本發(fā)明涉及交通信號控制的，特別是涉及一種基于智能故障診斷的分布式信號燈故障檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、交通信號燈是城市交通組織與管理系統(tǒng)中，控制和調(diào)節(jié)路網(wǎng)中各關(guān)鍵節(jié)點的核心設(shè)備，是整個路網(wǎng)平穩(wěn)運行的關(guān)鍵。隨著信控路口數(shù)量增加，由于交通信號燈故障導(dǎo)致的交通異常擁堵也在逐步增加，并隨之帶來了一定的安全隱患。

2、交通信號燈的正常運行是路網(wǎng)交通正常運行的前提條件，及時發(fā)現(xiàn)并有效的修復(fù)故障的交通信號燈，是保證路網(wǎng)的正常運行的必要條件。城市交通信號燈的是否能正常穩(wěn)定的運行直接關(guān)系到城市交通的安全。

3、目前信號燈運維主要有幾種方法：

4、(1)人工巡檢/市民上報；

5、(2)信號機板卡自帶的故障檢測功能；

6、(3)復(fù)用已有的電警監(jiān)控進行視頻識別；

7、(4)獨立安裝于信號燈外部的故障檢測器。

8、人工巡檢/市民上報的方式往往存在排查率低、成本高昂，而且效率低下的問題。信號機板卡自帶的故障檢測功能一般都基于專網(wǎng)，不便于快速將故障信息反饋至交警和搶修單位。復(fù)用電警進行視覺識別巡檢的方案準確率難以保證，受電警角度、信號機受控等因素影響，很容易出現(xiàn)誤報。安裝獨立于已有產(chǎn)品的信號燈故障檢測器有兩種方案，一種是單元級信號故障檢測器，該設(shè)備通過將故障檢測設(shè)備接入每一個信號燈，從而實現(xiàn)所有故障全覆蓋。另一種是信號機級信號燈故障檢測設(shè)備，該設(shè)備安裝在信號機和信號燈之間，通過檢測每個信號燈的電流、電壓來判斷信號燈有無故障。這種設(shè)備目前僅僅通過簡單的閾值設(shè)定的方式來進行判斷，在外場常因配時方案變動等原因出現(xiàn)誤報，檢測的準確度不高，需要進一步提升。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種旨在提高信號燈故障檢測的準確率，豐富信號燈故障檢測的范圍，確保信號燈的高可用性的基于智能故障診斷的分布式信號燈故障檢測系統(tǒng)。

2、本發(fā)明的一種基于智能故障診斷的分布式信號燈故障檢測系統(tǒng)，包括：

3、(1)、算力機，用于接收來自計量機的數(shù)據(jù)，并通過無線通信與中心平臺交互，報告故障信息；

4、(2)、計量機，安裝在各信號燈燈具上，用于采集信號燈的電壓參數(shù)、電流參數(shù)及姿態(tài)角參數(shù)，并通過無線方式發(fā)送給算力機；

5、(3)、中心平臺，用于接收算力機傳來的故障信息，并通過網(wǎng)絡(luò)向運維人員pda發(fā)送維修指令，pda指個人數(shù)字助理，是一種電子設(shè)備。

6、優(yōu)選的，所述算力機包括：

7、(1)、第一微控制器(mcu)，用于通過第一無線模塊接收各計量機上報的信息，整合匯總后將其傳輸至算力芯片進行模型運算；

8、(2)、算力芯片，用于運行多套算法，以進行信號燈有無故障的判斷。

9、優(yōu)選的，所述計量機包括：

10、(1)、第二微控制器(mcu)，用于通過各計量模塊測量驅(qū)動信號燈的電壓和電流，計量機包括多個計量模塊；

11、(2)、陀螺儀，用于檢測信號燈姿態(tài)角；

12、(3)、第二無線模塊，用于將匯總后的信息上報至算力機。

13、優(yōu)選的，所述中心平臺能夠通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送搶修指令至運維人員pda，并且能夠接收運維人員的反饋信息，以便于快速響應(yīng)和處理信號燈故障。

14、一種基于智能故障診斷的信號燈故障檢測方法，應(yīng)用所述的一種基于智能故障診斷的分布式信號燈故障檢測系統(tǒng)實施該方法，具體包括以下步驟：

15、s1：通過計量機檢測各信號燈的電壓、電流以及姿態(tài)角的信息；

16、s2：將檢測到的信息無線上傳至算力機；

17、s3：算力機接收并整合計量機上報的信息，通過算力芯片進行模型運算，判別信號燈的故障狀態(tài)；

18、s4：將判別出的故障信息上報至中心平臺；

19、s5：中心平臺接收故障信息，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送搶修指令至運維人員pda。

20、優(yōu)選的，運行基于智能故障診斷的算法，以自動識別信號燈的健康狀態(tài)。

21、優(yōu)選的，所述智能故障診斷算法包括：

22、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ann)、支持向量機(svm)、深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(dnn)等機器學(xué)習(xí)理論。

23、優(yōu)選的，計量機和算力機之間采用低功耗藍牙或wi-fi進行數(shù)據(jù)傳輸。

24、優(yōu)選的，中心平臺與運維人員pda之間的通信采用移動通信網(wǎng)絡(luò)，以保證信息傳輸?shù)膶崟r性。

25、優(yōu)選的，算力機能夠根據(jù)不同的應(yīng)用場景動態(tài)調(diào)整所使用的故障診斷算法，以提高故障檢測的靈活性和準確性。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果為：

27、本發(fā)明通過基于智能故障診斷的分布式信號燈故障檢測系統(tǒng)，顯著提高了故障檢測的準確性和可靠性。具體而言：

28、提高檢測精度：通過使用智能故障診斷算法(如ann、svm、dnn)，系統(tǒng)能夠自動識別信號燈的健康狀態(tài)，減少了誤報和漏報。

29、擴展檢測范圍：計量機不僅檢測電壓、電流，還檢測姿態(tài)角等多維度數(shù)據(jù)，能夠發(fā)現(xiàn)更多類型的故障，如信號燈傾斜或損壞。

30、提高系統(tǒng)可靠性：分布式架構(gòu)確保了即使某一計量機故障，也不影響其他信號燈的檢測。系統(tǒng)支持動態(tài)調(diào)整算法，適應(yīng)不同場景，易于升級和維護。

31、降低成本：系統(tǒng)采用低功耗通信，按需配置計量機，減少了不必要的成本和復(fù)雜度。

32、提升運維效率：中心平臺實時接收故障信息并通過移動通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送搶修指令，實現(xiàn)了快速響應(yīng)。自動化診斷減少了人工巡檢的工作量，提高了故障處理的效率。

33、通過這些改進，本發(fā)明在城市交通管理中具有重要的應(yīng)用價值，有效保障了城市交通的安全和暢通。

技術(shù)特征：

1.一種基于智能故障診斷的分布式信號燈故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于智能故障診斷的分布式信號燈故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述算力機包括：

3.如權(quán)利要求2所述的一種基于智能故障診斷的分布式信號燈故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述計量機包括：

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于智能故障診斷的分布式信號燈故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述中心平臺能夠通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送搶修指令至運維人員pda，并且能夠接收運維人員的反饋信息，以便于快速響應(yīng)和處理信號燈故障。

5.如權(quán)利要求1所述的一種基于智能故障診斷的信號燈故障檢測方法，其特征在于，計量機和算力機之間采用低功耗藍牙或wi-fi進行數(shù)據(jù)傳輸。

6.如權(quán)利要求4所述的一種基于智能故障診斷的信號燈故障檢測方法，其特征在于，中心平臺與運維人員pda之間的通信采用移動通信網(wǎng)絡(luò)，以保證信息傳輸?shù)膶崟r性。

7.一種基于智能故障診斷的信號燈故障檢測方法，其特征在于，應(yīng)用如權(quán)利要求1-6任一項所述的一種基于智能故障診斷的分布式信號燈故障檢測系統(tǒng)實施該方法，具體包括以下步驟：

8.如權(quán)利要求7所述的一種基于智能故障診斷的信號燈故障檢測方法，其特征在于，運行基于智能故障診斷的模型運算，以自動識別信號燈的健康狀態(tài)。

9.如權(quán)利要求8所述的一種基于智能故障診斷的信號燈故障檢測方法，其特征在于，所述智能故障診斷算法包括：

10.如權(quán)利要求9所述的一種基于智能故障診斷的信號燈故障檢測方法，其特征在于，算力機根據(jù)不同的應(yīng)用場景動態(tài)調(diào)整所使用的故障診斷算法，以提高故障檢測的靈活性和準確性。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種基于智能故障診斷的分布式信號燈故障檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)包括算力機、計量機和中心平臺。算力機接收來自計量機的數(shù)據(jù)，并通過無線通信與中心平臺交互，報告故障信息。計量機安裝在信號燈上，采集電壓、電流及姿態(tài)角參數(shù)，并通過低功耗藍牙或Wi?Fi發(fā)送給算力機。算力機包括第一微控制器和算力芯片，用于接收并整合計量機上報的信息，通過多種智能故障診斷算法進行模型運算。中心平臺接收算力機傳來的故障信息，并通過移動通信網(wǎng)絡(luò)向運維人員PDA發(fā)送維修指令。算力機能夠根據(jù)不同的應(yīng)用場景動態(tài)調(diào)整所使用的故障診斷算法。本發(fā)明顯著提高了故障檢測的準確性和可靠性，降低了運維成本，提升了運維效率，確保了城市交通的安全和暢通。

技術(shù)研發(fā)人員：曹丁睿,管青
受保護的技術(shù)使用者：上海寶康電子控制工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6