CN108399761B - 一种交叉路口一体化交通信息综合管控设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种交叉路口一体化交通信息综合管控设备，包括：供电模块、综合信息管控单元、网络传输模块、机箱控制模块和交通信号控制模块；所述供电模块的输出端分别与综合信息管控单元、网络传输模块、机箱控制模块和交通信号控制模块电性连接；所述综合信息管控单元还分别与网络传输模块、机箱控制模块和交通信号控制模块通讯连接。本发明提供一种高度集成的路口交通综合管控设备，占地空间小，方便同一管理，既可实现前端单机运维管理，也可按照通讯协议接入中心平台，方便交通网络系统对单个交叉路口的交通管控。

Description

一种交叉路口一体化交通信息综合管控设备

技术领域

本发明涉及智能交通装置领域，尤其涉及一种交叉路口一体化交通信息综合管控设备。

背景技术

随着我国城市化水平不断提高以及城市规模的不断扩大，道路交通快速发展，交通管理工作对道路交通控制技术的依赖和对路口信号控制装置产品的需求呈日益扩大的趋势。然而现有的路口信号控制装置的供电系统的稳定性差，由于路口信号装置供电故障造成交通信号灭灯的情况占比越来越高，路口信号控制装置在现代智能交通领域的重要性不言而喻，抢修不及时会造成严重的交通安全隐患，路口信号控制装置亟待可靠供电保证。

此外，交叉路口作为城市交通的极为重要的节点，其智能化应用水平很大程度上代表着整个智能交通的智能化水平，现有技术主要采用了路口交警业务系统实现对岔路口交通状况的监管。路口交警业务系统主要包括了交通信号控制装置、电子警察装置、闭路电视监控装置、行人闯红灯检测装置等，然而，现有路口交警业务系统中的各装置智能化仅限于各自的子领域的垂直整合，各子装置间缺乏横向整合，缺乏一个以交路口为单位的综合智能管控装置，交叉路口智能化应用水平亟待提高与整合。

再者，道路沿线杆件和箱体设置凌乱、外观繁多、影响城市景观及行车视线等问题，由于道路上的大部分配电和业务功能设施建成时间较久、整体规划欠缺，加上各家运营商各自为政，往往同一路口多家放置设备箱，既浪费道路空间资源，又影响城市环境美观，还存在安全隐患。因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种交叉路口一体化交通信息综合管控设备。

本发明的技术方案如下：一种交叉路口一体化交通信息综合管控设备，包括：供电模块、综合信息管控单元、网络传输模块、机箱控制模块和交通信号控制模块；所述供电模块的输出端分别与综合信息管控单元、网络传输模块、机箱控制模块和交通信号控制模块电性连接；所述综合信息管控单元还分别与网络传输模块、机箱控制模块和交通信号控制模块通讯连接。

进一步地，所述供电模块包括：双路供电自动切换单元、UPS不间断电源、互锁空开装置和发电装置；所述双路供电自动切换单元的输入端分别连接两路市电，所述双路供电自动切换单元的输出端连接UPS不间断电源输入端；所述UPS不间断电源的输出端连接互锁空开装置的输入端，所述 UPS不间断电源的输出端还与综合信息管控单元的输入端通讯连接；所述互锁空开装置的输入端还连接有发电装置；所述互锁空开装置的输出端分别连接网络传输模块、机箱控制模块和交通信号控制模块。

进一步地，所述交叉路口一体化交通信息综合管控设备还包括路口综合业务模块；所述路口综合业务模块的输入端与双路供电自动切换单元的输出端电性连接；所述路口综合业务模块的输出端还分别与综合信息管控单元的输入端通讯连接。

进一步地，所述交通信号控制模块包括交通信号机、交通信号灯单元、车辆检测装置、可变车道单元和潮汐车道单元；所述交通信号机的输入端连接互锁空开装置输出端，所述交通信号及机的输出端分别连接交通信号灯单元、车辆检测装置、可变车道单元和潮汐车道单元；所述交通信号机还与所述综合信息管控单元通讯连接。

进一步地，所述机箱控制模块包括：智能机箱控制单元、机箱监控设备、机箱门禁控制单元、电性能监控单元、环境监控单元、环境调节单元、状态指示单元、IP电话单元、声光报警单元；所述智能机箱控制单元的输入端连接互锁空开装置的输出端，所述智能机箱控制单元的输出端分别连接机箱监控设备、机箱门禁控制单元、电性能监控单元、环境监控单元、环境调节单元、状态指示单元、IP电话单元、声光报警单元的输入端；所述智能机箱控制单元还与综合信息管控单元通讯连接。

进一步地，所述路口综合业务模块包括电子警察单元、CCTV监控单元、人脸识别单元；所述电子警察单元包括：红绿灯信号检测装置、若干路口抓拍摄像机备和前端服务器；所述CCTV监控单元包括：光端机、电源适配器，以及与电源适配器电性连接的前端监控摄像机；所述人脸识别单元包括人脸识别前端，以及与人脸识别前端连接的若干路口抓拍摄像机。

进一步地，所述交叉路口一体化交通信息综合管控设备还包括综合配电单元，所述综合配电单元的输入端与UPS不间断电源的输出端连接，所述综合配电单元的输出端分别连接综合信息管控单元、网络传输模块、机箱控制模块、交通信号控制模块和路口综合业务模块；所述综合配电单元包括：交流转直流电路、滤波电路和变压电路。

进一步地，所述网络传输模块包括：网络交换机和光网络单元；所述网络交换机和光网络单元的输入端分别与互锁空开装置的输出端电性连接。

进一步地，所述网络传输模块还包括光纤收发器和ODF 架；所述ODF 架分别通过光纤与路口综合业务模块、光网络单元和光纤收发器连接；所述光网络单元还分别与网络交换机、路口综合业务模块和光纤收发器连接通过管线连接。

进一步地，所述交叉路口一体化交通信息综合管控设备还包括柜体，所述供电模块、综合信息管控单元、网络传输模块、机箱控制模块和交通信号控制模块设置在所述柜体内。

采用上述方案，本发明有如下有益效果：

1、本发明为高度集成的路口交通综合管控设备，涵盖了信号路口的交通信号控制机、电子警察、闭路电视监控、路口LED显示屏、行人闯红灯检测及网络通讯设备的全部统一收纳，整个路口仅需一个机柜，占地空间小，集成化程度高，方便同一管理；

2、本发明包括了双路供电自动切换单元，可实现两路市电供电的切换，满足多个模块的用电需求，保证了交叉路口供电的稳定性，互锁空开装置和UPS不间断电源结合发电装置进一步保证了交叉路口供电的稳定性，实现对综合信息管控单元、网络传输模块、机箱控制模块和交通信号控制模块稳定供电；

3、本发明通过综合信息管控单元与供电模块、综合信息管控单元、网络传输模块、机箱控制模块、交通信号控制模块和综合业务模块分别连接，即可实现单个设备的智能运维门禁及权限管理、用电量实施监控、机柜温度均衡及监测、声光报警、IP电话通话，又能实现单个交叉路口的交通管控；各个模块的前端数据汇聚并上传至中心平台，实现对整个路口的智能信息采集和综合管控，既可实现前端单机运维管理，也可按照通讯协议接入中心平台，方便交通网络系统对单个交叉路口的交通管控；

4、本发明结构设计合理、紧凑，使用方便，兼容目前市场上应用的主流信号机，结构部分整体协调，统一外观颜色，协调一致。机柜外部设置了清晰明了的状态指示灯，可在不开柜门的情况下观察设备供电及环境情况。通风风道优化设计，形成良好空气循环，有利机箱整体散热，柜体内合理分配空间，采用外门+内门+小侧门多重设计，两侧走线，背面接线，强弱电分开。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明的供电系统框图；

图2为本发明的网络系统拓扑图；

图3为本发明的背面结构示意图；

图4为本发明的正面结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

参照图1和图2所示，本发明提供一种交叉路口一体化交通信息综合管控设备，包括：供电模块、综合信息管控单元、网络传输模块、机箱控制模块和交通信号控制模块；所述供电模块的输出端分别与综合信息管控单元、网络传输模块、机箱控制模块和交通信号控制模块电性连接；所述综合信息管控单元还分别与网络传输模块、机箱控制模块和交通信号控制模块通讯连接。

其中，综合信息管控单元作为设备的主控单元，用于管控数据的汇聚、处理及呈现，综合信息管控单元可采用嵌入式ARM+Linux系统开发平台的计算机，接口支持2路千兆网络、5路RS485接口、4路以上的IO口。该单元收集系统相关的多项技术指标，通过有线/无线发送到平台软件。主控单元带有WebUI人机交互界面，既可实现前端单机运维管理，也可按照通讯协议接入交通管控中心平台。

在其中一种实施例中，所述供电模块包括：双路供电自动切换单元、 UPS不间断电源、互锁空开装置和发电装置；所述双路供电自动切换单元的输入端分别连接两路市电，所述双路供电自动切换单元的输出端连接UPS 不间断电源输入端；所述UPS不间断电源的输出端连接互锁空开装置的输入端，所述UPS不间断电源的输出端还与综合信息管控单元的输入端通讯连接；所述互锁空开装置的输入端还连接有发电装置；所述互锁空开装置的输出端分别连接网络传输模块、机箱控制模块和交通信号控制模块。

其中，双路供电自动切换单元包括：两个箱式变电站、双路自动切换开关、避雷器和欠压过压保护电路；两个箱式变电站的输出端分别连接双路自动切换开关的输入端，所述双路自动切换开关的输出端连接避雷器后在连接欠压过压保护电路。双路供电自动切换单元同时支持380VAC及 220VAC市电，一主一备，当其中一路供电失效情况下，双路供电自动切换单元会自动切换到有电的一路，两个箱式变电站的输出端设有接线端口可实现主备双路电源的级联至下一个信号路口。其中，双路供电自动切换模块还包括了过压欠压保护电路，最大电流支持到63A，能确保交叉路口交通综合管控设备最大用电。

在其中一种实施例中，所述交叉路口一体化交通信息综合管控设备还包括路口综合业务模块；该双路供电自动切换单元输出分为两路输出，一路供UPS不间断电源充电用，另一路供路口综合业务模块使用。所述路口综合业务模块的输入端与双路供电自动切换单元的输出端电性连接；所述路口综合业务模块的输出端还分别与综合信息管控单元的输入端通讯连接。

UPS不间断电源主要为网络传输模块、机箱控制模块、交通信号控制模块、综合信息管控单元及其关联模块提供后备电源，并不为路口综合业务模块提供备用电源。本实施例中，UPS不间断电源采用模块化结构，由锂电池包、逆变单元、控制单元、液晶面板组成，所述控制单元分别与锂电池包、逆变单元、液晶面板电性连接。控制单元支持液晶面板显示电池余量，充电电压、电流，放电电压、电流，电池温度等信息，同时提供RS485数据总线将上述信息传递给综合信息管控单元汇聚，最终通过网络单元上报至远程中心平台展示，控制单元还对电池包温度进行检测，并设置温度阈值，电池包温度超过设定阈值时进入自动保护状态。其中，锂电池包1-4 块可选配，最大容量支持到10.4KWh，按照每组信号灯1A电流计算，UPS 不间断电源可保证常规信号路口使用2小时以上。

所述互锁空开装置可实现双路供电均断电的情况下，发电机应急供电，所述互锁空开装置旨为交通信号控制模块提供断路选择，防止发电机供电进入其它供电系统，保证发电机供电情况下只给交通信号控制模块应急供电。

在其中一种实施例中，所述交叉路口一体化交通信息综合管控设备还包括综合配电单元，所述综合配电单元的输入端与UPS不间断电源的输出端连接，所述综合配电单元的输出端分别连接综合信息管控单元、网络传输模块、机箱控制模块、交通信号控制模块和路口综合业务模块；所述综合配电单元包括：交流转直流电路、滤波电路和变压电路。综合配电单元旨在为设备内部各单元提供一体化直流供电输出,电源提供的电压包括了 5VDC、12VDC、13.6VDC、24VDC、48VDC供电单元。

在其中一种实施例中，所述交通信号控制模块包括交通信号机、交通信号灯单元、车辆检测装置、可变车道单元和潮汐车道单元；所述交通信号机的输入端连接互锁空开装置输出端，所述交通信号及机的输出端分别连接交通信号灯单元、车辆检测装置、可变车道单元和潮汐车道单元；所述交通信号机还与所述综合信息管控单元通讯连接。其中，所述交通信号灯单元为交通信号灯控制装置；所述可变车道单元为可变车道信号控制装置；所述潮汐车道单元为潮汐车道信号控制装置。

在其中一种实施例中，所述机箱控制模块包括：智能机箱控制单元、机箱监控设备、机箱门禁控制单元、电性能监控单元、环境监控单元、环境调节单元、状态指示单元、IP电话单元、声光报警单元；所述智能机箱控制单元的输入端连接互锁空开装置的输出端，所述智能机箱控制单元的输出端分别连接机箱监控设备、机箱门禁控制单元、电性能监控单元、环境监控单元、环境调节单元、状态指示单元、IP电话单元、声光报警单元的输入端；所述智能机箱控制单元还与综合信息管控单元通讯连接。

其中，所述智能机箱控制单元为智能机箱主机，所述机箱监控设备包括若干智能机箱摄像机，支持4路IP监控摄像机接入和图像及视频存储，摄像机和前端视频存储单元组成智能系统，可实现对人脸识别模块及遮挡报警等事件检测及联动，图像和录像在本地缓存并转发至中心系统，便于中心系统对维护人员进行监管和记录。

所述机箱门禁控制单元包括智能锁、监控摄像头、门禁读头等。本设备采用外门(5个门)+内门(4个门)的分配方式，9个门采用统一兼容的控制器协议，各应用子系统的维护人员分配不同的权限。智能机箱控制单元带发卡装置及中心权限管理软件，用于对各应用单元的人员进行分级管理。平台软件可根据读卡信息形成签到打卡记录，用于评估维护公司的日常巡检。外门在供电终端情况下可用物理钥匙开启。

所述电性能监控单元包括若干电性能监控装置，用于监控设备内各个模块的电流、电压、功率情况。所述电性能监控单元连接综合信息管控单元，可记录、统计各用电支路的功耗、实现对用电异常情况进行分析和报警提示。电性能监控装置的输出接口采用RS485，通讯协议采用 MODBUS-RTU协议，数据输出包括总电压、频率与每相的电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电量、无功电量等。

所述环境监控单元包括：湿度监测装置、温度检测装置和烟雾检测装置，用于检测设备内的温度、湿度，水浸、烟雾状态。所述环境监控单元还连接综合信息管控单元，可实现检测信息的记录和统计报表以及和声光报警、远程平台联动报警。所述环境调节单元包括恒温自动空调及热交换设备，主要实现对设备内部的温度进行调控，所述环境调节单元设有输出接口，可通过智能机箱控制单元设定及设备内的干湿度及温度。

所述状态指示单元包括状态指示灯和驱动电路，状态指示灯采用RGB 三基色，可实现256级颜色变换，支持呼吸灯、闪烁等多种显示方式。所述IP电话单元内设备内置IP电话网关，远端中心部署IP电话服务器，可实现PPPoE拨号、NAT宽带路由功能、DHCP客户端、DHCP服务器、来电显示输出和PSTN来电显示转发(SIP支持)、呼叫自动呼出等功能。设备支持2路IP电话，用于前端和中心平台对讲。

所述声光报警单元包括报警指示灯和报警喇叭，所述报警指示灯为红蓝爆闪灯，支持红蓝轮闪模式和红蓝同时爆闪两种工作模式。声音报警器最大120分贝。在中心未授权非法开箱状态下，声音报警器开启，爆闪灯可设置多时段，远程平台可关闭或开启。

在其中一种实施例中，所述路口综合业务模块包括电子警察单元、CCTV 监控单元、人脸识别单元；所述电子警察单元包括：红绿灯信号检测装置、若干路口抓拍摄像机备、光交换机和前端服务器(即电子警察主机)；所述 CCTV监控单元包括：光端机、电源适配器，以及与电源适配器电性连接的前端监控摄像机；所述人脸识别单元包括光交换机、人脸识别前端(人脸识别主机)，以及与人脸识别前端连接的若干路口抓拍摄像机。

在其中一种实施例中，所述网络传输模块包括：网络交换机和光网络单元；所述网络交换机和光网络单元的输入端分别与互锁空开装置的输出端电性连接。所述网络传输模块还包括光纤收发器和ODF 架；所述ODF 架分别通过光纤与路口综合业务模块、光网络单元和光纤收发器连接；所述光网络单元还分别与网络交换机、路口综合业务模块和光纤收发器连接通过管线连接。本实施例中，网络交换机的输入端分别连接交通信号机、智能机箱主机和智能机箱摄像机，网络交换机的输出端连接光网络单元的输入端。所述光网络单元的输入端还连接人脸识别主机、电子警察主机和光纤收发器，光网络单元的输出端连接ODF架。所述机箱控制模块、交通信号控制模块和综合业务模块通过ODF架与交警中心平台或闭路电视中心平台通讯，实现单个交叉路口与整个交通网络中心的通讯连接。

参照图3和图4所示，在其中一种实施例中，所述交叉路口一体化交通信息综合管控设备还包括柜体，所述供电模块、综合信息管控单元、网络传输模块、机箱控制模块和交通信号控制模块设置在所述柜体内。所述柜体为前后双开柜门结构，柜体的底部为底座。在柜门上设有监控取电窗口、发电机供电窗口、智能锁、状态指示灯、门禁读头，在柜体的侧面还设有宣传灯箱或LED显示屏，柜体的顶部设有监控摄像头和报警指示灯。其中，机箱侧面整体可背投式宣传灯箱或全彩LED显示屏，背投式灯箱可张贴交警业务的宣传海报，警示标语，全彩LED显示屏可远程中心集中控制发布内容，包括文字、图片、视频。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种交叉路口一体化交通信息综合管控设备，其特征在于，包括：供电模块、综合信息管控单元、网络传输模块、机箱控制模块和交通信号控制模块；所述供电模块的输出端分别与综合信息管控单元、网络传输模块、机箱控制模块和交通信号控制模块电性连接；所述综合信息管控单元还分别与网络传输模块、机箱控制模块和交通信号控制模块通讯连接；

所述供电模块包括：双路供电自动切换单元、UPS不间断电源、互锁空开装置和发电装置；所述双路供电自动切换单元的输入端分别连接两路市电，所述双路供电自动切换单元的输出端连接UPS不间断电源输入端；所述UPS不间断电源的输出端连接互锁空开装置的输入端，所述UPS不间断电源的输出端还与综合信息管控单元的输入端通讯连接；所述互锁空开装置的输入端还连接有发电装置；所述互锁空开装置的输出端分别连接网络传输模块、机箱控制模块和交通信号控制模块；

所述双路供电自动切换单元包括：两个箱式变电站、双路自动切换开关、避雷器和欠压过压保护电路；所述两个箱式变电站的输出端分别连接所述双路自动切换开关的输入端，所述双路自动切换开关的输出端连接避雷器后再连接欠压过压保护电路；所述双路供电自动切换单元同时支持380VAC及220VAC市电；

所述UPS不间断电源为网络传输模块、机箱控制模块、交通信号控制模块、综合信息管控单元及其关联模块提供后备电源；所述UPS不间断电源采用模块化结构，由锂电池包、逆变单元、控制单元、液晶面板组成，所述控制单元分别与锂电池包、逆变单元、液晶面板电性连接；

所述互锁空开装置可实现双路供电均断电的情况下，发电装置应急供电，所述互锁空开装置旨为交通信号控制模块提供断路选择，防止发电装置供电进入其它供电系统，保证发电装置供电情况下只给交通信号控制模块应急供电。

2.根据权利要求1所述的交叉路口一体化交通信息综合管控设备，其特征在于，还包括路口综合业务模块；所述路口综合业务模块的输入端与双路供电自动切换单元的输出端电性连接；所述路口综合业务模块的输出端还分别与综合信息管控单元的输入端通讯连接。

3.根据权利要求1所述的交叉路口一体化交通信息综合管控设备，其特征在于，所述交通信号控制模块包括交通信号机、交通信号灯单元、车辆检测装置、可变车道单元和潮汐车道单元；所述交通信号机的输入端连接互锁空开装置输出端，所述交通信号机的输出端分别连接交通信号灯单元、车辆检测装置、可变车道单元和潮汐车道单元；所述交通信号机还与所述综合信息管控单元通讯连接。

4.根据权利要求1所述的交叉路口一体化交通信息综合管控设备，其特征在于，所述机箱控制模块包括：智能机箱控制单元、机箱监控设备、机箱门禁控制单元、电性能监控单元、环境监控单元、环境调节单元、状态指示单元、IP电话单元、声光报警单元；所述智能机箱控制单元的输入端连接互锁空开装置的输出端，所述智能机箱控制单元的输出端分别连接机箱监控设备、机箱门禁控制单元、电性能监控单元、环境监控单元、环境调节单元、状态指示单元、IP电话单元、声光报警单元的输入端；所述智能机箱控制单元还与综合信息管控单元通讯连接。

5.根据权利要求2所述的交叉路口一体化交通信息综合管控设备，其特征在于，所述路口综合业务模块包括电子警察单元、CCTV监控单元、人脸识别单元；所述电子警察单元包括：红绿灯信号检测装置、若干路口抓拍摄像机和前端服务器；所述CCTV监控单元包括：光端机、电源适配器，以及与电源适配器电性连接的前端监控摄像机；所述人脸识别单元包括人脸识别前端，以及与人脸识别前端连接的若干路口抓拍摄像机。

6.根据权利要求5所述的交叉路口一体化交通信息综合管控设备，其特征在于，还包括综合配电单元，所述综合配电单元的输入端与UPS不间断电源的输出端连接，所述综合配电单元的输出端分别连接综合信息管控单元、网络传输模块、机箱控制模块、交通信号控制模块和路口综合业务模块；所述综合配电单元包括：交流转直流电路、滤波电路和变压电路。

7.根据权利要求1所述的交叉路口一体化交通信息综合管控设备，其特征在于，所述网络传输模块包括：网络交换机和光网络单元；所述网络交换机和光网络单元的输入端分别与互锁空开装置的输出端电性连接。

8.根据权利要求7所述的交叉路口一体化交通信息综合管控设备，其特征在于，所述网络传输模块还包括光纤收发器和ODF架；所述ODF架分别通过光纤与路口综合业务模块、光网络单元和光纤收发器连接；所述光网络单元还分别与网络交换机、路口综合业务模块和光纤收发器通过管线连接。

9.根据权利要求1所述的交叉路口一体化交通信息综合管控设备，其特征在于，还包括柜体，所述供电模块、综合信息管控单元、网络传输模块、机箱控制模块和交通信号控制模块设置在所述柜体内。

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