一種總線式的道路信號系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種總線式的道路信號系統(tǒng)及其工作方法，包括信號機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)交流供電線纜和N個(gè)信號燈，N為自然數(shù)；所述信號機(jī)設(shè)有A接口和B接口；所述標(biāo)準(zhǔn)交流供電線纜分別從A接口出發(fā)經(jīng)過全部N個(gè)信號燈后回到B接口，B接口和A接口間電力導(dǎo)通，通訊信號隔離，從而形成環(huán)狀鏈路；所述環(huán)狀鏈路通過信號機(jī)接受外部供電。本實(shí)用新型選用了獨(dú)特的布線方式，環(huán)狀鏈路上的所有部件分別從該鏈路取電工作，這種環(huán)狀接法，保證了對于每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是雙線冗余供電，任意一點(diǎn)發(fā)生斷線故障，仍能保證系統(tǒng)供電正常，當(dāng)發(fā)生多點(diǎn)斷線故障時(shí)，也能保證部分設(shè)備供電正常；同時(shí)基于此供電鏈路，通過獨(dú)特的通訊機(jī)制和方式，保證每個(gè)節(jié)點(diǎn)的通訊雙線冗余，使得系統(tǒng)可靠性加強(qiáng)，在物理鏈路出現(xiàn)異常時(shí)也能繼續(xù)工作。
【專利說明】_種總線式的道路信號系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種總線式的道路信號系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的道路交通信號控制系統(tǒng)主要包含信號機(jī)、信號燈和倒計(jì)時(shí)牌等周邊設(shè)備，其他可選設(shè)備還有:車輛檢測器、無線數(shù)據(jù)收發(fā)裝置等。
[0003]在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的交叉十字路口，每個(gè)方向一般設(shè)置一排左直右；紅黃綠共計(jì)9 (3*3)盞信號燈，4個(gè)方向則有36(4*9)盞信號燈，加上4個(gè)方向的(4*2)8盞人行燈，則總計(jì)有44 (36+8)盞燈需要控制。通常，這些信號燈都分別直接同信號機(jī)用電纜連接，信號機(jī)通過供用或者斷開電源的方式對信號燈進(jìn)行控制，其缺點(diǎn)主要有:
[0004]1、線纜等原材料成本高:從上述原理來看，每盞信號燈均需要從信號機(jī)直接連線，加之現(xiàn)實(shí)中路口線纜的敷設(shè)不可能走直線，造成路口線纜需求量極大，據(jù)工程實(shí)際測算，一般的十字路口需線纜數(shù)量在500米(8或者10芯線纜)以上，造價(jià)約6?7000元。
[0005]2、施工難度大:由于線纜眾多，造成路口穿線量大；而由于線頭集中在信號機(jī)處，接線的時(shí)候不僅量大，而且需要找好對應(yīng)關(guān)系，使得接線工作費(fèi)心費(fèi)力。
[0006]3、故障發(fā)生率高:基于現(xiàn)有系統(tǒng)的硬件復(fù)雜度高、電纜接頭多、接線長等固有特點(diǎn)，實(shí)際使用中皆是故障易發(fā)隱患。
[0007]同時(shí)在實(shí)際使用中也發(fā)生過線纜因?yàn)槭┕?、鼠咬等原因，發(fā)生短路、斷路等故障。更有甚者，有時(shí)還信號串?dāng)_，造成交通事故等問題。
[0008]4、維護(hù)、查找問題困難:由于線纜接頭多，長度長，一方面改變布線困難，另一方面排查故障時(shí)復(fù)雜度高。
[0009]5、維修成本高:由于線纜多且長，一旦發(fā)生故障，成本較高。另外在工程實(shí)際實(shí)際中往往是一路信號發(fā)生故障，由于線纜復(fù)用和盤根錯(cuò)節(jié)等因素存在，常常需要全部更換，重新布線。不僅對物料的需求多，同時(shí)耗費(fèi)的人力物力多，對路口交通的影響也比較大。
[0010]為解決上述問題，人們還開發(fā)了基于無線通訊的信號系統(tǒng)，但由于無線信號干擾的隨機(jī)性和復(fù)雜性，在道路信號控制這種要求高度安全可靠和高度實(shí)時(shí)的場合中難以應(yīng)用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0011]本實(shí)用新型的目的是提供一種安全可靠、節(jié)約物料、施工簡便、故障率低的總線式的道路信號系統(tǒng)。
[0012]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是一種基于載波通訊的總線式的道路信號系統(tǒng)，包括信號機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)交流供電線纜和N個(gè)信號燈，N為自然數(shù)；所述信號機(jī)設(shè)有A接口和B接口 ；所述標(biāo)準(zhǔn)交流供電線纜分別從A接口出發(fā)經(jīng)過全部N個(gè)信號燈后回到B接口而形成環(huán)狀鏈路；所述環(huán)狀鏈路通過信號機(jī)接受外部供電。
[0013]所述信號機(jī)包括機(jī)柜和設(shè)置在機(jī)柜上的主控單元和輔助單元；所述主控單元包括強(qiáng)電部分和控制與弱電部分；所述強(qiáng)電部分包括電源開關(guān)和信號隔離器；所述環(huán)狀鏈路通過電源開關(guān)接受外部供電；所述信號隔離器設(shè)置在信號機(jī)的A接口和B接口之間。
[0014]基于載波通訊的總線式的道路信號系統(tǒng)還包括車檢器及其他設(shè)備；所述車檢器及其他設(shè)備設(shè)置在環(huán)狀鏈路上。
[0015]所述信號機(jī)的A接口為主通訊接口，向環(huán)狀鏈路上的信號燈和車檢器及其他設(shè)備傳送控制指令，并接收反饋數(shù)據(jù)；B接口發(fā)送心跳數(shù)據(jù)并監(jiān)聽所有環(huán)狀鏈路數(shù)據(jù)。
[0016]所述控制與弱電部分包括顯示屏、按鈕及指示燈。
[0017]采用了上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型具有以下的有益的效果:(I)本實(shí)用新型選用了獨(dú)特的布線方式，標(biāo)準(zhǔn)交流供電線纜同時(shí)兼具通訊功能，環(huán)狀鏈路上的所有部件分別從該鏈路取電工作，這種環(huán)狀接法，保證了對于每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是雙線冗余供電，任意一點(diǎn)發(fā)生斷線故障，仍能保證系統(tǒng)供電和通訊正常，當(dāng)發(fā)生多點(diǎn)斷線故障時(shí)，也能保證部分設(shè)備供電和通訊正常，使得系統(tǒng)可靠性加強(qiáng)，在物理鏈路出現(xiàn)異常時(shí)也能繼續(xù)工作。
[0018](2)本實(shí)用新型的信號機(jī)、信號燈、車檢器等現(xiàn)場設(shè)備間的通訊數(shù)據(jù)也由該線纜進(jìn)行傳輸。正常工作時(shí)，信號機(jī)使用A 口作為主通訊接口，向信號燈等設(shè)備傳送控制指令，同時(shí)收取信號燈、車檢器等周邊設(shè)備的反饋和信息采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)信號機(jī)控制道路信號并采集車流量、速度等交通數(shù)據(jù)的功能；信號機(jī)上的B 口發(fā)送心跳數(shù)據(jù)并監(jiān)聽所有鏈路數(shù)據(jù)。
[0019](3)本實(shí)用新型現(xiàn)場僅需一根線纜，電力和通訊線纜復(fù)用，大大節(jié)約物料。
[0020](4)本實(shí)用新型穿線、管道等工作量大大減少，同時(shí)接線簡單，無需到信號機(jī)處對應(yīng)，因此施工非常簡便。
[0021](5)本實(shí)用新型線纜數(shù)量降低，接線點(diǎn)減少，減少了故障隱患，故障率低。
[0022](6)本實(shí)用新型線纜少、接頭少，拓?fù)潢P(guān)系簡單，維護(hù)自然方便，同時(shí)加上系統(tǒng)完備的故障檢測功能，能檢測出故障，亦能定位故障，方便維護(hù)。
[0023](6)本實(shí)用新型的信號機(jī)相比傳統(tǒng)信號機(jī)大大簡化。主控單元又分為強(qiáng)電部分和控制與弱電部分兩部分，這樣分離之后，利于安裝維護(hù)，也利于對主控單元的保護(hù)，方便模塊化開發(fā)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
[0025]圖1為本實(shí)用新型的原理框圖。
[0026]圖2為本實(shí)用新型的系統(tǒng)故障示意圖。
[0027]圖3為本實(shí)用新型的信號機(jī)的原理框圖。
[0028]附圖中標(biāo)號為:
[0029]信號機(jī)1、主控單元11、輔助單元12、機(jī)柜13、強(qiáng)電部分111、電源開關(guān)111_1、信號隔離器111-2、控制與弱電部分112、顯示屏112-1、按鈕112-2、指示燈112-3、標(biāo)準(zhǔn)交流供電線纜2、信號燈3、車檢器及其他設(shè)備4。

【具體實(shí)施方式】
[0030](實(shí)施例1)
[0031]見圖1，本實(shí)施例的一種基于載波通訊的總線式的道路信號系統(tǒng)，包括信號機(jī)1、標(biāo)準(zhǔn)交流供電線纜2、N個(gè)信號燈3，N為自然數(shù)以及車檢器及其他設(shè)備4 ;信號機(jī)I設(shè)有A接口和B接口 ；標(biāo)準(zhǔn)交流供電線纜2分別從A接口出發(fā)經(jīng)過全部N個(gè)信號燈3后回到B接口而形成環(huán)狀鏈路；環(huán)狀鏈路通過信號機(jī)I接受外部供電；車檢器及其他設(shè)備4設(shè)置在環(huán)狀鏈路上。信號機(jī)I的A接口為主通訊接口，向環(huán)狀鏈路上的信號燈3和車檢器及其他設(shè)備4傳送控制指令，并進(jìn)行數(shù)據(jù)反饋出接口監(jiān)聽所有環(huán)狀鏈路數(shù)據(jù)。信號燈3、信號機(jī)I等對外接口只需為L(火線)、N(零線)、G(地線)，圖1和圖2中用L/N/G三線的方式示意，在簡化系統(tǒng)中，L/N兩線亦可。
[0032]見圖3，信號機(jī)I包括機(jī)柜13和設(shè)置在機(jī)柜13上的主控單元11和輔助單元12 ；主控單兀11包括強(qiáng)電部分111和控制與弱電部分112 ;強(qiáng)電部分111包括電源開關(guān)111-1和信號隔離器111-2 ;環(huán)狀鏈路通過電源開關(guān)111-1接受外部供電；信號隔離器111-2設(shè)置在信號機(jī)I的A接口和B接口之間。控制與弱電部分112包括顯示屏112-1、按鈕112-2及指示燈112-3。本信號機(jī)I相比傳統(tǒng)信號機(jī)大大簡化。主控單元11又分為強(qiáng)電部分11和控制與弱電部分112兩部分，這樣分離之后，利于安裝維護(hù)，也利于對主控單元的保護(hù)，方便模塊化開發(fā)。
[0033]在道路路口現(xiàn)場，首先從信號機(jī)I的A接口處出發(fā)，布設(shè)標(biāo)準(zhǔn)交流供電線纜2經(jīng)過各個(gè)信號燈3等部位，最后再回到信號機(jī)I的B接口處，通過信號機(jī)I內(nèi)部形成環(huán)狀鏈路，環(huán)狀鏈路通過電源開關(guān)111-1接受外部供電。在此環(huán)路上，于信號機(jī)I的A接口、B接口之間，加裝信號隔離器111-2隔斷AB之間的通訊信號。
[0034]環(huán)狀鏈路上的所有部件分別從該鏈路取電工作，這種環(huán)狀接法，保證了對于每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是雙線冗余供電，任意一點(diǎn)發(fā)生斷線故障，仍能保證系統(tǒng)供電正常，當(dāng)發(fā)生多點(diǎn)斷線故障時(shí)，也能保證部分設(shè)備供電正常。
[0035]同時(shí)，信號機(jī)1、信號燈3、車檢器及其他設(shè)備4間的通訊數(shù)據(jù)也由該線纜進(jìn)行傳輸。正常工作時(shí)，信號機(jī)I使用A接口作為主通訊接口，向信號燈3等設(shè)備傳送控制指令，同時(shí)收取信號燈3、車檢器及其他設(shè)備4的反饋和信息采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)信號機(jī)I控制道路信號并采集車流量、速度等交通數(shù)據(jù)的功能；信號機(jī)I上的B接口發(fā)送心跳數(shù)據(jù)并監(jiān)聽所有鏈路數(shù)據(jù)。
[0036]如圖2所示，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生圖示的故障時(shí)，信號機(jī)I的A和B接口收取的心跳返回消息不相同，如圖可以看出，A接口可以收到信號燈1、2的反饋消息，可以同信號燈1、2進(jìn)行應(yīng)答式通訊，類似B接口可以同信號燈η以及其他設(shè)備進(jìn)行應(yīng)答式通訊。此時(shí)信號機(jī)I通過A接口同1、2信號燈通訊，控制1、2信號燈，通過B接口控制環(huán)路下部的設(shè)備，系統(tǒng)仍然可以維持工作。同時(shí)能檢測出故障點(diǎn)位于信號燈2和N之間。這樣保證現(xiàn)場信號系統(tǒng)的容災(zāi)性，同時(shí)也能定位出故障點(diǎn)，利于系統(tǒng)得到及時(shí)維護(hù)。
[0037]以上所述的具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種總線式的道路信號系統(tǒng)，其特征在于:包括信號機(jī)(I)、標(biāo)準(zhǔn)交流供電線纜(2)和N個(gè)信號燈(3)，N為自然數(shù)；所述信號機(jī)(I)設(shè)有A接口和B接口 ；所述標(biāo)準(zhǔn)交流供電線纜(2)分別從A接口出發(fā)經(jīng)過全部N個(gè)信號燈(3)后回到B接口而形成環(huán)狀鏈路；所述環(huán)狀鏈路通過信號機(jī)(I)接受外部供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種總線式的道路信號系統(tǒng)，其特征在于:所述信號機(jī)(I)包括機(jī)柜(13)和設(shè)置在機(jī)柜(13)上的主控單元(11)和輔助單元(12);所述主控單元(11)包括強(qiáng)電部分(111)和控制與弱電部分(112);所述強(qiáng)電部分(111)包括電源開關(guān)(111-1)和信號隔離器(111-2);所述環(huán)狀鏈路通過電源開關(guān)(111-1)接受外部供電；所述信號隔離器(111-2)設(shè)置在信號機(jī)⑴的A接口和B接口之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種總線式的道路信號系統(tǒng)，其特征在于:還包括車檢器及其他設(shè)備(4);所述車檢器及其他設(shè)備(4)設(shè)置在環(huán)狀鏈路上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種總線式的道路信號系統(tǒng)，其特征在于:所述信號機(jī)(I)的A接口為主通訊接口，向環(huán)狀鏈路上的信號燈(3)和車檢器及其他設(shè)備(4)傳送控制指令，并接收反饋數(shù)據(jù)；B接口發(fā)送心跳數(shù)據(jù)并監(jiān)聽所有環(huán)狀鏈路數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種總線式的道路信號系統(tǒng)，其特征在于:所述控制與弱電部分(112)包括顯示屏(112-1)、按鈕(112-2)及指示燈(112-3)。
【文檔編號】G08G1/07GK204215558SQ201420683408
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】吳俊杰, 郭鵬飛, 劉熙, 范文軍, 沈標(biāo) 申請人:南京藍(lán)泰交通設(shè)施有限責(zé)任公司