一种基于电力线载波通信的交通信号控制系统及控制方法与流程

本发明涉及智能交通信号控制技术领域，具体涉及一种基于电力线载波通信的交通信号控制系统及控制方法。

背景技术：

当前道路交叉口的交通信号灯均采用信号机集中控制的方式运行，当信号机控制开关出现故障或者外部连线出现短路断路异常情况时，会出现信号灯控制状态错误，无法进行准确的故障定位及冗余安全控制，影响正常的交通通行。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于电力线载波通信的交通信号控制系统及控制方法，通过信号机侧的灯控电路和信号灯侧管理电路的双重状态检测及控制，实现信号机对信号灯的双重安全控制，提高路口交通指示的运行安全性。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种基于电力线载波通信的交通信号控制系统，包括信号机柜及信号灯组，所述信号机柜包括plc通信电路、信号机核心板及多路灯控电路，所述信号灯组包括监控电路及plc隔离电路，所述信号机核心板的输出端通过can通信与灯控电路的输入端连接，所述灯控电路的控制输出端与监控电路连接，所述灯控电路的一组输入输出端与plc通信电路的输入端连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述plc通信电路包括plc隔离电路及plc网关芯片，所述plc网关芯片通过磁环实现与灯控电路的隔离感应通信，所述plc隔离电路的输入端与灯控电路的一组输入输出端连接。

所述灯控电路包括开关控制电路及电压检测单元，所述电压检测单元的输入端与灯控电路的输出端连接，灯控电路的输出端与监控电路连接，所述开关控制的一组输入输出端与plc隔离电路连接。

所述检测电路包括检测芯片，所述检测芯片通过电流互感器实现对信号灯控制线电流的感应检测。

所述信号机核心板为ec-l1核心模块，plc网关芯片型号为mplc-dcu，plc芯片的型号为mplc-a，所述检测芯片的型号为ht5017。

一种基于电力线载波通信的交通信号控制系统的控制方法，包括以下步骤：

信号机核心板根据设定的控制策略生成控制指令，并同时通过can通信下发给灯控电路，通过以太网通信下发给plc通信电路，灯控电路接收控制指令，并执行开关动作；

灯控电路检测相应灯组的输出电压，判断控制结果状态，plc通信电路将控制指令通过电力线载波发送指令给信号灯管理电路，信号灯管理电路执行控制开关指令，并检测回路电流值；

信号机核心板根据灯控电路和信号灯管理电路发送的回路电压和电流状态，判断是否和控制指令的正确执行结果一致，如不一致发送故障控制指令，由信号灯管理单元执行，并记录保存。

由上述技术方案可知，本发明针对信号机由于器件或线路故障导致信号灯常亮等异常工作状态，解决了信号机单个开关控制不可靠、单点故障检测不准确的问题，实现了信号灯的双重安全控制及多点故障检测，提高了路口信号灯的运行可靠性。

附图说明

图1是本发明的电路图；

图2是本发明的方法流程图；

图3是本发明信号灯亮度不足分析流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1所示，本实施例的基于电力线载波通信的交通信号控制系统，包括信号机柜及信号灯组，信号机柜包括plc通信电路1、信号机核心板3及多路灯控电路4，信号灯组包括监控电路5及plc隔离电路8，信号机核心板3的输出端通过can通信与灯控电路4的输入端连接，灯控电路4的控制输出端与监控电路5连接，灯控电路4的一组红灯输入输出线同时与plc通信电路1的输入端连接。

plc通信电路包括plc隔离电路12及plc网关芯片11，plc网关芯片11通过磁环13与plc隔离电路12实现感应隔离通信，plc隔离电路12的输入端与灯控电路4的一组输入输出端连接。

灯控电路4包括开关控制电路41及电压检测单元42，电压检测单元42的输入端与开关控制电路41的输出端连接，开关控制电路的输出端连接至信号灯管理电路的监控电路5，并有一组输入输出与plc隔离电路8连接，该plc隔离电路8通过磁环7与plc芯片9实现感应隔离通信。

检测电路包括检测芯片51，该检测芯片51通过电流互感器6实现对开关控制电路41输出电流值的隔离感应检测。

本实施例的信号机核心板3采用ec-l1核心模块，plc网关芯片11型号为：mplc-dcu，plc芯片9的型号为：mplc-a，所述检测芯片51的型号为：ht5017。

工作原理：信号机核心板3控制指令如为闭合状态，灯控电路4和信号灯管理电路的电压和电流检测结果均有正常值，则判断为控制正常；否则，如果灯控有电压、管理模块无电流，则判断为线路连线断开或管理电路开关异常等故障；如果灯控无电压、管理电路无电流，则可判断为灯控电路开关异常。信号机核心板3控制指令如为断开状态，灯控电路和信号灯管理电路的电压和电流检测结果均无有效值，则判断为控制正常；否则，如果灯驱检测到电压，可判断为其开关异常闭合。相应的状态结果可根据故障结果进行保存并上报。每个信号灯红灯有3组led灯组并联，正常工作电流为45ma，每组正常工作电流为15ma，正常电流范围为±10%，若检测到红灯为30ma的工作电流，可判断出现1组并联信号灯不亮故障。

如图2所示，本实施例的基于电力线载波通信的信号机故障检测方法，包括以下步骤：

信号机核心板3根据设定的控制策略生成控制指令，并同时通过can通信下发给灯控电路，通过以太网通信下发给plc通信电路1，灯控电路4接收控制指令，并执行开关动作；检测相应灯组的输出电压，判断控制结果状态，plc通信电路1将控制指令通过电力线载波发送指令给信号灯管理电路，信号灯管理电路执行控制开关指令，并检测回路电流值；信号机控制电路及信号灯管理电路发送的回路电压和电流状态，判断是否和控制指令的正确执行结果一致，如不一致发送故障控制指令，并记录保存。

如图3所示，信号灯亮度不足分析方法如下：为核心板接3收接收灯控电路4和信号灯管理电路发送的回路电压和电流状态，判断是否和控制指令的正确执行结果一致，如不一致发送故障控制指令，并记录保存。信号灯出厂前，将红黄绿信号灯的正常工作电流值、信号灯并联组数、每组的正常电流值输入检测芯片进行存储；检测芯片51根据检测的电流值及控制指令判断信号灯是否正常亮灭，如大于工作最小电流值，则可判断信号灯亮；如检测的电流值小于设定的正常电流值范围，则可判断出现1组或几组并联的信号灯不亮故障。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种基于电力线载波通信的交通信号控制系统及控制方法，包括信号机柜及信号灯组，所述信号机柜包括PLC通信电路、信号机核心板及多路灯控电路，所述信号灯组包括监控电路及PLC隔离电路，所述信号机核心板的输出端通过CAB通信与灯控电路的输入端连接，所述灯控电路的控制输出端与监控电路的输入端连接，所述灯控电路的一组输入输出与PLC通信电路的输入端连接。本发明实现从信号机对信号灯的双重安全控制，提高信号灯运行状态检测及故障判断管理的可靠性。

技术研发人员：杨志华;李冬亮;石勇
受保护的技术使用者：安徽科力信息产业有限责任公司
技术研发日：2018.12.18
技术公布日：2019.04.16