[发明专利]LED交通信号灯故障监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及交通控制技术领域，具体涉及一种LED交通信号灯故障监测系统及方法。

背景技术

交通信号灯是交通信号指挥中的重要组成部分，是道路交通的基本语言，广泛应用于公路交叉路口，弯道，桥梁等存在安全隐患的危险路段，指挥司机或行人交通，促进交通畅通，避免交通事故和意外事故发生。控制交通信号灯按照一定的规律进行标识和颜色变化进而实现城市道路交通信号的控制与管理的交通信号机更是现代城市交通系统的重要组成之一。

传统的交通信号灯一般是白炽灯，而白炽灯灯丝寿命较短，故障经常发生，因此交通信号机内部需设置有故障监测电路。图1给出了现有技术中对白炽灯信号灯故障检测电路的原理图，如图所示：白炽灯信号灯的电源由设置于交通信号机内部的交流电供电及检测单元提供的220V交流电源经变压器和直流电源生成电路组成，直流电源生成电路生成的直流电源为白炽灯交通信号灯提供工作电压。交流电供电及检测单元与变压器的一级绕组形成了交流回路，而白炽灯交通信号灯作为负载与直流电源生成电路形成了直流回路。当白炽灯交通信号灯正常工作时，白炽灯交通信号灯内通过一定大小的电流，此时变压器的二级绕组必然通过一定大小的交流电流，根据变压器的工作原理，变压器的一级绕组中相应的会有交流电流通过，即在交流回路中存在交流电流，交流电供电及检测单元检测到该交流电流后即可判断白炽灯交通信号灯正常工作。当白炽灯发生故障，灯丝断路，在直流回路中没有电流流过，相应的交流回路中也不存在交流电流，交流电供电及检测单元检测不到该交流电流即可判断白炽灯交通信号灯发生故障。综上所述，根据交流电供电及检测单元是否检测到交流电流来判断白炽灯交通信号灯是否发生故障。

由于人类社会生活水平的不断提高，导致人类对能源的需求量也越来越大，能源紧缺问题也表现的越来越明显，而且随着世界各国石油、煤炭等自然资源的匮乏，全国大部分地区为了对付缺电也采取了多种措施。这种情况下，由于LED灯节能环保的巨大优势，多个城市的交通信号灯也由原先的白炽灯交通信号灯更换为LED信号灯，以节约能源。由于LED信号灯和白炽灯交通信号灯在物理结构及工作特性上的诸多不同，理应将交通信号机随着交通信号灯的更换而更换，以保证交通信号灯的控制及故障监测的可靠性。但是如果将交通信号机全部更换工程浩大，势必会增加成本，而更换掉的交通信号机也无法继续应用造成浪费，因此为了节约成本，大部分城市均沿用现有的交通信号机，也沿用了现有技术中对于信号灯的控制和信号灯故障检测方法。

在LED信号灯内部是由多个LED灯串联/并联形成的LED灯组，利用现有技术中的交通信号机可以实现对LED信号灯的准确控制。但利用现有技术中交通信号机对LED信号灯进行故障检测可靠性比较差。因为对于路上的行人或者驾驶员来说，当LED信号灯内有20％的信号灯能够正常发光时，由于日光或者路灯光线的影响，人们在视觉上已经不能够辨认LED灯是否正常发光了，而作为公知常识，LED灯发生故障时，只是其内阻变得很大，但是并不是完全断开，因此，当LED信号灯内部有80％的LED灯发生故障时，其LED信号灯只是电阻变得很大，但是并不能保证直流回路完全断开，甚至当LED信号灯内部所有的LED灯均不能正常发光时，直流回路依然处于连通状态。根据变压器工作原理，交流电供电及检测单元依然能够检测到交流电流，此时不会判定LED信号灯故障。因此当LED信号灯已经发生故障，行人及驾驶员已经不能分辨LED信号灯是否发光时，现有的故障监测方法不能做出准确的判断，给道路交通带来安全隐患。

为了解决上述问题，现有专利文献CN2783697Y公开了一种用于LED光源色灯信号机的控制电路，其包括市源变压器，JZXC-H18型灯丝继电器，点灯单元与故障检测单元；点灯单元由点灯变压器，桥式整流电流、滤波电容、门限继电器与光源转换继电器组成，市源变压器输出72V电压端串联JZXC-H18型灯丝继电器后与点灯变压器输入端连接，点灯变压器输出端与桥式整流电路连接，构成LED光源直流电源；滤波电容并接于直流电源；光源转换继电器的常闭、常开触点分别接LED主、副光源、LED主光源旁边安装有光敏电阻，光敏电阻、分压电阻组成分压电路，并且接可控硅二极管的控制极组成故障检测单元；光源转换继电器的另一组常开触点输出故障报警信号；门限继电器并接在LED光源之前的电路中；虽然上述技术方案中不需要更换信号联锁电路，可保证联锁电路正常工作，但是上述技术方案还存在以下问题：