[發(fā)明專利]一種基于載波通訊的總線式的道路信號系統(tǒng)及其工作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410648257.8
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN104408945A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳俊杰;郭鵬飛;劉熙;范文軍;沈標(biāo)
• 申請（專利權(quán)）人: 南京藍(lán)泰交通設(shè)施有限責(zé)任公司
• 主分類號: G08G1/07
• 分類號: G08G1/07;G08G1/095;H04L12/24
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 徐琳淞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于載波通訊的總線式的道路信號系統(tǒng)及其工作方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的道路交通信號控制系統(tǒng)主要包含信號機、信號燈和倒計時牌等周邊設(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。

在一個標(biāo)準(zhǔn)的交叉十字路口，每個方向一般設(shè)置一排左直右；紅黃綠共計9(3*3)盞信號燈，4個方向則有36(4*9)盞信號燈，加上4個方向的(4*2)8盞人行燈，則總計有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用電纜連接，信號機通過供用或者斷開電源的方式對信號燈進(jìn)行控制，其缺點主要有：

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直接連線，加之現(xiàn)實中路口線纜的敷設(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，造價約6～7000元。

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處，接線的時候不僅量大，而且需要找好對應(yīng)關(guān)系，使得接線工作費心費力。

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，實際使用中皆是故障易發(fā)隱患。

同時在實際使用中也發(fā)生過線纜因為施工、鼠咬等原因，發(fā)生短路、斷路等故障。更有甚者，有時還信號串?dāng)_，造成交通事故等問題。

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復(fù)雜度高。

5、維修成本高：由于線纜多且長，一旦發(fā)生故障，成本較高。另外在工程實際實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，同時耗費的人力物力多，對路口交通的影響也比較大。

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時的場合中難以應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一個目的是提供一種安全可靠、節(jié)約物料、施工簡便、故障率低的基于載波通訊的總線式的道路信號系統(tǒng)。

實現(xiàn)本發(fā)明第一個目的的技術(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、供電線纜和N個信號燈，N為自然數(shù)；所述信號機設(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)狀鏈路通過信號機接受外部供電。

所述信號機包括機柜和設(shè)置在機柜上的主控單元和輔助單元；所述主控單元包括強電部分和控制與弱電部分；所述強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)置在信號機的A接口和B接口之間。

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。

所述信號機的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)。

所述控制與弱電部分包括顯示屏、按鈕及指示燈。

本發(fā)明的第二個目的是提供一種安全可靠、節(jié)約物料、施工簡便、故障率低的基于載波通訊的總線式的道路信號系統(tǒng)的工作方法。

實現(xiàn)本發(fā)明第而個目的的技術(shù)方案是一種基于載波通訊的總線式的道路信號系統(tǒng)的工作方法，道路信號系統(tǒng)的通訊采用IP電力線載波通信技術(shù)，包括以下步驟：

步驟一：系統(tǒng)上電，所有設(shè)備初始化，信號機啟動定時器并讀取設(shè)備ID列表；

步驟二：信號機的A接口和B接口同時發(fā)送心跳指令，環(huán)狀鏈路上的所有設(shè)備收到心跳指令后，向信號機發(fā)送反饋消息；信號機從反饋消息中可以知道發(fā)送設(shè)備的ID，分別將之存放于A列表和B列表中；

步驟三：判斷本定時周期是否需要發(fā)送控制指令，不需要則返回步驟一，需要則判斷指令的目的ID是否在A列表中，若是則通過A接口發(fā)送該控制指令；若否，則通過B接口發(fā)送該控制指令；

步驟四：對比分析A列表和B列表，如果兩個列表ID相同，則合并A列表和B列表，并去除重復(fù)ID；如果兩個列表ID不相同，環(huán)狀鏈路故障報警，并保存A列表和B列表數(shù)據(jù)，然后合并A列表和B列表，并去除重復(fù)ID；