保证道路交通参与者的安全。但在阴雨雾霾天气或者夜晚时，因光线阴暗模糊等原因导致车辆或行人在通过路口时辨别不清交通信号而引发交通事故，造成财产损失和人员伤亡。研制一种辅助交通信号灯进行道路交通安全通行的指示装置，提升司机和行人在恶劣天气时参与道路交通的注意力，降低交通路口事故的发生率，营造安全有序的交通环境。

1 红绿激光灯提示装置的方案设计

提示装置在交通信号灯的基础上增加红绿激光灯，包含交通信号灯控制器、红绿激光灯、光控开关等。装置被安装在接近路口的汽车停车线两端和斑马线两端，工作示意图如图1所示。

红绿激光灯与交通信号灯并行工作，在户外光线照明良好的场合，提示装置停止工作。仅当夜晚或者是雨雾天气光线较弱的情况下，提示装置开始工作。红绿激光灯点亮辐射至斑马线两头各50cm处和停车线处形成红绿光斑来提醒行人此时能否通过斑马线，提醒司机是否停车等待或通行。

2 红绿激光灯提示装置的电路设计

装置是在交通信号灯控制电路中增加对红绿激光灯的控制，电路结构如图2所示。交通信号灯采用三菱FX系列PLC控制，通过程序控制逻辑，驱动红黄绿交通信号灯按照一定的时间间隔顺序工作。系统采用220V交流电源供电，结构简单易于维护。PLC与激光灯之间增加光控开关，检测光线的明暗，自动选择红绿激光灯工作方式。

交通信号灯与红绿激光灯工作电路如图3所示。K1、K3为PLC输出继电器的触点开关，用于控制交通信号灯。K2、K4为光控开关，用于控制红绿激光灯。当PLC驱动K1闭合，交通红灯亮，此时若户外光线充足则光控开关K2断开，不启动红绿激光灯。户外光线不足时光控开光K2闭合启动红绿激光灯，设置在斑马线两端的斑马线绿色激光灯点亮，辐射至斑马线两头各50cm处，提醒行人可以通过路口，同时位于汽车停车线处的停车线红色激光灯点亮，提醒司机停车等待。

当PLC驱动K3闭合时，交通绿灯亮，户外光线充足则光控开关K4断开不启动红绿激光灯。户外光线不足则光控开光K4闭合启动红绿激光灯，位于斑马线两端的斑马线红色激光灯点亮，辐射至斑马线两头各50cm处，提醒行人此时路口禁止通行，同时位于汽车停车线处的停车线绿色激光灯点亮，提醒司机可以通过路口。

光控开关采用光敏电阻与晶闸管组合，电路如图4所示。光线明亮时光敏电阻阻值较小，晶闸管门极从分压电路上取得的电压不足以使晶闸管导通，负载HL断电。光线暗淡时光敏电阻阻值大，分压电路使门极获得较大电压，晶闸管触发导通，负载HL工作。通过两个晶闸管触发电路的反向并联，实现对正弦交流电的双向触发导通控制。

3 红绿激光灯提示装置的软件设计

主控制器采用三菱FX3U系列PLC，IO分配表如表1所示，HL7、HL10经光控开关与南北交通信号红灯HL3并联，HL8、HL9分别与南北交通信号绿灯HL1并联。

交通信号灯工作存在较为明显的顺序关系，采用顺序控制法编制程序，顺序功能图如图5所示。PLC在驱动各向交通信号灯的同时驱动红绿激光灯在行车道和人行道上各投射红色、绿色激光光斑，提醒驾驶员和行人注意道路交通信号指示。

4 结束语

红绿激光灯提示装置经过调试，能与交通信号灯协同工作。红绿激光灯在地面上形成醒目的光带来辅助指示，可以有效防止黑夜雨雾天气对于交通路口视觉的影响，提升了通行的安全性，减少了事故的发生。同时，装置中引入光控開关，可根据光线明暗变化自动打开或关闭红绿激光灯，有较好的节能环保效果。因此，该装置具有一定的应用推广价值。

参考文献：

[1]莫正康.电力电子应用技术[M].机械工业出版社，2007.

[2]华满香.电气控制及PLC应用[M].北京大学出版社，2009.

[3]曹建林.电工学[M].高等教育出版社，2010.

[4]牛百齐.电工电子技术基础与应用[M].机械工业出版社，2015.