CN106327903A - 一种交通信号控制机功能检测及场景系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种交通信号控制机功能检测及场景系统。该系统将被测信号机、测试箱、交换机、服务器、PC机、LED拼接屏等组成一个联网自动测试系统，被测信号机、测试箱与服务器端的检测软件实时进行数据传输。信号机的信号输出接入测试箱、测试箱的电平信号输出和电感线圈输出接到信号机，信号机和测试箱均通过以太网与服务器上的检测软件相连接，完成数据的发送和接收。测试数据由服务器存放到数据库中，检测状态和模拟场景通过LED屏直观显示，操作人员可借助PC机由客户端或Web页面访问服务器进行相关检测操作。可使交通信号控制机的检测规范化、自动化、信息化，借助检测设备和测试软件，节省人力成本和时间成本，以提高检测的准确性和权威性。系统如图1所示。

Description

一种交通信号控制机功能检测及场景系统

技术领域

本发明属于智能交通领域，涉及到交通信号控制机的检测。

背景技术

目前，依据国标GB 25280《道路交通信号控制机》对信号机进行检测，许多项目需依赖于人工操作和判别，尤其是一些功能性的测试项目，例如方案的下发和运行、信号转换、信号持续时间、控制方式转换等，往往需要耗费大量的时间和人力，而且容易造成测试的覆盖范围不够，测试结果的准确性不高等问题。本发明提出包含交通信号控制机测试箱和控制机测试软件的检测系统，实现对测试项目的全覆盖，并由测试箱对信号输出状态和持续时间进行如实记录，生成测试结果，使整个测试过程规范化、测试结果信息化，尽可能减少人工参与。

发明内容

整个检测系统由被测信号机、测试箱、交换机、服务器、PC机、LED拼接屏等部分组成。以上设备组成一个联网系统，可进行数据传输。信号机的信号输出接入测试箱、测试箱的电平信号输出和电感线圈输出接到信号机，信号机和测试箱均通过以太网与服务器上的检测软件相连接，完成数据的发送和接收。测试数据由服务器存放到数据库中，检测状态和模拟场景通过LED屏直观显示，操作人员可借助PC机由客户端或Web页面访问服务器进行相关检测操作。

该发明可使交通信号控制机的检测规范化、自动化、信息化，借助检测设备和测试软件，节省人力成本和时间成本，以提高检测的准确性和权威性。

附图说明

图1为本发明一种交通信号控制机功能检测及场景系统框架示意图；

图2为本发明推拉式测试箱结构示意图。

具体实施方式

交通信号控制机功能检测及场景系统由信号控制机功能和协议检测系统、测试过程显示及监控系统、便携式终端检测系统组成。信号机功能和协议检测系统包含信检测软件、流量模拟软件、通信协议测试软件、交换机、服务器、客户端计算机、推拉式测试箱、便携式测试箱。测试过程显示及监控系统包含场景接口软件、大屏幕系统控制软件、大型显示屏。便携式终端检测系统包含PDA及PDA软件。

被测信号机的灯组输出与测试箱的交流输入相连，测试箱通过整流隔离变换将其转换为直流信号并驱动测试箱上的LED灯，LED灯按照路口形状布设，每个方向一般包含直行、左转、右转、行人、非机动车和扩展灯组。LED灯按照被测信号机的输出状态显示信号灯放行状态。测试箱的信号灯负载检测电路对每路输出进行检测，得到灯组亮灭状态，并在状态变化时计时，这些信息封装后通过网口发送给测试软件。测试箱本地也可以按照固定的格式存储输出状态记录文件。电平信号输出按照测试软件下发的指令来控制高低电平信号的输出，用于模拟车辆检测信号给信号机。电感线圈输出通过单片机切换不同电感值输出，以模拟车辆通过地感线圈时的电感变化，电感线圈输出可直接接入线圈车辆检测器的输入端。继电器控制主要用于模拟故障状态，例如绿冲突故障，可以通过控制继电器将两路冲突的绿灯短接，并记录信号机的输出状态，以判断信号机是否能进行正确的故障降级处理。实时时钟用于信号状态的计时。以太网通信用于和测试软件的通信。

测试箱分为两种样式，第一种为带轮子可推拉样式，第二种为便携式手提箱样式。灯组线、电平信号输出线、电源线、网线等通过两侧走线槽接出，连接信号机、电源插头和交换机等。测试箱的前面板是路口模拟图，上面的交通指示灯采用箭头形状的表贴LED灯芯。测试箱背面为对开门设计，可以打开，测试箱内部安装有单片机控制板、电平信号输出板、交流信号接入板、继电器控制板、开关电源等，并留有接线端子，在需要安装维修时可以打开后门，进行接线、检修等操作，平时使用时后门关闭，只显示交通状态。

单片机控制板是测试箱的核心组成部件，它包含了单片机最小系统、实时时钟、存储器、温度检测、以太网接口、RS232接口、RS485接口。单片机控制板通过以太网口与测试软件通信，接收指令和上传信息；存储器用于检测状态等信息的本地存储；温度检测用于检测测试箱自身温度；RS232、RS485接口用于调试和外扩串口连接设备；实时时钟为测试箱提供系统时间。LED显示板按照路口形状布设LED指示灯，用于显示信号灯的输出状态，每个方向可显示直行、左转、右转、非机动车、行人等灯组状态。LED指示灯的显示与连接到测试箱的信号机交流输出保持一致。电平信号输出提供模拟的检测信号，每个测试箱可产生24路输出，电平信号的输出极性、输出方式(脉冲式、存在式等)、输出时间可通过测试软件设置。电感线圈输出模拟地感线圈的电感量变化，每个测试箱可产生12路输出，通过单片机控制模拟开关切换不同的电感值输出，电感值按照实际地感线圈无车和有车通过时的值确定。电感线圈输出可直接接到线圈车辆检测器的线圈输入端，通过控制电感的输出值、持续时间、间隔时间等，可以模拟实际车辆驶入路口的情况，以检测信号机的车流量检测、单点感应和单点自适应控制功能。每路电感线圈的切换时间、持续时间、间隔时间等参数可通过测试软件设置。交流信号接入板将信号机输出的交流220V信号经过整流、降压处理，转变为直流信号，并输入给单片机控制板，单片机控制板根据这些直流信号来记录信号机的输出状态，并控制LED显示板同步显示信号灯状态。交流信号接入板与继电器控制板连接，以对信号机的交流输出进行短路、断路等操作，来模拟各种故障情况。继电器控制板按照单片机控制板发出的指令，控制继电器的吸合和断开，从而对信号机的交流输出进行短路、短路等操作。

测试软件参照国标的测试项目来设计，每条项目的测试要求均在软件中列出。检测人员通过软件可逐条对信号机进行检测，每项功能的测试结果可以通过选项选择，也可以手动输入或自动生成。在完成检测后，测试软件可以生成检测结果表格，检测人员审核确认后可打印检测报告。历史检测报告存储在数据库中，可以查询、查看。

通信协议检测软件根据选择的用例自动发送测试数据包，并将发送的数据包内容记录日志。自动接收信号机发送的数据包并将数据包的内容记录日志。自动对收到的数据包内容进行解析，并将解析结果在界面上显示。当数据包的解析结果不符合标准要求时，测试软件给出不符合的原因。

测试过程显示及监控系统通过交通场景的建模、仿真与动态展现。构建实时三维可视化用户界面，能实现单个车辆的微观模型仿真，支持多用户并行计算，具有强大的应用程序接口。通过应用程序接口开发一个API，实现信号控制策略以及车辆行驶逻辑。提取模拟场景中的各种仿真数据；自定义车辆的行为模型，如跟驰模型、切换道模型等等；设置模拟过程中各参数的值；添加某些额外功能，并在一些事件点上得到触发。通过编写DLL插件，实现模拟场景与测试系统的交互，模拟场景中交叉口的信号灯状态与实际被测信号机的输出状态保持同步，模拟场景中车辆的检测信息通过消息，按照预定的格式发送给被测信号机，这样可以直观的查看信号机的控制效果，也可利用模拟场景的统计功能，定量评估信号机的控制指标。测试场景包括信号机基本功能、单路口感应控制、单点自适应控制、公交优先控制、左转待行区控制、干线绿波控制、行人过街控制和多路口协调控制。实际测试过程中，场景接口软件从模拟场景中读取车辆检测数据并发送给测试箱，测试箱按照设定的方式提供给信号机，信号机的输出状态则通过测试箱上传到检测软件，再通过场景接口软件发送给模拟场景改变场景中的信号灯状态。

通过上述系统，实现交通信号控制机检测的规范化、自动化、信息化，有效节省人力和时间成本。

Claims (4)

1.一种交通信号控制机功能检测及场景系统，本发明属于智能交通领域，涉及到交通信号控制机的检测。

2.根据权利要求1所述的一种交通信号控制机功能检测及场景系统，其特征是交通信号控制机的功能检测用测试箱及测试软件自动完成，场景显示可动态展现信号灯状态和车辆运动。

3.根据权利要求2所述测试箱提供交流信号输入、电感线圈输出、电平信号输出接口，并提供信号灯状态显示。

4.根据权利要求2所述场景显示采用LED大屏显示交叉口信号状态，并显示车辆运动，信号状态与被测信号控制机输出同步，车辆运动状态可实时发送给被测信号控制机。