浅谈道路交通信号灯设施施工技术探析

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  【摘 要】 本文以上海市区道路路口常用的二种信号控制机为例,介绍了交通信号灯设施施工技术,常见故障的处理等。国内信号控制机有千百种,控制原理基本一致,希望可以给相关类似工程点参考。
  【关键词】 交通信号灯;M-5型信号控制机;SCATS系统信号控制机;相位灯组;交通信号施工技术
  随着国民经济的高速发展,社会车辆保有量剧增,也带来了道路拥堵,环境污染,保障道路合理有序通畅显得更加重要。作为交通管理人员及相关施工人员对交通信号方面知识,有个基本了解也很重要,下面简单地谈谈交通信号方面的施工技术。
  一、信号灯设施施工及验收
  (一)在本市进行交通信号灯设施施工以及质量验收的主要依据是:
  GB14886-2006 《道路交通信号灯设置与安装规范》
  DGJ08-96-2001 《城市道路交通管理设施设置技术规程》
  DBJ08-232-98 《道路交通管理设施施工及验收规程》
  GB14887-2003 《道路交通信号灯》及《第一号修改单》
  GB25280 《道路交通信号控制机》
  (二)交通信号灯设施施工与验收
  1、地下埋管及基础浇筑
  (1)每个灯杆对应部位设30×40公分小穿线井,井深70公分、井底不抹沙浆,铺黄沙2-3公分,机箱对应部位用50×60公分大穿线井,当管道长度大于50米或弯曲大于120度时应增加一个小穿线井。
  (2)拟安装车辆检测器的路口应并列埋设三根3英寸钢管,并四面环通,其它路口可只埋设二根;埋设的钢管应修整处理好管口毛刺,钢管接头处需外加套管并用混凝土包封,管道口高于窨井底20公分,管道埋设深度:车道下大于40公分;人行道下大于30公分。
  (3)灯杆基础中心线应与路缘线平行,直杆和行人灯杆用浅基础埋深0.8米,单(双)叉杆用深基础埋深1.6米,用C30混凝土浇筑,完成后应确保基础水平、并比地面低3-5公分、基础的接地棒要可靠插入泥土中。
  (4)悬臂杆基础埋深应按悬臂杆设计施工,其它应符合第(3)条要求。
  (5)信号机箱的基础尺寸应按其图纸要求,在现场浇筑或预制后到现场埋设,完成后确保基础水平、并比地面高15-20公分,在机箱基础内或大穿线井内用长2米、直径15-20毫米接地棒插入泥土中,并同基础螺杆可靠连接。
  (6)电源进线、通信线的出土管应高出地面1米,与电杆保持顺直,二端管口修整锉光,出土管接地可使用直径15-20毫米钢筋与临近的基础用电焊焊接,也可单独设置符合第(5)条要求的接地棒。
  (7)按原结构修复路面或人行道并应符合市政部门要求。
  2、信号灯具安装
  (1)安装信号灯的灯杆材料为Q235钢管,灯杆及其紧固件均需热镀锌处理。如有信号机室外箱应选用铝合金制造;下部穿线孔直径大于130毫米;机箱内配有主30个以上的接线端子;机箱底座高60公分。
  (2)信号灯安装高度:
  a.机动车信号灯:灯具最低部距地面大于5米;采用直杆安装时最低部距地面大于3米。
  b.非机动车信号灯:灯具最低部底部距地面2.5-3米。
  c.行人信號灯:灯具最低部底部距地面2.5米。
  (3)使用长臂杆安装时,悬臂长度最长不得超过最内侧车道的中心线(通常为进口车道总宽度的1/2-2/3)。(4)灯杆安装:基础养护达到设计强度后方可立杆,立杆应保证杆体垂直,倾斜度不得大于杆长0.5%;法兰与地面平齐,伸臂与路缘线垂直。灯杆安装完成后必须对外露螺栓进行混凝土包封处理。
  (6)安装方位:灯具垂直,有合理的指向,机动车信号灯光轴指向停车线后60米处中心点;行人信号灯灯光轴指向人行横道中点。
  (7)可变车道信号灯应与车道对应,必须采用门架式安装,并在路段内分多级安装,高度同机动车信号灯.
  3、信号灯接线
  (1)信号灯线连接
  a.线缆规格:灯线用塑胶双护套线,芯线颜色为红、黄、绿、黑四芯线或红、绿、黑三芯线,芯线截面大于0.75平方毫米。
  b.每组信号灯用一根4芯电缆,中途不得接头,连接正确、牢固,灯具引线有回水弯。
  c.按设计图的要求将信号灯与信号机的输出灯组逐一连接,在机箱的四芯线端头上应根据图纸上的信号灯组编号套上识别套管。
  d. 信号灯线在穿线井及信号机内都应留一定余量。
  e.不得将信号灯线与通信线、检测器馈线穿在同一管道内。
  (2)电源线连接
  a.电源进线需经保护钢管(通常用镀锌管)及预设的出土管引入机箱,保护钢管上端应有防水弯头、至少用二副抱箍与电杆固定。
  b.电源进线截面应大于4平方毫米,引入AC220V相线用红色、中性线用黑色,离电力线50公分处在相线上加装20A用户保险丝。
  c.引入信号机箱时,火线、零线连接正确、牢固,测量电压值符合信号机要求后方可通电。
  c.不得将电源线与通信线、检测器馈线穿在同一管道内。
  (3)安全接地
  a.信号灯线对地绝缘电阻:用500v摇表测试,应大于100MΩ。
  b.用截面大于6平方毫米的多股塑胶线连接所有灯杆并四面环通,用接地电阻测试仪检查接地电阻应小于10Ω(信号机箱应小于4Ω),如不合要求应增加接地棒数量。
  4、信号机灯输出端口接线
  (1)按路口设计图对控制相位的要求,确认信号组与输出端口的含义。
  (2)SCATS路口信号机输出端口编号的基本规律,从下往上;从右向左。
  SCATS系统目前有六种路口信号机,最多可能配置16个信号组,以PSC-MK3路口信号机为例:   (3)M5型信号机的输出端口及位置:
  M5A型信号机有4个信号组;M5B型信号机有8个信号组。
  5、环形检测器线圈施工:(略)
  二、施工中经常遇到的问题
  (一)信号灯故障(不亮)
  1、同一信号组的信号灯都不亮——了解信号机设定的控制方案;
  ——用灯泡,检查信号机相应输出端口是否有电;
  ——着重检查该信号组的零线是否正常。
  2、同一信号组只有一组信号灯不亮——检查信号机至该灯具的线路;
  ——检查灯具接线并测试该信号灯输入电压。
  3、同一组信号灯只有一个单元不亮——检查该单元接线并测试该单元输入电压或更换损坏的单元。
  (二)倒计时故障判断
  同一信号组往往接有二个以上倒计时,注意是否都有同样的故障现象,目前本市路口均使用“学习式倒计时器”,信号机开机后需经过二个信号周期才能正常显示!
  1、倒计时外部检查方法
  检查输入端口R/G/Y/O接线是否正确?信号灯关闭时剩余电压是否太高(万用表测试)。
  2、“部分计时方式”的倒计时
  除用1方法检查外,还应重点检查在红、绿灯色时,有否出现“计时脉冲”(出现的时间由信号机设置)。“计时脉冲”到来时信号机面板上相应信号组的LED小灯会闪烁,也可用灯泡检查。
  3、行人灯“绿闪”倒计时
  除用1方法检查外,还应着重检查行人灯“绿闪”是否正常,因为它“学习”的是“绿闪开始至绿灯结束”的时间长度。
  4、用一个电源的倒计时行人信号灯
  由于红、绿、倒计时三部分共用一个电源,红、绿灯线AC 220V只进入一个单元,另一个单元输入为DC 16V!
  5、“学习式倒计时器”,比较容易受外界干扰,但通常只对一个信号周期周期有影响。
  (三)信号机初步检查方法
  1、SCATS路口信号机
  对于一个主控状态的SCATS路口控制器,更换特征组件时,下面的步骤是必要的:
  (1)关闭控制器的电源。
  (2)断开连接到控制器的通信线路(处理器卡上的插头XM4)
  (3)拔取特征软件的模块。
  (4)大约10秒后给控制器恢复通电。
  (5)再次关闭控制器的电源,
  (6)安装特征软件模块。
  (7)大约10秒后开启控制器电源。
  (8)控制器启动后必须键入以下内容:
  a.用C.7将EPROM数据复制到RAM中;
  b.用C.5使控制器按RAM中的数据运行;
  c.用C.3设置当前时钟;
  d.用C.11锁存自动开关状态(开关向上)
  e.输入C.C显示控制器运行状态)
  注意:其中c,d步骤不操作,控制器将运行单点控制。
  (9)控制器运行正常后,恢复通信连线,并在SCATS主机上调整和检验。此时控制器经过“开机黃闪-全红”后重新进入正常运行状态。
  (10)用C.8清除故障诊断纪录。
  若“逻辑箱”工作正常,而打开“灯电源”开关后只能黄闪,应着重检查:
  a.机箱外的“三角开关”位置是否正确(应在AUTO位置);
  b. 当接有倒计时信号灯较多时,开机时会烧断灯输出保险丝!(更换时应采用同类快熔保险丝);
  c.控制方案相位图规定的信号组有的红灯未接外线(红灯全部开路);
  d. 正常工作的信号机,关机后再开机无法正常工作,应着重检查控制器的“地址板”;
  e.控制器工作正常,接入通信线后“黄闪”,可能校验码出错或是上位机未发开机指令。
  f.进一步检查可用“键盘板”判断故障:
  2、单点控制信号机
  (1)断开外部灯线,开电源经过“启动时序”后会进入正常运行状态,面板LED小灯能反映全部过程。按“相位灯色组合表”的规定在相应的灯输出端口,用灯泡可检查灯输出是否正常。
  (2)开电源后,外部灯和面板LED小灯只能黄闪,应检查信号机时钟是否失落或进入夜间时段、或方案设置有误等。否则为信号机故障。
  (3)更换信号机注意相位灯色表的选择。
  附:可用C.F查询故障信息,C.8 EN清除出错和故障记录。
  PSC信号机部分故障代码含义:
  322 检测到烧坏的信号灯, NN是此灯组的序号,CCC是颜色 LAMP OUT SG NN CCC
  324 灯控板没有插入或电缆插头没有连接或号码不正确(x=1,2,3或4) L.C.B.x PLUG Err
  328 路口的特征号和特征软件中的不匹配(sssss由路口特征号中读取,ppppp从特征软件读取-包括修正代码) SITE sssss PERS ppppp
  329 其中一个6.3A 12V的电源保险丝熔断 FUSE BLOWN P.SUPPLY
  330 其中一个P.I.F.的电源保险丝熔断 FUSE BLOWN P.I.F.Card
  339 检测到硬件冲突(xxxx的位代表出错的信号灯组—最大的信号灯组为16) H-W ConF. HotS=xxxx
  362 LCB灯的保险丝熔断,任何一个信号灯组和灯色(xx代表信号灯组,ccc代表灯色-红、黄、绿 FUSE BLOWN SG XX CCC
  345-354 特征软件 故障 Bad pers High S.G.No   371-N 信号组1-N的所有红灯失效 Reds out SG 1 red
  397 电池电压小于3V battery
  430-455 PSC检测器故障
  460 实时时钟芯片出错(仅在处理器板3上) Bad rtc crystal
  362 LCB灯的保险丝熔断,任何一个信号灯组和灯色(xx代表信号灯组,ccc代表灯色-红、黄、绿 FUSE BLOWN SG XX CCC
  454 PSC检测器的电缆被拔掉 Det x Cable unplugged
  PSC检测器环形线圈检查步骤:
  1、本市路口检测器环形线圈位置编号一般规则:
  (1)按东→西→南→北顺序;
  (2)从靠上街沿的车道开始;
  (3)新增的环形线圈编号由图纸另定。
  2、环形线圈检查步骤
  (1)按维修单提示的检测器编号,检查PSC信号机PD212卡对应的通道开关是否位于“NORM”(通过型)。正常情况下,无车时对应通道的LED灯应不亮;当有车辆通过该检测器时,对应通道的LED灯会点亮。
  (2)将PD212卡重新起动(调谐):按“RESET”大于4秒钟(有音响提示),16个LED灯从上到下点亮——熄灭—显示软件版本号—-显示检测器正常工作或故障情况。
  (3)利用PD212卡测试:暂时关闭其它通道的开关(OFF),按“RESET”1-2秒钟,16个LED灯点亮情况能显示检测器回路电感量大小,点亮1个相当开路、点亮16个相当短路,正常点亮数应在3-12个(对应30-120KC)。测试结束应将通道开关恢复。
  (4)分段测量电阻(通断):从接线端子→馈线→接头→环线。测量的结果是否正常可与相邻检测器对比,如开路、短路即应分段查找故障。环线开路、接头不良是常见故障。检查中不要忽略50芯插头到检测器接线端子的通断。
  (5)电感量应为700微亨左右
  (6)50芯插头与检测器接线端子的连接可见机箱门內贴纸。
  参考文献:
  [1]《道路交通信号灯》GB14887-2011
  [2]《道路交通信号设置与安装规范》GB14886-2006
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