CN206363539U - 交通信号灯故障预警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交通信号灯故障预警系统，其包括若干的数据信号采集终端，交通管理指挥中心，以及若干移动信息平台，所述数据信号采集终端与现场交通信号灯连接，并通过网络与交通管理指挥中心数据连接，所述交通管理指挥中心与若干移动信息平台无线通信连接。本方案提供的交通信号灯故障预警系统整体结构简单，易于实现，且性能稳定可靠，有效解决现有技术所存在的问题。

Description

交通信号灯故障预警系统

技术领域

本实用新型涉及道路交通控制技术，具体涉及交通信号灯的故障预警技术。

背景技术

随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注，人、车、路三者之间的协调关系，已成为交通部门急需解决的问题，而交通信号灯的正确设置和稳定工作是保证道路交通畅通和安全的基础。因此，信号灯的设计、控制和故障的管理和报修显得尤为重要。随着对交通信号灯稳定、安全工作要求的不断提高，对交通信号灯工作状况参数的连续实时监控提出了更高的要求。

目前相关交通管理部门主要在用系统包括“交通信号设施报修监管平台”、“交通路政设施地理信息系统”等。其中“交通信号设施报修监管平台”承担了主要路政设施管理、维护工作。

“交通路政设施地理信息系统”于2004年建设，具有道路管理措施、设施量和运行状态等信息汇总和统计功能。

“交通信号设施报修监管平台”于2006年建设，主要用于交通信号设施(包括标志、标线等)抢修养护。仅仅是路政设施报修业务网上流转功能。交通灯的故障检测依然停留在定期指定人员巡检的方式，主要是通过执勤交警报修，交通设施单位巡检报修，以及市民报警三种方式，因此故障发现实时性差、报修信息滞后、抢修工作滞后，缺乏迅速响应机制问题突出。

可见，目前的交通故障等检测方案还停留在定期指定人员的巡检的方式，其检测周期长，数据反馈速度慢，报修效率不高，已经不能适应日益增大的交通运输压力的要求。

实用新型内容

针对现有交通故障检测方案所存在的问题，需要一种稳定可靠且易于实现的交通故障检测预警方案。

为此，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种稳定可靠且易于实现的交通信号灯故障预警系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的交通信号灯故障预警系统，包括若干的数据信号采集终端，交通管理指挥中心，以及若干移动信息平台，所述数据信号采集终端与现场交通信号灯连接，并通过网络与交通管理指挥中心数据连接，所述交通管理指挥中心与若干移动信息平台无线通信连接。

在本系统方案中，所述数据信号采集终端包括传感模块，信号灯故障状态检测模块，位置信息获取模块，通信模块以及MCU模块，所述传感模块与信号灯故障状态检测模块数据相接，所述位置信息获取模块与通信模块数据相接，所述MCU模块控制连接传感模块，信号灯故障状态检测模块，位置信息获取模块以及通信模块。

在本系统方案中，所述交通管理指挥中心包括交通信号灯数据管理平台、交通信号灯运行状态处理平台以及交通信号灯故障信息发布平台，所述通信号灯数据管理平台、交通信号灯运行状态处理平台以及交通信号灯故障信息发布平台之间相互数据连接。

在本系统方案中，所述交通信号灯运行状态处理平台中包括巡测功能模块、报警处理模块、信号灯用电量计算模块、数据图形处理模块、卫星自动校时模块、远程实时查询模块、大屏幕显示模块以及短消息报警模块。

本方案提供的交通信号灯故障预警系统整体结构简单，易于实现，且性能稳定可靠，有效解决现有技术所存在的问题。

再者，本方案提供的交通信号灯故障预警系统在具体应用时，能够实现对各路口交通信号灯的工作状况的实时监控，同时通过各种自动检测的模块以实时采集交通信号灯的运行参数，若出现故障则立刻反馈故障信息，把数据实时传输到监控中心进行处理，由此改变“事后处理”的被动局面，通过对反馈的数据进行处理，及时通知维修人员进行报修，大大提高交通信号灯抢修速度。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为本实用新型实例中交通信号灯故障预警系统的原理图；

图2为本实用新型实例中数据信号采集终端的组成原理图；

图3为本实用新型实例中采集模块的组成原理图；

图4为本实用新型实例中交通管理指挥中心的组成原理图；

图5为本实用新型实例中交通信号灯故障预警的实现流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

本实例通过建立相应的道路交通信号灯故障自动预警系统，以此来实现对各路口交通信号灯的工作状况的时监控，并在现场实时采集交通信号灯的运行参数，以此来检测交通信号灯的运行状态，若出现故障则立刻反馈故障信息至监控中心进行处理。通过对反馈的数据进行处理，及时通知维修人员进行报修，大大提高交通信号灯故障检修的效率。另外，在此基础上，还可通过对历史数据的分析，建立交通信号灯故障监控制度。

参见图1，其所示为本实例中道路交通信号灯故障自动预警系统的组成示意图。由图可知，该系统主要由数据信号采集终端100，交通管理指挥中心200，以及移动信息平台300配合构成。

其中，数据信号采集终端100设置在路口交通信号灯的现场，与交通信号灯连接，实时获取交通信号灯运行的各项参数，并据此进行交通信号灯的运行状态(如故障状态)进行计算评估，至少将交通信号灯的运行状态信息和物理位置信息通过网络载体上传至交通管理指挥中心200。

交通管理指挥中心200为整个预警系统的数据处理分析和分发中心，其通过网络载体从现场的数据信号采集终端100中获取各个路口信号灯的运行状态信息进行汇总和分析处理，对其中处于故障状态的路口信号灯的运行状态信息，将该信息推送至各区级交警支队，接着由区级交警支队将信息推送至相应的交通设施维护单位，最后由交通设施维护单位将信息推送至维护抢修人员的移动信息平台300上，以对故障信息的全过程预警处理。

移动信息平台300其为交通信号灯维护抢修人员的配置终端，用于获取处于故障状态的路口交通信号灯的相关运行状态信息、获取相关交通信号灯的运行参数、上报维护抢修结果等等。

参见图5，据此构成的道路交通信号灯故障自动预警系统通过实时采集路口各交通信号灯运行状态信息，并就采集到的信息进行现场数据分析处理，以确定交通信号灯的具体运行状态，一旦有故障现象会在第一时间将信息分送到交通管理指挥中心，再由指挥中心将信号推送至交警支队，并及时通知设施单位。整个信息流程可在公安内网运行，无需重新建设网络。

针对上述的原理方案，以下具体说明一下本实例中道路交通信号灯故障自动预警系统的具体实施过程。

系统中的数据信号采集终端100，用于在实时采集现场交通信号灯的各项运行参数，并据此采集到的现场交通信号灯的各项运行参数进行交通信号灯的运行状态计算，根据计算结果确定交通信号灯是否出现故障及故障类型，之后将交通信号灯的运行状态信息(如出现故障，故障类型等)连同该交通信号灯的物理位置信息一起通过网络载体上传至交通管理指挥中心200；这里上传的数据还可进一步包括交通信号灯的各项运行参数。

参见图2，对于该数据信号采集终端100具体包括传感模块110，信号灯故障状态检测模块120，位置信息获取模块130，通信模块140以及MCU模块150。

其中，采集模块110接入现场交通信号灯的工作电路中，以实时采集现场交通信号灯的电压、电流等参数，并据此进行有功功率、功率因数等计算。

参见图3，该采集模块110具体包括电压传感器111，电流传感器112，计算芯片113，电压传感器和电流传感器分别接入现场交通信号灯的工作电路中，而计算芯片分别与电压传感器，电流传感器数据连接，获取电压、电流值进行有功功率、功率因数等的计算。该计算芯片113还可以采用相应的检测电路来实现，如有功功率、功率因数检测电路。

由此，通过该采集模块110能够实时获得现场交通信号灯的各项运行参数，如电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数以及用电量等。

在此基础上，该采集模块110中还可增设温度传感器、湿度传感器等，以检测整个终端周围环境的情况，保证整个终端运行的可靠性。

数据信号采集终端100中的信号灯故障状态检测模块120，其与采集模块110数据连接，用于根据采集模块110获得现场交通信号灯的各项运行参数(如电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数以及用电量等)，并以此进行现场交通信号灯运行状态的检测，再根据检测结果来确定现场交通信号灯的运行状态：运行正常、出现故障、电压越限、电流越限等，最后将检测获得现场交通信号灯的运行状态信息传输至MCU模块150。

该信号灯故障状态检测模块120具体由相应的功能芯片或相应的检测电路来实现。

数据信号采集终端100中的位置信息获取模块130，用于获取现场交通信号灯的具体物理位置信息。在本实例中为了便于后续维修人员能够及时精确的定位出现故障的交通信号灯，该位置信息获取模块130通过接入现有PGIS系统，并从中获取现场交通信号灯对应的物理地址。该位置信息获取模块130将获取到的现场交通信号灯的物理地址传输至MCU模块150。

具体的，该位置信息获取模块130通过通信模块140以无线的方式接入到PGIS系统中，在需要获取现场交通信号灯对应的物理地址时，通过通信模块140从PGIS系统中直接获取现场交通信号灯对应的物理地址信息。

另外，根据需要该位置信息获取模块130也可采用相应GPS模块来实现。

数据信号采集终端100中的通信模块140，用于完成数据信号采集终端100与交通管理指挥中心200之间网络连接。该通信模块140可优选无线网络通信模块，但并不限于此，根据需要同样也可以采用有线通信模块或其它可实现网络连接的方案。

数据信号采集终端100中MCU模块150为整个数据信号采集终端的数据处理中心，其分别控制连接传感模块110，信号灯故障状态检测模块120，位置信息获取模块130以及通信模块140，协调它们之间配合过程，从完成现场数据数据的采集、现场交通信号灯运行状态的确定、现场交通信号灯的地理位置信息的获取，以及相关现场交通信号灯运行状态数据的上传。

该MCU模块150具体由相应的MCU芯片来构成，其分别控制连接分别控制连接传感模块110，信号灯故障状态检测模块120，位置信息获取模块130以及通信模块140，由此来构成数据信号采集终端100。

该数据信号采集终端100在具体应用时，通过一适应户外工作的壳体，同时在壳体内安置有相应的PCB板，该PCB板上集成有传感模块110，信号灯故障状态检测模块120，位置信息获取模块130，通信模块140以及MCU模块150。

再者，该该数据信号采集终端100支持自动报警功能，可实现以下报警：

1)信号灯故障(电流低于一定的值)；信号灯组可能部分故障(电流比历史电流低很多)；可控硅击穿故障(超过一定时间一直有电流电压)；线路短路故障(有电压无电流)时自动报警；

2)正常时，终端由交流充电控制器供电，并同时给所配的电池充电，当供电线路停电时，终端将自动采用后备电池供电，并同时告警。

3)维护人员正常工作检修时自动报警；

4)当某支线路出现故障时自动报警。

本系统中的交通管理指挥中心200为整个系统的后台数据处理和分析中心。

参见图4，该交通管理指挥中心200主要包括交通信号灯数据管理平台210、交通信号灯运行状态处理平台220以及交通信号灯故障信息发布平台230，三者之间相互数据连接。

其中，交通信号灯数据管理平台210由相应的数据库构成，用于接收和存储各个现场数据信号采集终端100上传的现场交通信号灯运行状态数据，并提供标准格式的数据服务，为交通管理部门提供准确的交通信号灯运行状况信息，以便据此规范交通信号设施管理流程。

该交通信号灯数据管理平台210在具体实现时，其由相应的硬件数据库服务器来构成，并通过相应的防火墙和冗余布置，以保证数据的安全性和可靠性。

另外，该交通信号灯数据管理平台210根据需要也可以采用相应的云服务器来形成，在保证数据安全性的同时，可提高数据后期的利用率，如可通过大数据处理技术来实现相应的分析。

交通信号灯运行状态处理平台220，用于对交通信号灯运行状态信息进行处理。

该交通信号灯故障信息处理平台220，其由相应的硬件数据处理服务器来构成，并通过相应的防火墙和冗余布置，以保证数据的安全性和可靠性。

另外，该交通信号灯故障信息处理平台220根据需要也可以采用相应的云服务器来形成。

由于交通信号灯运行状态处理平台220为整个系统的数据处理中心，其在具体实现时，本实例还进一步配置如下的功能模块。

(1)巡测功能模块

该巡测功能模块可以实现对现场数据信号采集终端100数据的自动巡测、手动巡测和选测，具体可以由相应的PC机或单片机来实现。

(2)报警处理模块

报警处理模块针对异常的巡测数据和现场数据信号采集终端的异常状态(如被盗)进行报警，由相应的报警处理芯片来实现。

(3)信号灯用电量计算模块

该信号灯用电量计算模块由相应的用电量计算芯片或单片机来实现。

(4)数据图形处理模块

该数据图形处理模块用于相关数据的图形处理、查询打印，由现有的数据图像处理芯片来实现，此处不加以赘述。

(5)卫星自动校时模块

该卫星自动校时模块运用全球卫星定位系统与计算机技术，实现对整个系统的准确校时，保证前置机和监控终端时钟的准确性与一致性，具体由现有的卫星自动校时芯片来实现。

(6)远程实时查询模块

基于本远程实时查询模块，可以实现通过电话网和因特网，实现微机的远程实时查询，查询内容包括各终端的最新以及历史数据和故障情况，实现异地远程接入访问；该远程实时查询模块由现有的远程实时查询服务器来实现。

(7)大屏幕显示模块

通过该模块使得系统可以通过大屏幕显示信息，系统信息一目了然。

(8)短消息报警模块

通过该模块使得系统可以通过短消息发送告警信息。当告警时，在监控主机屏幕上显示闪动图型和文字，并通过短信方式将报警内容发送到值班人员手机上。

本交通管理指挥中心200中的交通信号灯故障信息发布平台230，为一个共享信息发布平台，对交通信号灯故障信息处理平台220处理的交通信号灯故障信息进行及时发布，以此实现信息的共享。

该交通信号灯故障信息发布平台230具体由相应的硬件服务器来实现交通信号灯故障信息的发布。

本系统中的移动信息平台300为系统中信息显示终端，装配给相应的维护抢修人员，维护抢修人员通过该移动信息平台300接收由交通管理指挥中心200推送的交通信号灯故障信息，并根据该交通信号灯故障信息对出现故障的交通信号灯进行及时的抢修。

该移动信息平台300在具体实现时，基于相应的智能手机或PAD来实现。

可见，通过使用本系统可实现对道路交通信号灯运行状况实时监控以及道路交通信号灯故障归档、查询、统计；通过网络平台及时报警，实现道路交通信号灯故障信息实时监控，方便民警特别是基层交警支(大)队更好地掌握交通信号灯故障的第一手资料，切实提高工作效率和水平。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.交通信号灯故障预警系统，其特征在于，所述系统包括若干的数据信号采集终端，交通管理指挥中心，以及若干移动信息平台，所述数据信号采集终端与现场交通信号灯连接，并通过网络与交通管理指挥中心数据连接，所述交通管理指挥中心与若干移动信息平台无线通信连接。

2.根据权利要求1所述的交通信号灯故障预警系统，其特征在于，所述数据信号采集终端包括传感模块，信号灯故障状态检测模块，位置信息获取模块，通信模块以及MCU模块，所述传感模块与信号灯故障状态检测模块数据相接，所述位置信息获取模块与通信模块数据相接，所述MCU模块控制连接传感模块，信号灯故障状态检测模块，位置信息获取模块以及通信模块。

3.根据权利要求1所述的交通信号灯故障预警系统，其特征在于，所述交通管理指挥中心包括交通信号灯数据管理平台、交通信号灯运行状态处理平台以及交通信号灯故障信息发布平台，所述通信号灯数据管理平台、交通信号灯运行状态处理平台以及交通信号灯故障信息发布平台之间相互数据连接。

4.根据权利要求3所述的交通信号灯故障预警系统，其特征在于，所述交通信号灯运行状态处理平台中包括巡测功能模块、报警处理模块、信号灯用电量计算模块、数据图形处理模块、卫星自动校时模块、远程实时查询模块、大屏幕显示模块以及短消息报警模块。