[发明专利]一种具有自学习功能的交通信号故障检测装置及其检测方法

说明书

技术领域

本发明属于交通电子信号控制与计算机软件应用技术领域，尤其涉及一种具有自学习功能的交通信号故障检测装置及其检测方法。

背景技术

交通信号系统的正常工作对于维护城市交通的正常秩序有着重要作用。当交通信号系统发生故障时，往往导致交通混乱或车辆通行效率下降。因此，及时发现和处理交通信号系统故障对于现代交通管理有着重要的意义。对于交通信号信号系统的故障判断，通常是通过测量各路交通信号灯线路上的电流值或电压的方法来判断。但是，该方法目前存在这样一些不足：

(1)不同信号灯的工作电流有较大的差别，而且实际安装中还可能将多个同相位的信号灯并联接入控制器的同一驱动线路上，进一步加剧了不同信号灯之间的工作电流差异。这使得基于电流的故障检测存在误判或漏报，例如对于工作电流很大的信号灯或并列的信号灯组，即使其部分损坏，仍然存在较大的工作电流，检测装置可能无法发现其故障；对于工作电流很小的信号灯，即使其正常工作，由于电流较小，检测装置却可能误判为故障；

(2)无法稳定地检测漏电、接触不良等故障。由于漏电带来的信号灯线路电流增大、由于接触不良带来的电流减小都可能因为其电流变化小于不同信号灯之间的正常工作电流之差异，而无法被检测到；

(3)无法检测信号灯熄灭、点亮周期异常。实际运行工作中，存在信号灯熄灭、点亮周期异常的故障。例如，信号控制器设置出错或本身故障，导致信号灯点亮时间超长或不足、熄灭时间超长或不足。这些故障同样会引起交通混乱；

(4)无法处理不同时段的信号灯点亮、熄灭周期的不同设置。例如，有的路口白天红绿灯有其工作周期，到了夜间会切换到黄灯闪烁模式而使红灯绿灯保持熄灭。此时段虽然红灯和绿灯熄灭，却并非故障。如果不处理这种时段引起的正常差异，将产生故障误判。

文献检索中与本发明最为接近的是中国科学院自动化研究所公开的名为“一种交通信号控制器的故障诊断系统及方法”的专利申请200810102798.5号。其步骤是采用一块故障检测板与多块电压电流检测板连接；由电压电流检测板检测交通信号控制器每路交流输出的电压、电流信息，故障检测板定时与各块电压电流检测板通信，查询电压、电流信息，并根据预先定义的规则，进行绿冲突等交通信号控制器的故障判断；在发生异常情况时，向交通信号控制器主控板报警，并通过前面板指示灯显示具体故障类型；在发生严重故障时，故障检测板提供一个交流继电器输出信号，可控制交通信号控制器的输出，将其切换到黄闪状态。本发明与其相比其目的、技术特征及解决方案是有所不同的。

发明内容

本发明目的是公开了一种具有自学习功能的交通信号系统的故障检测装置，本发明的另一个目的，是公开了具有自学习功能的交通信号故障检测装置的检测方法，以期能够解决上述现有检测方法和装置的不足与局限。

实现本发明目的的技术解决方案是这样的：一种具有自学习功能的交通信号故障检测装置，包括：电流测量电路，主控制器，非易失型存储器远程通信接口，本地通信接口以及时钟电路；主控制器通过数字总线与电流测量电路连接，通过地址与数据总线与非易失型存储器、远程通信接口、本地通信接口连接；电流测量电路是由并行的多路电流测量分支组成；每一路分支是由电流信号提取、信号滤波、A/D变换电路组成；信号提取是指采样电阻Rs串接在信号控制器与信号灯之间的线路上；非易失型存储器内设有程序模块。

所述的具有自学习功能的交通信号故障检测装置的检测方法，包括自主学习状态与故障检测状态，自主学习状态是指在预设的或者用户指定的学习时间内，装置对信号灯的各路电流及电压进行测量、统计和记录；所述的故障检测状态，是指经历了设定的学习时间之后，装置可以自动的或经人工干预的进入的对信号灯进行故障检测的状态，自主学习状态与故障检测状态是可以相互转换的，其步骤如下：

2.1开机，2.2判断装置中是否存有信号灯系统特征数据？如果回答No，则装置进入学习状态，如果回答Yes，装置进入故障检测状态；2.3执行学习状态时，如果达到设定的学习时间或者收到退出学习状态的指令，则进入故障检测状态；2.4执行故障检测状态时，如果收到进入学习状态的指令，则进入学习状态。

所述的具有自学习功能的交通信号故障检测装置的检测方法，步骤如下：