随着近年来环保意识的高涨和能源紧缺的现实,LED作为新一代的光源在道路交通中的应用正逐步取代传统光源。本文对LED光源应用于道路交通的光学系统和故障检测方法进行了研究和设计。论文在详细介绍了LED光源的发光特性和照明光学设计理论的基础上,对LED二次光学设计中的计算方法和各种反光罩面型的反射特性进行了探讨和研究,并着重阐述了非成像光学仿真软件Tracepro的光线追迹原理和光学仿真的基本步骤。①、对LED路灯的光学系统进行了深入地探讨,其中包括LED光源的选型和光学建模、反光罩的结构设计和LED光源的排列方式设计等;②、在利用光学仿真软件Tracepro进行模拟仿真的基础上,参考道路照明的国家标准和实际配光要求,通过不断调整反光罩的参数和LED光源的旋转角度,极大地改善了照明区域内的光能量分布,从而达到道路照明所需要的均匀矩形配光要求。本文还设计了一种LED交通信号灯的工作状态与故障检测模块,采用低压电力线载波通信方式完成对LED交通信号灯的数据采集、传输,并由控制器完成对LED交通信号灯的故障检测,以达到故障检测和报警的目的。通过在交通路口的实际应用,验证了数据传输的可靠性和实时性,满足了LED交通信号灯的故障检测要求,使LED交通信号灯能有效、可靠的工作。