一种交通信号灯的故障自动检测处理系统及方法
【专利摘要】本发明涉及一种交通信号灯的故障自动检测处理系统和方法，包括交通信号灯、电流电压检测模块、保护控制模块、信号灯驱动控制模块、信号灯处理器、信号机中央处理器和交通监控中心；信号灯故障时，信号机不再简单的通过切断信号灯电源，独立驱动黄灯进行黄闪控制，而是向信号灯发送降级控制的指令，启动短时间的软件黄闪控制，同时自动检测故障信号灯并对其启动二级保护控制模式，并向上级发送故障信息，最终实现整个路口正常的信号控制。本发明的信号灯控制的二级保护控制模块，实现了信号灯控制功能的备份，有效的提高了信号灯控制的稳定性和可靠性，很好的避免了长时间黄闪控制对交通造成的影响。
【专利说明】一种交通信号灯的故障自动检测处理系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及交通信号机领域，尤其是涉及一种交通信号灯的故障自动检测处理系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着城市道路建设和机动车数量的增加，道路交通问题日益成为社会关注的焦点。信号灯的控制使相互冲突的交通流从时间上得到分隔，通过分时放行的方法，保障了道路交叉口交通的安全、有序，提高了通行效率。当信号灯出现故障时则容易造成交通路口出现交通堵塞，甚至造成交通事故。可见信号灯的控制在缓解道路交通问题中扮演着一个极其重要的角色。然而信号灯都安装在交通路口易受自然因素影响，且长期处于工作状态，出现故障的概率和频率都较大。因此，当出现信号灯故障时，尽快获取信号灯的故障信息并对其进行及时的处理，避免交通路口出现交通堵塞现象显得至关重要。
[0003]市场上对信号灯的故障检测主要分为无检测模式和有检测模式。
[0004]由于检测装置结构复杂、价格昂贵等原因，有些交通信号控制器不具有针对信号灯的故障进行检测的功能。当信号灯发生故障，信号机因不具检测功能而不采取任何措施，继续照常控制信号灯。此种方法使信号灯出现故障方向的车辆陷入混乱状态，造成机动车不知道是该停车等候还是正常行驶，最终导致交叉口的拥堵，甚至交通事故。由于信号灯的安装位置远离交通监控中心，信号机不具有信号灯故障检测等原因，信号灯工作状态只能依靠用户的反馈或是监管人员的人工排查、检测、确认然后维修，最终导致交通监管人员不能及时获得交叉口信号灯工作状态、损坏状况等信息，不能进行及时的信号灯故障维修，使故障等待解决的时间很长，对路口控制影响非常大。
[0005]基于以上提出的问题，市场上又推出了具有信号灯故障检测功能的信号机。信号机能实时监测信号灯是否故障，当检测到红绿同亮或绿冲突等严重故障时，信号机在把故障信息上报给上级请求解决的同时对信号灯进行降级控制。通过切断信号灯电源，独立驱动黄灯进行黄闪控制，使整个交叉口的信号灯都进入黄闪模式。此种方法，解决了由于无信号灯故障检测造成的交通拥堵的问题；黄闪控制，有利的提醒了人们在交叉口减速慢行；信号机的故障上报功能，能提醒维修人员进行及时的故障维修，缩短了无检测模式下故障维修时间长的问题。但是由于信号机对上述严重故障的应急措施是简单的降级黄闪控制，属于硬件降级黄闪控制，一旦降级将无法恢复，使整个交叉口陷入无信号控制。由于机动车和非机动车人员的个人素质的不同，同样会使路口的交通变得混乱不堪，严重降低了交叉口的通行能力，造成交通拥堵和交通事故。虽然信号机对信号灯故障有检测和上报功能，可以提醒监管人员对故障问题进行及时的处理，但是信号灯的安装位置远离交通监控中心等客观原因，从故障上报到故障解决，中间至少需要I?2个小时，如果遇到维修人员任务繁忙、交通高峰期、恶劣天气环境等特殊情况时，时间就会更加长。期间的黄闪控制显然不是一个最好的应急方案。
【发明内容】
[0006]为了克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种交通信号灯的故障自动检测处理系统及方法。本发明通过保护控制模块实现了对信号灯控制功能的备份，保证了信号灯控制的稳定性，为维修工作提供了充足的时间，代替了现有技术中因红绿同亮或绿冲突等严重问题而启动的不可恢复的硬件黄闪控制。
[0007]本发明所采用的技术方案是:
一种交通信号灯的故障自动检测处理系统，所述系统包括交通信号灯、电流电压检测模块、保护控制模块、信号灯驱动控制模块、信号灯处理器、信号机中央处理器和交通监控中心；所述电流电压检测模块的输入端与交通信号灯输出端相连，输出端与信号灯处理器输入端相连；所述信号灯处理器的输入端与电源模块相连，输出端分别与信号灯驱动控制模块输入端、保护控制模块输入端相连；所述保护控制模块的输入端与信号灯驱动控制模块输出端相连，输出端与交通信号灯输入端相连；所述信号灯处理器通过信号机中央处理器与交通监控中心相连。
[0008]通过电流电压检测模块检测信号灯是否正常工作，当信号灯出现红绿同亮或绿冲突等严重故障时，信号机中央处理器向信号灯处理器发送降级控制指令，驱动信号灯启动软件黄闪控制；黄闪控制期间，自动检测具体故障信号灯并对其启动二级保护控制模式，保证了故障信号灯继续正常运行；同时信号灯处理器将故障信息上报给信号机中央处理器，继而上传到交通监控中心。
[0009]优选地，所述信号机中央处理器与信号灯处理器之间通过CAN总线进行通信连接。信号机中央处理器与信号灯处理器通过CAN总线进行通信，具有很好的可扩展性，可以为保护控制模块提供足够多的扩展口。根据要求可以实现信号灯控制功能的半备份和全备份(半备份即只对绿灯设置二级保护控制，全备份即对所有信号灯色都设置二级保护控制)。
[0010]优选地，所述交通信号灯、电流电压检测模块、信号灯处理器形成交通信号灯的故障自动检测系统，所述信号机中央处理器、信号灯处理器、保护控制模块、交通信号灯形成故障处理系统，所述信号灯处理器、信号机中央处理器、交通监控中心形成故障信息上报系统。
[0011]一种交通信号灯的故障自动检测处理方法，包括故障自动检测系统、故障处理系统和故障信息上报系统，所述故障自动检测系统包括交通信号灯、电流电压检测模块、信号灯处理器，故障处理系统包括信号机中央处理器、信号灯处理器、保护控制模块、交通信号灯，故障信息上报系统包括信号灯处理器、信号机中央处理器、交通监控中心；所述方法包括下述步骤:
(1)通过电流电压检测模块检测交通信号灯是否正常工作，当信号灯出现故障时，信号机中央处理器向信号灯处理器发送降级控制指令，驱动交通信号灯启动软件黄闪控制；
(2)黄闪控制期间，电流电压检测模块自动检测具体故障信号灯，并通过保护控制模块对故障信号灯启动二级保护控制模式，使故障信号灯继续正常运行；
(3)信号灯处理器将故障信息经由信号机中央处理器上传到交通监控中心。
[0012]优选地，所述电流电压检测模块的输入端与交通信号灯相连，输出端与信号灯处理器相连。电流电压模块通过检测信号灯的电流电压，判断信号灯是否出现故障，并将检测结果反馈给信号灯处理器，以便信号灯处理器做出反应，如进行软件黄闪控制等。
[0013]优选地，所述信号灯处理器的输入端分别与电流电压检测模块、电源模块相连，输出端分别与信号灯驱动控制模块、保护控制模块、信号机中央处理器相连。信号灯处理器对信号灯故障做出响应，对信号灯发出软件黄闪控制指令，通过黄闪控制期间电流电压检测模块反馈回来的信息判断具体的故障信号灯；同时信号灯处理器经由信号机中央处理器将故障信息上报到交通监控中心，提醒监控人员进行及时的故障维修。
[0014]优选地，所述保护控制模块的输出端与交通信号灯相连，输入端分别与信号灯驱动模块、信号灯处理器相连。正常控制状态下，保护控制模块不参与交通信号灯的控制，即不进行任何操作，只是通过信号灯处理器和信号机中央处理器进行信息的互通；当检测出某些信号灯出现红绿同亮、绿冲突等故障时，信号灯处理器给保护控制模块发出指令，启动故障信号灯的二级保护控制，取代信号灯驱动模块的功能，参与信号灯的控制，保证故障信号灯的正常工作。
[0015]优选地，所述信号机中央处理器与信号灯处理器之间通过CAN总线进行通信连接。具有很好的可扩展性，可以为保护控制模块提供足够多的扩展口，可以实现信号灯控制功能的半备份和全备份。
[0016]优选地，所述故障为交通信号灯无法正常工作导致的红绿同亮或绿冲突故障。通过电流电压检测模块检测信号灯是否正常工作，当信号灯出现红绿同亮或绿冲突等故障时，启动保护控制模块，保证故障信号灯继续正常运行。
[0017]优选地，所述降级控制黄闪时间为5?10秒。黄闪时间短，一般不会对路口交通造成严重影响。
[0018]本发明的有益效果在于:
(1)针对由于信号灯故障引起红绿同亮或绿冲突故障的严重错误，信号机不再简单的通过切断信号灯电源，独立驱动黄灯进行黄闪控制，而是通过自动检测具体的故障信号灯，并对其启动信号灯的二级保护控制，实现信号灯的正常工作；改变了目前市场上启动硬件黄闪控制的不可恢复性，有效的提高了信号灯控制的稳定性和可靠性，很好的避免了长时间黄闪控制对交通造成的影响；
(2)本发明中的降级控制黄闪时间只有5?10秒，对路口交通不会造成严重影响；黄闪期间通过测量信号机的灯驱动回路上有无电压、电流，判断具体的故障信号灯，判断方法简单、高效；
(3)针对具体的故障信号灯，信号机将对其开启二级保护控制，使故障信号灯能够正常工作，为信号控制方案的正常运行提供了保障，为维修人员提供了充足的时间；相对于黄闪控制，很好的提高了交叉口的通行能力，缓解了交通拥堵，车辆高峰时段效果更为明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明的原理框图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
[0021]实施例1
参照图1，一种交通信号灯的故障自动检测处理系统，包括交通信号灯、电流电压检测模块、保护控制模块、信号灯驱动控制模块、信号灯处理器、信号机中央处理器和交通监控中心；所述电流电压检测模块的输入端与交通信号灯输出端相连，输出端与信号灯处理器输入端相连；所述信号灯处理器的输入端与电源模块相连，输出端分别与信号灯驱动控制模块输入端、保护控制模块输入端相连；所述保护控制模块的输入端与信号灯驱动控制模块输出端相连，输出端与交通信号灯输入端相连；所述信号灯处理器通过信号机中央处理器与交通监控中心相连。
[0022]所述交通信号灯、电流电压检测模块、信号灯处理器形成交通信号灯的故障自动检测系统，所述信号机中央处理器、信号灯处理器、保护控制模块、交通信号灯形成故障处理系统，所述信号灯处理器、信号机中央处理器、交通监控中心形成故障信息上报系统。
[0023]所述信号机中央处理器与信号灯处理器之间通过CAN总线进行通信连接。信号机中央处理器与信号灯处理器通过CAN总线进行通信，具有很好的可扩展性，可以为保护控制模块提供足够多的扩展口 ；根据要求可以实现信号灯控制功能的半备份和全备份(半备份即只对绿灯设置二级保护控制，全备份即对所有信号灯色都设置二级保护控制)。
[0024]通过电流电压检测模块检测信号灯是否正常工作，当信号灯出现红绿同亮或绿冲突等严重故障时，信号机中央处理器向信号灯处理器发送降级控制指令，驱动信号灯启动软件黄闪控制；黄闪控制期间，自动检测具体故障信号灯并对其启动二级保护控制模式，保证了故障信号灯继续正常运行；同时信号灯处理器将故障信息上报给信号机中央处理器，继而上传到交通监控中心，提醒监控人员进行及时的故障维修。
[0025]本发明在信号灯故障时，信号机不再简单的通过切断信号灯电源，独立驱动黄灯进行黄闪控制，而是向信号灯发送降级控制的指令，启动短时间的软件黄闪控制，同时自动检测故障信号灯并对其启动二级保护控制模式，并向上级发送故障信息，最终实现整个路口正常的信号控制。本发明的信号灯控制的二级保护控制模块，实现了信号灯控制功能的备份，有效的提高了信号灯控制的稳定性和可靠性，很好的避免了长时间黄闪控制对交通造成的影响。
[0026]实施例2
参照图1，一种交通信号灯的故障自动检测处理方法，包括故障自动检测系统、故障处理系统和故障信息上报系统，所述故障自动检测系统包括交通信号灯、电流电压检测模块、信号灯处理器，故障处理系统包括信号机中央处理器、信号灯处理器、保护控制模块、交通信号灯，故障信息上报系统包括信号灯处理器、信号机中央处理器、交通监控中心；所述方法包括下述步骤:
(1)通过电流电压检测模块检测交通信号灯是否正常工作，当信号灯出现故障时，信号机中央处理器向信号灯处理器发送降级控制指令，驱动交通信号灯启动软件黄闪控制；
(2)黄闪控制期间，电流电压检测模块自动检测具体故障信号灯，并通过保护控制模块对故障信号灯启动二级保护控制模式，使故障信号灯继续正常运行；
(3)信号灯处理器将故障信息经由信号机中央处理器上传到交通监控中心。
[0027]所述电流电压检测模块的输入端与交通信号灯相连，输出端与信号灯处理器相连。电流电压模块通过检测信号灯驱动回路的电流电压，判断信号灯是否出现故障，并将检测结果反馈给信号灯处理器，以便信号灯处理器做出反应，如进行软件黄闪控制等。
[0028]所述信号灯处理器的输入端分别与电流电压检测模块、电源模块相连，输出端分别与信号灯驱动控制模块、保护控制模块、信号机中央处理器相连。信号灯处理器对信号灯故障做出响应，对信号灯发出软件黄闪控制指令，通过黄闪控制期间电流电压检测模块反馈回来的信息判断具体的故障信号灯；同时信号灯处理器经由信号机中央处理器将故障信息上报到交通监控中心，提醒监控人员进行及时的故障维修。
[0029]所述保护控制模块的输出端与交通信号灯相连，输入端分别与信号灯驱动模块、信号灯处理器相连。每一个信号灯处理器控制一组信号灯的驱动，而信号灯的二级保护控制由扩展的信号灯处理器驱动。信号灯正常工作时，驱动信号灯启动二级保护控制的信号灯处理器只和信号机中央处理器进行信息的互通，而不对保护控制模块发送任何操作指令，保护控制模块不参与交通信号灯的控制，即不进行任何操作；当处理器接收到电流电压检测模块反馈来的信号灯故障，如红绿同亮、绿冲突等故障时，信号灯处理器对信号灯发出软件黄闪控制的指令，通过黄闪控制期间电流电压检测模块反馈回来的信息判断具体的故障信号灯，然后对故障信号灯的保护控制模块发送指令，启动故障信号灯的二级保护控制，取代信号灯驱动模块的功能，参与信号灯的控制，保证故障信号灯的正常工作。同时处理器经由信号机中央处理器将故障信息上报到交通监控中心，提醒监控人员进行及时的故障维修。
[0030]所述信号机中央处理器与信号灯处理器之间通过CAN总线进行通信连接。信号机中央处理器与信号灯处理器通过CAN总线进行通信，具有很好的可扩展性，可以为保护控制模块提供足够多的扩展口 ；根据要求可以实现信号灯控制功能的半备份和全备份。
[0031]所述故障为红绿同亮或绿冲突故障。通过电流电压检测模块检测信号灯是否正常工作，当信号灯出现红绿同亮或绿冲突等故障时，启动保护控制模块，保证故障信号灯继续正常运行。
[0032]所述降级控制黄闪时间为5?10秒。黄闪时间短，一般不会对路口交通不会造成严重影响。黄闪期间通过测量信号机的灯驱动回路上有无电压、电流，判断具体的故障信号灯，判断方法简单、高效。
[0033]本发明对于信号灯故障引起红绿同亮或绿冲突故障的严重错误，信号机不再简单的通过切断信号灯电源，独立驱动黄灯进行黄闪控制，而是通过自动检测具体的故障信号灯，并对其启动信号灯的二级保护控制，实现信号灯的正常工作；改变了目前市场上启动硬件黄闪控制的不可恢复性，有效的提高了信号灯控制的稳定性和可靠性，很好的避免了长时间黄闪控制对交通造成的影响；为信号灯正常运行提供了保障，为维修人员提供了充足的时间。本发明相对于现有技术，很好的提高了交叉口的通行能力，缓解了交通拥堵，车辆高峰时段效果更为明显。
【权利要求】
1.一种交通信号灯的故障自动检测处理系统，其特征在于:所述系统包括交通信号灯、电流电压检测模块、保护控制模块、信号灯驱动控制模块、信号灯处理器、信号机中央处理器和交通监控中心；所述电流电压检测模块的输入端与交通信号灯输出端相连，输出端与信号灯处理器输入端相连；所述信号灯处理器的输入端与电源模块相连，输出端分别与信号灯驱动控制模块输入端、保护控制模块输入端相连；所述保护控制模块的输入端与信号灯驱动控制模块输出端相连，输出端与交通信号灯输入端相连；所述信号灯处理器通过信号机中央处理器与交通监控中心相连。
2.根据权利要求1所述的交通信号灯的故障自动检测处理系统，其特征在于:所述信号机中央处理器与信号灯处理器之间通过CAN总线进行通信连接。
3.根据权利要求1所述的交通信号灯的故障自动检测处理系统，其特征在于:所述交通信号灯、电流电压检测模块、信号灯处理器形成交通信号灯的故障自动检测系统，所述信号机中央处理器、信号灯处理器、保护控制模块、交通信号灯形成故障处理系统，所述信号灯处理器、信号机中央处理器、交通监控中心形成故障信息上报系统。
4.一种交通信号灯的故障自动检测处理方法，其特征在于:包括故障自动检测系统、故障处理系统和故障信息上报系统，所述故障自动检测系统包括交通信号灯、电流电压检测模块、信号灯处理器，故障处理系统包括信号机中央处理器、信号灯处理器、保护控制模块、交通信号灯，故障信息上报系统包括信号灯处理器、信号机中央处理器、交通监控中心；所述方法包括下述步骤: (1)通过电流电压检测模块检测交通信号灯是否正常工作，当信号灯出现故障时，信号机中央处理器向信号灯处理器发送降级控制指令，驱动交通信号灯启动软件黄闪控制； (2)黄闪控制期间，电流电压检测模块自动检测具体故障信号灯，并通过保护控制模块对故障信号灯启动二级保护控制模式，使故障信号灯继续正常运行； (3)信号灯处理器将故障信息经由信号机中央处理器上传到交通监控中心。
5.根据权利要求4所述的交通信号灯的故障自动检测处理方法，其特征在于:所述电流电压检测模块的输入端与交通信号灯相连，输出端与信号灯处理器相连。
6.根据权利要求4所述的交通信号灯的故障自动检测处理方法，其特征在于:所述信号灯处理器的输入端分别与电流电压检测模块、电源模块相连，输出端分别与信号灯驱动控制模块、保护控制模块、信号机中央处理器相连。
7.根据权利要求4所述的交通信号灯的故障自动检测处理方法，其特征在于:所述保护控制模块的输出端与交通信号灯相连，输入端分别与信号灯驱动模块、信号灯处理器相连。
8.根据权利要求4所述的交通信号灯的故障自动检测处理方法，其特征在于:所述信号机中央处理器与信号灯处理器之间通过CAN总线进行通信连接。
9.根据权利要求4所述的交通信号灯的故障自动检测处理方法，其特征在于:所述故障为交通信号灯无法正常工作导致的红绿同亮或绿冲突故障。
10.据权利要求4所述的交通信号灯的故障自动检测处理方法，其特征在于:所述降级控制黄闪时间为5?10秒。
【文档编号】G08G1/097GK104077922SQ201410311105
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月2日 优先权日:2014年7月2日
【发明者】冯远静, 单敏, 陶沁沁, 钱孝英, 陈道恩, 谢碧峰, 徐辉, 成传胜, 李康, 曾庆润 申请人:杭州鼎鹏交通科技有限公司