一种具有自愈功能的交通信号控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种具有自愈功能的交通信号控制系统，包括主机、多个信号灯从机和控制总线；主机包括主控模块、第一收发模块和第二收发模块；各个信号灯从机通过控制总线串联连接，并且控制总线的两端分别与第一收发模块、第二收发模块连接而构成环形线路。在第一收发模块发生故障情况下，第二收发模块切换到收发状态，在控制总线发生断路情况下，第一收发模块和第二收发模块同时处于收发状态，在第一收发模块发生故障或线路发生断路时，整个交通信号控制系统仍能够正常工作，实现环形线路自愈；任何信号灯从机的故障不会影响系统的整个交通信号控制系统的正常工作；大幅度降低控制线路的复杂性，安装、检修非常方便。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种具有自愈功能的交通信号控制系统，包括主机、多个信号灯从机和控制总线；主机包括主控模块、第一收发模块和第二收发模块；各个信号灯从机通过控制总线串联连接，并且控制总线的两端分别与第一收发模块、第二收发模块连接而构成环形线路。在第一收发模块发生故障情况下，第二收发模块切换到收发状态，在控制总线发生断路情况下，第一收发模块和第二收发模块同时处于收发状态，在第一收发模块发生故障或线路发生断路时，整个交通信号控制系统仍能够正常工作，实现环形线路自愈；任何信号灯从机的故障不会影响系统的整个交通信号控制系统的正常工作；大幅度降低控制线路的复杂性，安装、检修非常方便。【专利说明】一种具有自愈功能的交通信号控制系统
本技术涉及一种交通信号控制系统，尤其涉及一种具有自愈功能的交通信号控制系统。
技术介绍
目前，现有的道路交通信号控制系统在交通路口是通过比较复杂的控制主机以线控方式连接控制各个方向的信号灯，遵循国标《道路交通信号控制机》GB25280 - 2010，每一灯组、每一灯色都是通过控制主机独立的连线控制，布线多、建设费用高，为保证控制的可靠性，主机侧设计了复杂的交流输出驱动、保护电路，以及电流、电压检测电路，大大增加了主机成本和耗电，众多的控制连线，也降低了系统的可靠性。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种具有自愈功能的交通信号控制系统，这种具有自愈功能的交通信号控制系统结构简洁，安装、检修方便，运行可靠性更高。采用的技术方案如下:一种具有自愈功能的交通信号控制系统，包括主机和多个信号灯从机，其特征是:还包括控制总线；所述主机包括主控模块、第一收发模块和第二收发模块，第一收发模块、第二收发模块分别与主控模块连接；各个信号灯从机通过控制总线串联连接，并且控制总线的两端分别与第一收发模块、第二收发模块连接而构成环形线路；主控模块与各个信号灯从机之间按预先约定的通信协议进行通信，主控模块通过第一收发模块、第二收发模块以广播的方式向各信号灯从机发布指令，并接收来自各信号灯从机的回应信息；正常情况下，第一收发模块处于收发状态，第二收发模块处于监听状态，在第一收发模块发生故障情况下，第二收发模块切换到收发状态，在控制总线发生断路情况下，第一收发模块和第二收发模块同时处于收发状态。上述信号灯从机按功能可以分为标准道路灯组、特殊道路灯组、人行灯组、道路倒计时、人行倒计时等。主机仅使用单片机(例如Cortex M3)，足以根据上位机或人机界面下发的日控制方案、时段控制方案、相位控制方案，配置成主机可执行的激活方案，在秒时钟控制下按逻辑歩概念，在控制总线上通过广播输出不同方向各个信号灯从机的刷新指令，不会出现现用道路信号控制主机的硬件问题；主机通过输出工作电流检测、信号灯从机状态回应分析，判断信号灯从机工作是否正常，灯控是否正确(如有无绿冲突)，从而控制关闭故障的信号灯从机，或者按国标降级处理。信号灯从机主要接收秒周期广播指令，刷新灯组(倒计时)，并且检测电压、电流及工作状态，在属于自己的时隙回应上报；当信号灯从机发生故障，即刻自动上报；自检绿冲突、通信中断等严重故障，主动关闭灯组。由于主控模块通过第一收发模块、第二收发模块、控制总线与各个信号灯从机构成环形线路，正常状态下，第一收发模块作为主机与各信号灯从机通信，第二收发模块处在监听状态；主机以固定周期的广播指令刷新信号灯从机的工作状态，主机通过第二收发模块的监听、接收、分析在线各信号灯从机的回应信息，分析判断控制总线是否工作正常:当第一收发模块正常发送，而第二收发模块监听收不到任何信息，且连接第一收发模块时收不到任何应答，则主机判断第一收发模块故障，将第二收发模块切换到收发状态，接管收发，停用第一收发模块，同时向上发送故障告警；当第一收发模块正常发送，而第二收发模块监听收不到任何信息，且第一收发模块收不到信号灯从机i+Ι以后的任何应答(可再经二次确认)，主机判断信号灯从机i与信号灯从机i+Ι之间线路中断，主机将第二收发模块切换到收发状态，第一收发模块和第二收发模块同时处于收发状态，同时向上发送故障告警。通过上述这种机制，保证在第一收发模块发生故障或线路发生断路时，整个交通信号控制系统仍能够正常工作，进行抢修也不影响整个交通信号控制系统的正常工作，实现环形线路自愈；各信号灯从机通过目前的总线接口串联在控制总线上，任何信号灯从机的故障不会影响系统的整个交通信号控制系统的正常工作；由于采用控制总线进行控制，大幅度降低控制线路的复杂性，结构更加简洁，安装、检修非常方便。因此，本交通信号控制系统与现有技术相比，具有结构简洁，安装、检修方便，运行可靠性更高等优点。作为本技术的优选方案，所述主控模块包括CPU、时钟模块、GPS模块、车检信号接口模块、人工控制接口模块、供电闪黄控制模块、储存模块、RS232接口模块和RJ45接口模块，时钟模块、GPS模块、车检信号接口模块、人工控制接口模块、供电闪黄控制模块、储存模块、RS232接口模块和RJ45接口模块均与CPU连接。主控模块的控制核心使用CortexM3核的CPU，固化有专用的控制程序，通过第一收发模块、第二收发模块和控制总线，以环形线路的形式串联了最多255个作为各种信号灯控制单元的信号灯从机，每个信号灯从机可视为一个独立节点；时钟模块为系统通过工作时钟，在有网络连接情况下，保证网络中断时，交通网系统内每个交通信号控制主机能在一定时间内的同步；GPS模块提供没有网络连接(无线连接)时，各个主机的时间同步的工作时钟；车检信号接口模块，提供了接收线圈检测、视频检测等方式的车检信号，用于主机自适应道路交通的信号灯逻辑控制，或上传用于协调控制或者道路交通状态监控的数据采集；人工控制接口模块提供了符合交警使用习惯的现场控制手段；供电黄闪控制模块，是主机控制信号灯从机断电复位或应信号灯从机不可控状态下的强制断电的高级别控制电路，提供降级工作的独立黄闪输出，实时监控供电环路、黄闪环路的工作状态，以提高系统工作可靠性；存储模块存储着主机不少于30套工作方案和3000条故障记录；RS232模块提供3路独立的串口，用于外接笔记本电脑现场进行方案设置和调试、维护，或连接其它智能模块；RJ45模块，提供网络连接接口，以支持协调控制，满足国标《道路交通信号控制机》GB25280 - 2010至少二个RS232接口、一个RJ45接口的要求。作为本技术进一步的优选方案，还包括供电环路，供电环路包括电源管理模块和环形供电线路，环形供电线路与电源管理模块连接；所述主控模块和各个信号灯从机的电源输入端均以并联方式连接到供电环路上。供电环路的设置可以采用一对电源线，其中一条作为火线，另一条作为零线，火线的两端均与电源管理模块的正极连接，零线的两端均与电源管理模块的负极连接。采用供电环路进行供电，无论在任何一点发生电源线断路，都能够确保正常供电，并且大幅度减少与主机连接的电源线的数量，从原来需要几十条电源线，减少为只需一条二芯电源线。作为本技术更进一步的优选方案，还包括独立闪黄环路，闪黄环路与所述主控模块的供电闪黄控制模块连接，所述各个信号灯从机的闪黄控制输入端均以并联方式连接到闪黄环路上。闪黄环路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有自愈功能的交通信号控制系统，包括主机和多个信号灯从机，其特征是：还包括控制总线；所述主机包括主控模块、第一收发模块和第二收发模块，第一收发模块、第二收发模块分别与主控模块连接；各个信号灯从机通过控制总线串联连接，并且控制总线的两端分别与第一收发模块、第二收发模块连接而构成环形线路；主控模块与各个信号灯从机之间按预先约定的通信协议进行通信，主控模块通过第一收发模块、第二收发模块以广播的方式向各信号灯从机发布指令，并接收来自各信号灯从机的回应信息；正常情况下，第一收发模块处于收发状态，第二收发模块处于监听状态，在第一收发模块发生故障情况下，第二收发模块切换到收发状态，在控制总线发生断路情况下，第一收发模块和第二收发模块同时处于收发状态。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张继荣，
申请(专利权)人：汕头市鼎安电子科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：