一種穿越不同信號控制器自動監(jiān)測交通信號燈運行的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種穿越不同信號控制器自動監(jiān)測交通信號燈運行狀態(tài)的方法，屬于物聯(lián)網(wǎng)、智能交通領(lǐng)域。一些傳統(tǒng)的自動監(jiān)測方法無法應(yīng)用于現(xiàn)實環(huán)境，導(dǎo)致大量信號燈故障檢測方法無法適應(yīng)智慧交通的發(fā)展。本發(fā)明通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)及計算機技術(shù)，完全改變傳統(tǒng)的故障自動監(jiān)測方法，徹底摒棄現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，提供一種全新的方法，由傳感器檢測、控制器單元、通信單元三部分組成，能夠穿越不同型號、不同規(guī)格的信號控制器，在信號控制器的下游（即信號控制器與信號燈之間）實現(xiàn)信號監(jiān)測，將監(jiān)測結(jié)果進行分析、計算，鑒定，并自動告訴信息接受者；廣泛滿足于智慧城市應(yīng)用、交通誘導(dǎo)應(yīng)用、交通信息采集應(yīng)用、交通信號控制應(yīng)用。
【專利說明】—種穿越不同信號控制器自動監(jiān)測交通信號燈運行的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及交通信號燈故障自動檢測方法，具體地涉及一種穿越不同信號控制器自動監(jiān)測交通信號燈運行狀態(tài)的方法，屬于物聯(lián)網(wǎng)、智能交通領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在智慧城市(智能交通)領(lǐng)域，交通信號控制是一種廣泛使用的裝置，用于對交通信號的控制。交通信號燈作為一種交通指揮系統(tǒng)的顯示系統(tǒng)，在智能交通系統(tǒng)中，起到了基礎(chǔ)性、獨一無二的作用。然而，用于一些傳統(tǒng)的自動監(jiān)測交通信號燈運行狀態(tài)的方法由于種種原因無法應(yīng)用于現(xiàn)實環(huán)境，導(dǎo)致大量的信號燈故障檢測方法無法適應(yīng)智慧交通的發(fā)展；
綜合以往的巡檢、電話報警、及信號控制器自主檢測等監(jiān)測方法，存在以下嚴(yán)重的不
足:
(O巡檢的方法，主要依靠人工方法，依靠定期巡檢，發(fā)現(xiàn)故障；這種方法無法實時監(jiān)測故障，同時無法識別故障類型，耗資巨大，而且管理效率極低；
(2)電話報警的方法，主要是通過管理方公布的電話，例如110來實現(xiàn)故障信息采集；這種方法依靠交通參與者的主人翁意識，將獲知的故障信息通過電話上報，無法確保故障的實時監(jiān)測，無法識別故障類型，管理效率低；
(3)信號控制器自主檢測的方法，主要是通過部分具有網(wǎng)絡(luò)管理功能的信號機對信號燈的狀態(tài)進行監(jiān)測，從而判斷故障類型，并上傳數(shù)據(jù)；這種方法依賴的前提要素就是信號機必須是智能網(wǎng)絡(luò)信號機，同時還需要不同品牌的網(wǎng)絡(luò)信號機能夠兼容或交互故障類型，這種方法在現(xiàn)實的應(yīng)用中無法實現(xiàn)，究其原因主要有:①信號燈故障監(jiān)測要求的是全覆蓋，而一個區(qū)域的信號控制器既有智能機也有非智能機，而且多品牌共存；②信號控制器能監(jiān)測的故障種類也非常單一，有些故障無法監(jiān)測根據(jù)現(xiàn)有信號控制器的標(biāo)準(zhǔn)，故障監(jiān)測的結(jié)果為系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)，外部無法調(diào)用；④需要在信號控制系統(tǒng)的上游再建立一套數(shù)據(jù)采集及交互系統(tǒng)，并且需要各品牌、各規(guī)格的信號控制器開放硬件和軟件接口 ；
實現(xiàn)穿越不同信號控制器自動監(jiān)測交通信號燈運行故障的方法由三部分組成:①傳感器檢測；②控制器單元；③通信單元；
基本原理是:
通過在對供電電壓與電流的感知、通過對控制器機箱門開/關(guān)的感知、通過對信號控制器輸出燈組電壓與電流的感知、通過對加載在“紅燈、黃燈、綠燈”上的電壓與電流的感知、通過對環(huán)境溫度的感知，依靠故障鑒定單元及控制器單元的分析計算來判定故障是否產(chǎn)生及故障的類型，并通過通信單元將運行狀態(tài)信息告之信息接受者。關(guān)于如何采集信號燈電壓及電流值在文獻資料CN201310233635:《交通信號燈故障智能巡回檢測、網(wǎng)絡(luò)報警系統(tǒng)》中已有描述，但是沒有對故障的鑒定方法進行描述；尤其是鑒定信號燈組故障狀態(tài)的方法更是沒有任何闡述；
相關(guān)文獻資料:
CN203299307U:一種電力設(shè)備故障檢測裝置 CN201310139879:基于嵌入式Web的遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置
CN201110184092:一種基于平波電感元件性能方程測后模擬識別直流輸電線路區(qū)內(nèi)外故障的方法
CN201110144912: —種測后模擬識別直流輸電線路區(qū)內(nèi)外故障的方法 CN201320168668:一種道路交通信號機信號燈輸出端口的電信號檢測系統(tǒng) CN201310233635:交通信號燈故障智能巡回檢測、網(wǎng)絡(luò)報警系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的，在于徹底摒棄現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，提供一種全新的方法，能夠穿越不同型號、不同規(guī)格的信號控制器，在信號控制器的下游(即:信號控制器與信號燈之間)實現(xiàn)信號監(jiān)測，并將監(jiān)測結(jié)果進行分析、計算，鑒定，并自動告訴信息接受者；廣泛滿足于智慧城市應(yīng)用、交通誘導(dǎo)應(yīng)用、交通信息采集應(yīng)用、交通信號控制應(yīng)用；
本發(fā)明通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)及計算機技術(shù)，完全改變傳統(tǒng)的故障自動監(jiān)測方法；如附圖1所示，傳統(tǒng)的故障自動檢測路徑為:Β1.Β2 + B4，故障監(jiān)測裝置無法直接從BI處獲取故障信號；需經(jīng)過信號控制器及信號系統(tǒng)的兩級處理，才能從B3處將故障信息告訴故障監(jiān)測裝置。傳統(tǒng)的故障自動監(jiān)測方法依賴信號控制器及信號系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集及處理，無法穿越所有的信號控制器及信號系統(tǒng)；
本發(fā)明方法的故障自動檢測路徑為:Β1 -φ Α1(Α1-1,Α1-2) _B4，故障監(jiān)測裝置直接從BI處獲取故障信號，無需經(jīng)過信號控制器及信號系統(tǒng)的兩級處理，從而實現(xiàn)了穿越不同信號控制器、不同信號系統(tǒng)的目的；
如附圖1所示，在BI處獲取綠燈、黃燈、紅燈的電流及電壓，通過電壓感知③與電流感
知④，應(yīng)用電壓電流同步技術(shù)，分別傳送至綠燈故障鑒定單元⑧、黃燈故障鑒定單元@、紅燈故障鑒定單元⑩，鑒定單元⑧、@、⑩將鑒定后的數(shù)據(jù)傳送給中央處理單元@ ;同時，鑒定單元⑧、@ SM將鑒定后的數(shù)據(jù)，在燈組同步單元m的參與下傳送至燈組故障鑒定單元
iF|燈組故障鑒定單元鑒定后的數(shù)據(jù)傳送給中央處理單元@ ；
同時，通過機柜門狀態(tài)感知單元①獲取機柜門的狀態(tài)，通過環(huán)境溫度感知單元②獲取機柜內(nèi)環(huán)境溫度，以及通過供電電壓單元③和電流感知單元④，并應(yīng)用電壓電流同步技術(shù)，
感知供電是否正常，并將以上數(shù)據(jù)傳送給中央處理單元@ ;
中央處理單元6經(jīng)過分析計算將信號燈運行故障信息通過通信單元傳送給信息接收者。
【專利附圖】

【附圖說明】
圖1是“一種穿越不同信號控制器自動監(jiān)測交通信號燈運行方法”的電路原理框圖，圖中:①機柜門狀態(tài)感知單元，②環(huán)境溫度感知單元，③供電電壓單元，④電流感知單元，⑤燈組故障鑒定單元，⑥中央處理單元，⑦燈組同步單元，⑧綠燈故障鑒定單元，⑨黃燈故障鑒定單元，⑩紅燈故障鑒定單元。
圖2是閃燈、倒計時燈的電氣特性圖，圖中:周期是T，在周期T內(nèi)，總會伴隨著AT的間歇；閃爍周期是Tl，正常電壓參考值Udef'工作電壓U ;正常電壓參考值Idef、工作電流I ;
保證信號的采樣周期Tmax〈 I AT。
【權(quán)利要求】
1.一種穿越不同信號控制器自動監(jiān)測交通信號燈運行故障的方法，其特征在于: (1)在信號控制器的輸出端BI處(即信號控制器與紅黃綠燈之間)獲取紅燈、黃燈、綠燈的電壓及電流，確保監(jiān)測方法與信號機及信號系統(tǒng)無關(guān)，從而可以穿越各類信號機及信號系統(tǒng)； (2)根據(jù)交通信號燈、交通信號燈組的具體特點分別提供了綠燈、黃燈、紅燈及燈組(解釋:每個燈組由一個綠燈、黃燈及紅燈組成，用于指揮一個相位的交通通行；非機動車燈組、人行燈組則通常由一個綠燈和一個黃燈組成)的故障鑒定方法； (3)通過對機柜溫度、機柜門狀態(tài)、供電狀態(tài)的感知，來研判并記錄故障后的檢修情況。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動監(jiān)測方法能穿越各類信號機及信號系統(tǒng)，其特征在于: (I)如附圖1所示，本發(fā)明方法的故障自動檢測路徑為:B1 Al (Al-1, Al-2) B4,故障監(jiān)測裝置直接從BI處獲取故障彳目號，無需經(jīng)過彳目號控制器及信號系統(tǒng)的兩級處理，從而實現(xiàn)了穿越不同信號控制器、不同信號系統(tǒng)的方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動監(jiān)測方法能鑒定綠燈、黃燈、紅燈故障，其特征在于: (I)根據(jù)交通信號燈的 國家標(biāo)準(zhǔn)，信號燈主要有滿屏燈、箭頭燈、閃燈、倒計時燈；按照用途分，有機動車燈、非機動車燈、人行燈；具體判斷燈故障的鑒定方法: 正常電壓參考值Udef、工作電壓U;正常電壓參考值Idef、工作電流I;如果U 3 Udrf時，I〈Idef，則判定燈故障；如果U 3 Udef時，I 3 Idef,則判定燈正常；如果IKUdef時，I〈Idef，則燈狀態(tài)不定； 根據(jù)閃燈、倒計時燈的電氣特性，如附圖2所示，周期T=ls，在周期T內(nèi)，總會伴隨著AT的間歇；具體判定方法如下: 閃爍周期Tl(如3s, 5s, 20s等)，正常電壓參考值Udef、工作電壓U;正常電壓參考值Idef、工作電流I;保證信號的采樣周期Τ_〈ΛΤ/2，在閃爍周期內(nèi)記錄以下工作表:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動監(jiān)測方法能鑒定燈組故障，其特征在于: 交通信號燈組由信號燈組合而成，其中機動車燈組一般由綠燈、黃燈、紅燈組成；非機動車及人行燈組一般由紅燈和綠燈組成的； 燈組的狀態(tài)既反映出燈的狀態(tài)，也反映出信號控制器輸出的狀態(tài)； 根據(jù)交通信號燈的工作原理，正常狀態(tài)下，一個信號燈組在一固定周期內(nèi)至少有個燈是正常的；因此，根據(jù)以下方法可以判定燈組是否正常: 確保根據(jù)權(quán)利要求1所述(3)供電狀態(tài)正常，判定方法如權(quán)利要求3的(I)所述；如附圖2所述，確保固定周期Tk> Λ T ; 在上述(I)和(2)的前置條件下，如果燈組中，任何一個燈的輸出電流I蘭Idef，即表明燈組正常，反之燈組故障。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動監(jiān)測方法能研判并記錄故障后的檢修情況，其特征在于: 交通信號燈工作異常的幾個直接原因:一，燈故障；二，燈組故障(信號控制機輸出故障);三，供電不正常；四，人為破壞； 在發(fā)生故障后中央處理單元⑧通過通信單元將故障信息傳遞給信息的接收者，要求對現(xiàn)場進行維修；
表2:
【文檔編號】G08G1/097GK103996307SQ201410194950
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月11日
【發(fā)明者】李定珍, 彭守斌 申請人:彭守斌