高速公路培训教材(新)

1、高速公路监控系统可变情报板、可变限速标志培训教材 1 上海三思科技发展有限公司 电话：(021) 67644666/ (021)67644102（总机） 传真：（021） 67644789 目 录 第一章第一章 总论总论2 1.11.1 高速公路高速公路 ledled 交通信息系列产品简介交通信息系列产品简介2 12 可变情报板和可变限速标志基本工作原理可变情报板和可变限速标志基本工作原理3 13 可变情报板的主要功能可变情报板的主要功能5 1.4 可变情报板的附加功能可变情报板的附加功能6 第二章第二章 可变情报板的技术规范说明可变情报板的技术规范说明7 2.1 适用条件适用条件7 2.2

2、可变情报板显示屏关键技术参数可变情报板显示屏关键技术参数8 第三章第三章 可变情报板的组成可变情报板的组成10 3.1 显示屏组成显示屏组成10 3.2 模组组成模组组成11 3.4 隧道内可变情报板与隧道外可变情报板的主要区别隧道内可变情报板与隧道外可变情报板的主要区别18 第四章第四章 可变限速标志的组成可变限速标志的组成18 4.1 可变限速标志的工作原理可变限速标志的工作原理18 4.2 可变限速标志的显示内容可变限速标志的显示内容19 第五章第五章 可变情报板软件说明可变情报板软件说明22 5.1 可变情报板软件运行环境可变情报板软件运行环境22 52 可变情报板软件功能可变情报板软

3、件功能23 53 可变情报板软件的运行使用可变情报板软件的运行使用23 第六章第六章 可变情报板故障判断和维护处理可变情报板故障判断和维护处理24 2 高速公路监控系统可变情报板、可变限速标志培训教材 上海三思科技发展有限公司 电话：(021) 67644666/ (021)67644102（总机） 传真：（021） 67644789 第一章第一章 总论总论 1.11.1 高速公路高速公路 ledled 交通信息系列产品简介交通信息系列产品简介 由于 led 技术的突飞猛进，led 发光强度大幅度提高，使得在室外光照很强的条 件下也能清晰看到 led 的显示内容，并且 led 器件的寿命长、功

4、耗小，显示内容丰富 多样易于调整，远非其他发光源所能比拟。led 的所有这些优点，注定了它在高速公 路使用的发光系列产品中占有难以动摇的重要地位。 目前 led 交通信息系列产品已广泛应用在高速公路工程的收费系统和监控系统中。 在高速公路工程收费系统中，led 系列产品为公路收费站提供了全方位的服务， 这些产品包括：为即将进站交费的远方车辆提供车道信息的雨棚信号灯，在低能 见度天气下向驶来车辆发出警示信息的雾灯，为进站交费车辆发出行止信息的车 道通行灯，为交费司机显示交费金额的费额显示屏（也可同时配以语音提示）以 及交通要道的交通信号灯等。 在高速公路工程监控系统中，具有代表性的 led 显示

5、产品是为行进中的过往车辆 提供交通信息的可变情报板和可变限速标志。 可变情报板是交通管理现代化的重要设备之一，它是以 led 发光器件为基本显示 单元，以微处理器为核心控制部件，并与远程通信接口、数字逻辑部件等进行一体化 集成的智能显示设备。可变情报板的显示基本单元由象素管组成，象素管即是将数个 颜色相同或不同的 led 发光管封装在塑料壳中的基本发光部件。可变情报板配备远程 通讯接口，可并入交通监控网络中，其显示内容受监控中心远程控制。 可变限速标志通常安装在公路边的钢结构立柱上，按标准的限速标志图形显示不 同的限速数值，为过往车辆发出限速提示信息。与可变情报板一样，可变限速标志也 配备有远

6、程通讯接口，可并入交通监控网络中使用，其显示的限速值受监控中心远程 控制。 可变情报板分为门架式和移动式等多种类型。前者安装于横跨公路车道的门架之 上，为过往车辆显示图文并茂的众多交通信息；后者可由车载或拖车形式运至道路现 场，用于紧急情况下，显示道路交通状况，以配合交通疏导、事故处理和道路维护等 用途。还有一种小型可变情报板作为可变限速标志使用，不仅能显示各种限速数值， 而且图文并茂，可交替显示的其他交通专用图形和四个汉字的提示短语。由于这种小 高速公路监控系统可变情报板、可变限速标志培训教材 3 上海三思科技发展有限公司 电话：(021) 67644666/ (021)67644102（总

7、机） 传真：（021） 67644789 型可变情报板的特殊身份，因此往往也统称为可变限速标志。 除上述室外使用的 led交通信息显示产品以外，在高速公路的监控中心还可通过 led 的室内点阵屏模拟外场实际显示内容或显示其他重要监控信息。 可以预见，随着高速公路建设事业的不断发展，led 交通信息显示产品的家族成 员会越来越多，更加展现出日益强盛的生命力。 12 可变情报板和可变限速标志基本工作原理可变情报板和可变限速标志基本工作原理 如上所述，可变情报板和可变限速标志属同类外场智能设备，工作原理相同，因 此以下阐述将以可变情报板为主，对可变限速标志中与可变情报板的有别之处，将适 当说明。 可

8、变情报板为智能型外场设备，具有图形及文字显示功能，配备有远程通讯接口 监控系统监控系统 可变情报板可变情报板 可变限速标志可变限速标志 门架式可变情报板门架式可变情报板 悬臂式可变情报板悬臂式可变情报板 立柱式小型情报板立柱式小型情报板 隧道可变情报板隧道可变情报板 数码型可变限速标志数码型可变限速标志 点阵型可变限速标志点阵型可变限速标志 收费系统收费系统 费额显示屏费额显示屏 称重报警屏称重报警屏 交通信号灯交通信号灯 车道指示灯车道指示灯 雨棚信号灯雨棚信号灯 雾灯雾灯 隧道内可变限速标志隧道内可变限速标志 图图 1、高速公路可变信息标志产品系列图、高速公路可变信息标志产品系列图 4 高

9、速公路监控系统可变情报板、可变限速标志培训教材 上海三思科技发展有限公司 电话：(021) 67644666/ (021)67644102（总机） 传真：（021） 67644789 可与中央监控计算机系统的通讯，接受中央监控计算机的控制。其在监控系统中的位 置和结构如图 2 所示。中央监控计算机能够同时控制多套可变情报板和其他类型监控 设备。 图图 2 2 交通信息显示系统结构框图交通信息显示系统结构框图 每一套可变情报板系统包括显示屏、驱动系统、控制系统、通讯通道、电源系统 和门架、箱体等外形结构，整个系统由控制箱内的工控机控制。同时工控机经通信设 备与监控中心计算机通讯，可以接收监控中心

10、计算机的指令和显示数据。其工作原理 框图如图 3 所示： 图图 3 3 可变情报板工作原理框图可变情报板工作原理框图 中央监控计算机 modem 外场 modem 控制器 可变信息标志 modem modem 控制器 可变信息标志 modem modem 控制器 可变信息标志 modem 监控中心 控制线路 开关电源 象素管显示 开关电源 通 道工控机 数据接收板数据控制板显示控制板象素管 显示屏 5v vled 高速公路监控系统可变情报板、可变限速标志培训教材 5 上海三思科技发展有限公司 电话：(021) 67644666/ (021)67644102（总机） 传真：（021） 67644

11、789 由监控中心经通道发来的需要显示的数据信号，经工控机接受加工，通过数据接 收板（h14rece）进行转接，通过 16 芯扁平线送到数据控制板，进行存储转换以及行 帧同步扫描，再通过 26 芯扁平线送至显示控制板，从而实现显示屏动态显示。同时， 工控机与数据控制板进行通讯，将随时检测到的显示模块故障，包括工控机直接检测 的电源故障、防雷器故障等状态反馈传送给监控中心，使监控中心及时了解可变情报 板的运转状态。系统同时可按光敏传感元件检测的环境亮度，自动调节显示屏的发光 亮度，或按监控中心计算机发来的显示屏亮度要求，调节显示屏的亮度。 开关电源 输出两组电压，vled电压供给显示屏象素管驱动

12、电源，5v 电压供控制电路电源。 13 可变情报板的主要功能可变情报板的主要功能 可变情报板最基本的功能是显示图文并茂的各种交通信息。它的实现是基于一种 播放表格式。这种播放表格式类似于节目单，它首先定义在此播放表中有多少条显示 信息，然后对每条显示内容再具体定义其所要显示的内容（称为字符串，包括字体选 择、字体大小、字符颜色以及是否要在某些位置上显示某些图标等属性）、显示方式 （如移动、闪烁等）、信息停留时间等等。可变情报板的显示屏就是根据播放表的具 体规定，不停地进行滚动显示。 可变情报板的显示方式分为正常显示和演示两种方式，显示方式由上位机来选择， 两种方式都必须按播放表格式要求规定具体

13、的显示要素。可变情报板的显示内容也有 三种不同的来源： 预置的显示内容预置的显示内容 可变情报板带有一定容量的存储体（flash memory），用于存放一些常用的显示 信息。高速公路上常用的一些标语、口号、提示信息以及交通图标等，可以预置在可 变情报板的电子盘中。当需要显示这些预置的内容时，上位机只要发送相应的预置内 容编号就行了。这些预置内容按播放表格式存放，其编号为三个英文字母或阿拉伯数 字。用户平时通过文件下载命令可以进行增加或修改。 正常内容的播放表正常内容的播放表 play.lstplay.lst 当预置内容无法满足用户的需要时，用户可在上位机按播放表格式编辑其所需的 显示内容，并

14、用文件下载命令将其下载到可变情报板的 flash memory 中，命名为 play.lst 文件。当可变情报板的显示方式为正常方式时，就显示 play.lst 文件的内 6 高速公路监控系统可变情报板、可变限速标志培训教材 上海三思科技发展有限公司 电话：(021) 67644666/ (021)67644102（总机） 传真：（021） 67644789 容。 演示内容的播放表演示内容的播放表 demo.lstdemo.lst 当可变情报板的显示方式为演示方式时，就显示 demo.lst 文件的内容。用户也 可在上位机修改 demo.lst 的内容然后下载至可变情报板。 除了播放表本身，用

15、户还可以下载不同字体、不同大小的字库文件以及图标文件 到可变情报板，从而使可变情报板能显示更多的内容。这些字库文件的点阵编排格式 另有规定。 1.4 可变情报板的附加功能可变情报板的附加功能 通常可变情报板的安装位置距监控中心较远，为了确保情报板的正常运行、方便 维护使用，可变情报板还应具有工作状态监测、环境参数采集等一系列附加功能。 1.4.11.4.1 采集功能采集功能 可变情报板在运行过程中各种运行状态和故障均被实时采集，通过本地监控面板 反映显示出来，并发送给监控中心计算机，使监控中心能随时掌握远在外场的可变情 报板的运行状况并采取相应对策。可变情报板的故障包括： 软件故障，如电子盘

16、flash memory 的读、写产生问题。 硬件故障，即控制电路发生故障，如 hi4pc 卡产生故障。 显示模组故障，即控制系统无法与某个显示模组正常通信。 显示模组电源故障，即某个显示模组中的开关电源产生故障。 单像素管故障，即某个显示模组中有像素管产生的故障。 检测系统故障，即控制系统无法与可变情报板的检测系统正常通信。 交流电故障，即输入的 220v 交流电不存在或偏高，偏低。 防雷器故障，即防雷器失效。 光敏部件故障，即检测系统中的光敏传感器产生故障。 温度异常故障，即检测系统或某个显示模组中的温度传感器所测得的环境温 度超出了操作系统所设定的正常温度值。 1.4.21.4.2 自动

17、调整功能自动调整功能 在正常情况下，可根据测得的外界环境的光强数据，自动控制调节显示屏的发光 亮度，使之最适合人的视觉观察。监控人员也可通过命令切换到由人工设置显示屏的 发光亮度，实现 2%100%的手工亮度调节（当采集外界光强的光敏检测元件发生故障 高速公路监控系统可变情报板、可变限速标志培训教材 7 上海三思科技发展有限公司 电话：(021) 67644666/ (021)67644102（总机） 传真：（021） 67644789 时使用手动调节功能是十分有用的）。 1.4.31.4.3 本地监控功能本地监控功能 所谓“本地”是指可变情报板所处之地.本地监控主要提供了两种手段：一是通 过

18、本地监控面板反映可变情报板的当前运行状态的各种信息，使维修人员及时分析和 发现故障，迅速加以排除。二是提供计算机的本地通讯接口，利用手提电脑即可在本 地与可变情报板连接，模拟监控中心计算机的控制操作，从而帮助分析故障的真正来 源究竟是来自监控中心、抑或传输通道，还是可变情报板本身。 1.4.41.4.4 故障记录功能故障记录功能 可变情报板的故障可能由控制系统在运行中测得，如软件故障和硬件故障；可能 由显示模组自检测得，如单像素管故障，也可能由显示模组或检测系统在运行中测得， 如显示模组电源故障和光敏部件的故障等。根据这些故障对系统可能造成的影响程度， 应有不同的对策：有些必须立即关闭可变情报

19、板的显示，等待维修人员检修，如控制 系统硬件故障；有些对整个系统的运行影响不大，可以继续运行，如单像素管故障； 别的大多数故障则可以根据系统配置灵活对待，以决定是要关闭显示还是继续运行。 在情报板的系统运行日志cms.log 文件中详细记录了各种故障发生的时间以及 故障的具体信息，如软件故障为无法打开某个文件，单像素管故障位于哪个显示模组 的哪些位置等。并定时记录可变情报板的环境亮度和显示亮度，以及检测系统和各显 示模中的最高和最低温度。 第二章第二章 可变情报板的技术规范说明可变情报板的技术规范说明 本教材仍沿用可变情报板的习惯称呼。以下就可变情报板的某些主要技术指标作 一介绍说明，全部技术

20、指标参见具体产品说明书，不在此一一赘列。 2.1 适用条件适用条件 安装环境：安装环境：户外无气候防护。 相对湿度：相对湿度：按行业标准，相对湿度98%rh。 环境温度：环境温度：-20c+60c。 可变情报板的显示元件等一直暴露在大气之中，因此其使用材料对环境温度有相 应要求。目前该产品的环境温度要求为，一般适用于我国南方地区。对于北方大部分 8 高速公路监控系统可变情报板、可变限速标志培训教材 上海三思科技发展有限公司 电话：(021) 67644666/ (021)67644102（总机） 传真：（021） 67644789 地区和某些特别寒冷地区，要求选用材料有更好的耐低温性能。实际上

21、由于可变情报 板会受到太阳幅射和自身发热温升的影响，因此其实际耐高温和耐低温程度都将优于 环境温度指标。 2.2 可变情报板显示屏关键技术参数可变情报板显示屏关键技术参数 一般包括以下内容： 显示基色、汉字个数和汉字分辨率； 象素管结构尺寸（圆/方，直径/边长）和象素管间距； 像素管中 led 组成、单管亮度和象素发光强度； 半强角/视认角； 静态/动态可视距离。 显示屏基色、汉字个数和汉字分辨率：显示屏基色、汉字个数和汉字分辨率： 这一组参数是客户的绝对自选项。显示屏选用单色，还是红、绿双基色或者红、 绿、兰全彩色或红绿蓝黄四基色；是全部选用还是部分选用；显示屏单排显示最大的 汉字个数；以及

22、每个汉字点阵由多少个象素单元组成等均由客户自主确定。通常有： 显示基色 单排显示最大 的汉字个数 汉字显示点阵 全屏单色（一般常选用琥珀黄色） 左端第一模组为红绿双基色，其余为单色 左端第一模组为红绿兰三基色，其余为单色 全屏红绿双基色 左端第一模组为红绿兰三基色，其余为双基色 全屏红绿兰三基色 812 3232 2424 象素管结构尺寸象素管结构尺寸 象素管外形可取方形、圆形，甚至组合成扁长的矩形。方形的常用尺寸有 28mm28mm、26mm26mm 及 21mm21mm，圆形的常用尺寸 30mm(多用作可变限速标志 外圈显示)。该参数可由客户指定，也可由生产厂家根据合同要求确定。 象素管间

23、距象素管间距 相邻两象素管的中心间距，与客户提供的显示外形尺寸和象素管尺寸及汉字分辨 率有关。由于象素管间距客观反映了显示屏的黑区大小，而黑区的大小也有自身要求， 高速公路监控系统可变情报板、可变限速标志培训教材 9 上海三思科技发展有限公司 电话：(021) 67644666/ (021)67644102（总机） 传真：（021） 67644789 一般应尽量小一些。所以以上相关参数应综合考虑。 象素管中象素管中 ledled 组成、单管亮度和象素管发光强度组成、单管亮度和象素管发光强度 这一组参数是相互关联的，可由客户提出象素管发光强度指标，即单位面积（所 有象素管点亮时）的发光强度（用

24、cd/m表示）。所以强调象素管全部点亮，只是指 定了这一指标的计算方法。在实际显示时的单位面积发光强度是千差万别的。 如果客户指定了单位面积发光强度（或者，由生产厂家根据送审的行业标准，规 定8000cd/m），则单管亮度和象素管中 led 组成通常由生产厂家具体设计确定，客 户如果要指定这些参数，也应防止彼此产生矛盾。 以上各参数之间的理论关系表达如下： 显示屏每个汉字实际显示面积所用象管数目 单位面积象素管数目每个汉字实际显示面积 象素管中心间距=1 单位面积象素管数目 半强角半强角/ /视认角视认角 这是两个容易混淆的术语，虽然有一定关系，但不应混为一谈。 半强角是指 led 或象素管的

25、发光强度为法线光轴一半时，测量轴与法线光轴的夹 角。如图 4 所示，在工程中以 1/2 表示半强角。半强角一般应用专门的光强测量设 备测得。半强角大小可由客户选定，由生产厂家满足客户要求。按照送审的行业标准， 可变情报板 1/215，可变限速标志 1/27.5，即可满足一般使用要求。 法线光轴 图图 4 4 半强角示意图半强角示意图 视认角是指观察者（正常人，矫正视力 1.0 以上）在环境照度50000 勒克斯 （1x）的晴天、太阳光正射显示屏面的条件下，偏离显示屏面法线方向后，仍能正确 认读显示内容的最大偏离角度。 单个象素管发光强度 发光强度q 单位面积发光强度指标 发光强度为 q/2 1

26、/2 测量轴 单位面积象素管数目 10 高速公路监控系统可变情报板、可变限速标志培训教 材 上海三思科技发展有限公司 电话：(021) 67644666/ (021)67644102（总机） 传真：（021） 67644789 按照送审的行业标准，可变情报板的视认角应30，可变限速标志的视认角应 15。显然，对同一可变情报板系统，视认角要比半强角大。 静态静态/ /动态视认距离动态视认距离 静态视认距离是指观察者（正常人，矫正视力 1.0 以上）在环境照度大于 500001x 的晴天、太阳光正射显示屏面的条件下，在规定的视认角内，能够正确认读显示内容 的最大距离。 动态视认距离是指当车速 12

27、0km/h 时，在环境照度大于 50000 1x 的晴天，太阳 光正射显示屏面的条件下，观察者（正常人，矫正视力 1.0 以上）能够正确认读显示 内容的最大距离。 按送审的行业标准，静态视认距离250m，动态视认距离210m，即可满足高速 公路要求，这已成为公认的技术指标。 第三章第三章 可变情报板的组成可变情报板的组成 3.1 显示屏组成显示屏组成 根据可变情报板静态显示字体最大时汉字的多少，把显示屏分为几个显示模组， 每个模组显示一个汉字，每个模组即占一个机箱（内机箱）。例如一个可变情报板要 求能单行显示 10 个汉字，则显示屏就由 10 个模组机箱组成，如图 5 所示： 图图 5 5 可

28、变情报板显示屏组成示意图可变情报板显示屏组成示意图 图中 1#10#为站在显示屏迎面时，对每个模组从左往右的顺序模组编号。在实 际工程中，1#模组靠近高速公路左侧中央隔离带，10#模组靠近公路右侧路边。 对用作可变限速标志的小型 4848 可变情报板，显示屏通常由 4 个 2424 模组 组成，如图 6 所示：其中 1#4#也为相应模组的编号： 1#2#3#4#5#6#7#8#9#10# 高速公路监控系统可变情报板、可变限速标志培训教材 11 上海三思科技发展有限公司 电话：(021) 67644666/ (021)67644102（总机） 传真：（021） 67644789 专用的可变限速标

29、志，由一整箱体组成，如图 7 所示： 其中外圈是二圈圆形象素管，按可变限速标志图形要求，显示红色。屏中央为显 示限速数值的象素点阵，一般由 1624 个象素管组成，可显示从个位数值到以 1 为 百位的百位数作为限速数值。通常限速值为黄色显示。 3.2 模组组成模组组成 模组是可变情报板显示屏的一个安装单元，是由显示模块、数据接收控制电路和 电源三部分组成的一个机箱单元，原理框图见图 8 所示。 25 芯 图图 8 8 模组工作原理框图模组工作原理框图 3.2.13.2.1 显示模块显示模块 模组显示点阵的基本单元是显示模块，这是发光元件 led 象素管及其点亮驱动 电 路 显示控制板（hwdi

30、sp）的组合体，组装在一个特制长方形塑料盒内，成为一 个象素管集壳（该设计由本公司申请并获得外观设计专利）。 控 制 箱 控 制 控 制 hi4rece 数据接收板 c hi4box 数据控制板 hwdisp 显示控制板 象 素 管 ac/dc ac/dc 9 芯双绞 线 26 芯16 芯 数据控制接收电路 220v 交流 电 显示模组 3# 4# 2# 1# 图图 6 6 48484848 小型情报板组成示意图小型情报板组成示意图图图 7 7 可变限速标志显示屏组成示意图可变限速标志显示屏组成示意图 12 高速公路监控系统可变情报板、可变限速标志培训教 材 上海三思科技发展有限公司 电话：(

31、021) 67644666/ (021)67644102（总机） 传真：（021） 67644789 每个显示模块用 led 象素管排列为 4 行 8 列（即 32 个象素管）的长方形点阵显示 面，如图 9 所示。用若干个模块的矩形排列可组成一个显示模组。 图图 9 9 显示模块象素管排列显示模块象素管排列 图图 1010 显示控制板显示控制板 hwdisphwdisp 3.2.23.2.2 数据接收控制电路数据接收控制电路 数据接收控制电路由一块数据接 收板（hi4rece）和多块（每个模组 一块）数据控制板（hi4box）组成。 数据接收板亦安装在模组箱内（对于 323210 门架式情报板

32、，它位于第 5 号箱体内）。图 12 为数据接收板输 入输出端口配置示意图，图中： cn1-cn8：数据输出端口，连接至数据控制板的数据输入端口信号。 cn9：25 芯插座，为工控机送来的输入数据信号端口。 cn10：是工作电源 5v 电压的输入端口。 图图 1111 模组中显示模块的排列模组中显示模块的排列 左图为一 3232 点阵模组，由 8 行 4 列 显示模块排列组成，一模组共有 32 个显 示模块。这些模块象素管点阵整齐排列 在模组箱的正面，形成显示屏点阵显示 面。 高速公路监控系统可变情报板、可变限速标志培训教材 13 上海三思科技发展有限公司 电话：(021) 67644666/

33、 (021)67644102（总机） 传真：（021） 67644789 为了便于维护，对各端口信号都设有工况监视指示灯 l0l11。 l0-l7：对应于 cn1-cn8 输出数据信号运行状态指示灯，正常运行时闪烁发光。 如其中某一灯发平光，就说明与该灯对应的端口工作不正常。 l8、l9、l10 为 cn9 输入数据信号的工况指示灯，其中： l8：时钟信号状态，闪烁发光工作正常； l9：行同步信号状态，闪烁发光工作正常； l10：帧同步信号状态，闪烁发光工作正常； l11：电源监视信号灯，平光表示输入电源正常。 数据控制板用于接受工控机 控制把数据接收板送来的显示数 据信号经处理后，发给模组的

34、各 显示控制板，从而得到所需显示 状态。它的数据信号和控制信号 等的输入、输出端口配置情况如 左图 13 所示。 cn1-cn4（26 芯插座）：数据 信号输出可以控制本模组箱内 4 列模块模块的显示。 cn5（16 芯插座）：数据信号输入（input）来自数据接收板相应的数据输出端口。 cn6（9 芯插座）：控制信号输入，直接来自工控机； cn7：电源插座，5v 工作电源输入口。 为了便于维护，还设有 l1-l6 信号指示灯。 l1：有帧同步信号时闪烁，否则不正常；当 16 芯数据线断开时，为常亮； l2：通信指示灯，有发送信号时l2 闪烁，否则不正常；485 通信故障时灯灭； l3：通信指

35、示灯，有接收信号时 l3 闪烁，否则不正常；485 通信故障时灯灭； l4：运行指示灯，运行正常时闪烁； l5：led 故障指示灯，有 led 故障时，灯亮； l6：vled电源指示灯，有电源故障时灯亮； 通讯故障时 l4，l5，l6 灯全亮； 图图 1313 数据控制板数据控制板 14 高速公路监控系统可变情报板、可变限速标志培训教 材 上海三思科技发展有限公司 电话：(021) 67644666/ (021)67644102（总机） 传真：（021） 67644789 5v 电源指示灯：5v 工作电源正常灯亮，无电源灯灭； 3.2.33.2.3 工作电源工作电源 模组箱内有两个电压等级的直

36、流电源。一是供给象素管的 vled电压，它的功率较 大（约 400w 左右），具体电压输出将根据显示屏的要求设计。二是供给控制电路的 直流电压 5v，它的负载功率小于 50w。而模组箱的供电电压是交流 220v（市电）。 象素管工作电源 两台 ac/dc 电源（400w）并排安装在模组铁箱后盖上并联工作。每个模组内都有 一个电源开关（220v/30a)，可同时接通或切断交流 220v 电源，通常开关总是处于接 通位置。电源的散热器露在机箱外面，电源主要热量通过散热器往箱外散热，降低了 机箱温度，因而提高了运行的可靠性。 控制电路工作电源 两台 ac/dc 开关电源（50w；5v）按装在铁箱后盖

37、上，两台电源直流输出 5v 电压 并联工作，共同承担负荷。同样，万一其中有一台电源故障，另一台电源有足够容量 维持模组正常工作。保证情报板可靠运行。 交流电源 进入模组箱供开关电源用电的交流 220v 电源，来自情报板强电控制箱，各模组 的交流输入端装有压敏电阻，以防止过压侵入。 3.2.43.2.4 模组内部接线模组内部接线 控制信号的联接 工控机 hi4pc-2 板（cn2）9 芯插座输出通过双绞控制线接到各模组数据控 制板（hi4box）的 9 芯控制信号输入插座 cn6。 工控机 hi4pc-2 板（cn1）25 芯输出数据线接到数据接收板 hi4rece 的 25 芯数据输入插座 c

38、n9。 数据接收板 cn4-cn8 有 5 个 16 芯数据输出端口，用 16 芯扁平线分别接到 10 个模组箱内 hi4box 板的数据信号输入口 cn5（即数据接收板 cn4-cn8 的 每个输出端口接两块 hi4box 板）。 各模组箱内数据控制板（hi4box）cn1-cn4 的数据输出插座用 26 芯扁平 线 分别接到模组 1-4 列最下边一个模块 hwdisp 板的输入口，然后各 hwdisp 高速公路监控系统可变情报板、可变限速标志培训教材 15 上海三思科技发展有限公司 电话：(021) 67644666/ (021)67644102（总机） 传真：（021） 67644789

39、 板的输出口接同列相邻上一行的 hwdisp 板输入口，依次往上连接，直到 最 上边一个模块为止。 工作电源接线 进入模组箱交流 220v 电源，经开关接到各 ac/dc 电源交流输入端。 两台 5v 电源并联工作，接到 5v 电源供电总线，各控制板的 5v 工作电源 由 5v 电源总线供电。 两台 vled电源并联工作，接到 vled供电总线，为各 hwdisp 板提供的 vled电 源， 供象素管工作。 3.33.3 控制箱的组成控制箱的组成 可变情报板的控制箱内安装有工控机、调制解调器 modem、本地监视面板、电源 开关和防雷器等保护设备。控制箱按装在龙门架右侧的内外机箱之间的夹层中，

40、控制 箱分设为由工控机等组成的弱电设备控制箱和电源开关、防雷器等设备组成的强电设 备控制箱。 3.3.13.3.1 弱电设备控制箱弱电设备控制箱 安装的主要设备有：工控机、当地监视面板、modem。控制箱的通用接线如图 14 所示：（如果监控中心与可变情报板之间通信距离较近，不用 modem ，可用 rs485 或 rs422 通信，这时只要在工控机前用一只 rs485 或 rs422 的转换接口，转换成 rs232 与工控机通信。） 当地通信当地通信 图图 1414 弱电控制箱接线原理图弱电控制箱接线原理图 通信线通信线 rs232 工控机工控机 com1 com2 25 芯去芯去 hi4r

41、ece 板板 光光 亮亮 传传 感感 modem 或或 rs485/422 转接转接 口口 去去 hi4box 板板 当地监视面板当地监视面板 防防 雷雷 器器 信信 号号 供供 电电 电电 压压 信信 号号 16 高速公路监控系统可变情报板、可变限速标志培训教 材 上海三思科技发展有限公司 电话：(021) 67644666/ (021)67644102（总机） 传真：（021） 67644789 工控机：工控机：用于接收监控中心指令，向显示屏发布显示控制指令；采样显示屏运行 状态信息，向监控中心传送显示屏的运行状态；实现显示屏自动调光等功能。工控机 内插有一块 cpu 卡和一块数据处理卡（

42、hi4pc-2）。cpu 卡是工控机的核心部件，卡 上集成有中央处理器等，有两个 rs-232 串行通讯端口及及一片 16mb 的闪存电子盘安 装在 cpu 卡上。串行通讯端口 com1，与监控中心计算机进行通讯。串行通讯端口 com2 留作与便携机进行本地通讯。 数据处理卡（hi4pc-2）如图 15 所示,数据处理卡 插在工控机上，它的输出端口为 cn1 和 cn2。 cn1 25 芯插座为数据输出， 接到的数据接收板的输入端口 cn9。 cn2 9 芯插座，接到本地 控制面板（hi4mon）和各 hi4box 的控制输入端口， 为内部 485 总线。 所谓看门狗定时器，是安装在主板上的一

43、个电子线路，它按一定的频率进行计 数，当计数值达到某一指定值后就使工控机复位重新启动。在正常工作情况下， 软件不断地将该计数器清零。一旦发生死机等异常情况，计数器无法正常清零， 一直处于计数状态，直至进行复位动作，从而使系统摆脱故障重新运行。 本地监视面板本地监视面板 本地监视面板可显示控制 系统的运行状态，主要用于维 护人员就地对情报板的监视之 用，它由显示面板和控制面板 组成。示意图如图 16 所示： cn1：9 芯插座与工控机通信； cn2：光亮传感器输入端口； cn3：交流电压、防雷器等状 态输入端口。通过面板的指示灯显示，可以观察系统运行的当前状态，有利于现场维 护，它有下列按钮和指

44、示灯，参见图 16。 双绞线 图图 16 本地监视面板示意图本地监视面板示意图 图图 15 数据处理卡的输出端口数据处理卡的输出端口 图图 15 数据处理卡示意图数据处理卡示意图 高速公路监控系统可变情报板、可变限速标志培训教材 17 上海三思科技发展有限公司 电话：(021) 67644666/ (021)67644102（总机） 传真：（021） 67644789 数码显示数码显示：可以显示控制箱内温度和情报板亮度值，数码显示内容决定于旁边 按钮的位置，不按动 3 分钟后，一位小数点保持常亮。 按钮：按钮：按动时数码显示管即轮流显示温度、1#光敏传感器测得亮度、2#光敏传 感器测得亮度和二

45、者的平均亮度。 状态指示：状态指示：七个 led 指示灯，反映系统的运行状态。 运行：正常运行时，闪烁发光； 控制：控制正常时，闪烁发光； 调试：调试状态时，灯亮，不在调试状态时，灯灭； 自动调光：自动调光状态时，灯亮； 外通信 1：com1 通信时，灯亮； 外通信 2：com2 通信时，灯亮； 通信：内部 485 系统通讯时，灯亮。 故障指示：故障指示：共有七个指示灯，反映系统是否有故障。 uu、uu：供电电压过高或过低时，灯亮，正常时灯灭； 模组电源：模组电源：模组内有电源故障时，灯亮； 控制硬件：控制硬件：控制硬件出现故障时，灯亮； 控制软件：控制软件：运行中文件出错时，灯亮；例如本机可

46、以利用自由内存约 250k 左右，如果控制中心下达的命令过多，信息超出内存容量，无 法执行，这时软件故障指示灯亮。 防雷器：防雷器：如果防雷器动作后失效，指示灯亮； 模组通信：模组通信：系统中 485 通信出现故障时，灯亮； ledled：检测到 led 故障时，灯亮； 3.3.23.3.2 强电设备控制箱强电设备控制箱 可变情报板的供电线首先进入本控制箱，箱内装有开关、防雷器、配电端子等设 备，接线图如图 17 所示： 18 高速公路监控系统可变情报板、可变限速标志培训教 材 上海三思科技发展有限公司 电话：(021) 67644666/ (021)67644102（总机） 传真：（021）

47、 67644789 三相电源开关：380v/50a 自动空气开关 防雷器：德国 obo 公司的产品 v20-c 标准型电源防雷器装在三相电源线（三根 相线和零线）对地之间。有一对信号接点用作监视信号。 负载配电端子：进线是 380v 三相交流电，输出是 220v 单相交流电，分别配电 给显示屏、工控机、测量变压器等。 3.3.33.3.3 保护功能保护功能 雷击保护 可变情报板系统的电子设备安装在内外两层的机箱里，机壳直接接地，对于直接 雷击具有良好的保护性能。当周边环境出现雷雨天气时，由于雷击闪电，有可能从电 源线引入浪涌尖峰电压干扰，由德国 obo 公司生产的 v20-c 标准型电源防雷器

48、进行有 效防范。如出现过高残压，让它通过压敏元件泄放。 当交流电电压过高或过低时（偏差超过20%）将威胁情报板的正常运行，为使监 控中心及时了解掌握现场情况，在可变情报板的强电控制箱内设有电压质量监视装置， 通过比较电路，当 a、b、c 三相不平衡或供电电压过高过低时，监视装置将发出信号， 表示交流电供电不正常。监控中心收到该信号即可正确掌握设备工况。 黑屏保护 工控机在向显示屏发送数据时，如果通讯中断，屏幕显示画面可能出现不确定状 态。系统检测程序在 20 秒内将画面清除，使之保持黑屏。 3.4 隧道内可变情报板与隧道外可变情报板的主要区别隧道内可变情报板与隧道外可变情报板的主要区别 隧道内

49、可变情报板的控制系统与显示方式与门架式可变情报板相同。由于隧道内 图图 17 配电接线图配电接线图 高速公路监控系统可变情报板、可变限速标志培训教材 19 上海三思科技发展有限公司 电话：(021) 67644666/ (021)67644102（总机） 传真：（021） 67644789 环境亮度基本不变，故隧道内无需自动亮度调节功能。 隧道内可变情报板一般采用悬吊式安装方式，情报板悬吊于隧道内的拱型顶上。 隧道内可变情报板采用单层机箱结构，机箱全密封,以防烟雾浸蚀。 隧道内可变情报板的控制箱一般独立于显示屏外，单独安装在隧道内的侧壁上。 隧道内可变情报板由于整屏功率较小，故一般采用单相 2

50、20v 供电。 第四章第四章 可变限速标志的组成可变限速标志的组成 立柱式可变限速标志的任务是在监控中心计算机的控制下，显示道路的车速限值， 提醒司机注意车速，避免事故发生。 4.1 可变限速标志的工作原理可变限速标志的工作原理 可变限速标志工作原理如图一所示：由显示屏、cpu 控制电路、电源等部件组成。 有关使用方面的基础知识介绍如下： 图图 1818 限速标志工作原理图框图限速标志工作原理图框图 4.2 可变限速标志的显示内容可变限速标志的显示内容 可变限速标志的显示由红色圆周显示和橙色数值显示两部分组成。红色圆周用超 高亮度 led 红色发光二极管组装的象素管显示。橙色数值用超高亮度橙色

51、发光二极管 组装的象素管显示。象素管密封安装在铁箱正面（如图 19 所示）： mode m hscms200 （cpu 控制） 显示驱动板 象素管 通道 显示屏 电 源 20 高速公路监控系统可变情报板、可变限速标志培训教 材 上海三思科技发展有限公司 电话：(021) 67644666/ (021)67644102（总机） 传真：（021） 67644789 图图 1919、限速标志显示屏、限速标志显示屏 圆周显示圆周显示: :红色30mm 象素管沿内外两个或三个同心圆周均匀排列。 数值显示：数值显示：数值显示部分用橙色象素管排成 16 行 24 列点阵，用以显示限速值。 显示驱动板（hdi

52、sp26d） 显示控制板的任务是控制驱动象素管 的工作，每块 hdisp26d 可以驱动控制 32 个象素管，其输入、输出端口见图 20。它 有两个 16 芯插座作为控制信号的输入、 输出口。 显示驱动板的布置显示驱动板的布置 圆周部分：圆周部分： 共用 5 块 hdisp26d 板驱动圆周 象素管显示，其布置如图 21 所示： 由 cpu 控制板（hscms200）送来的 16 芯扁平线，接到 1 号 hdisp26d 板 的 16 芯数据输入端口，它的数据输 出端口用 16 芯扁平线接到下一块即 第 2 号 hdisp26d 的数据输入口，同 样依次连接下去，直到最后第 5 号 hdisp

53、26d 板的输入端口为止。 数值显示部分：数值显示部分： 两圈或三圈红色象素管 橙色象素管点阵 黑线 hdisp26d 绿线 输出 红线 16 芯 插座 输入 图图 2020 驱动板（驱动板（hdisphdisp）输入输出端口）输入输出端口 15 2 3 4 来自来自 hscms200 图图 2121 圆周显示驱动板的布置图圆周显示驱动板的布置图 数值显示象素管是一个 1624 点阵，hdisp26d 板按四行三列排列，如图 22 所示，共需 12 块。 由 cpu 控制板（hscms200）送来的 16 芯扁平 线接到第一块 hdisp26d 的数据输入口，该板 的 16 芯数据输出插座用

54、16 芯扁平线接到同列 上面相邻（2 号）hdisp26d 的输入插座。同样， 可以依次级连直到该列最上面最后一块（4 号） hdisp26d 板为止，它的输出端口用 16 芯扁平 线 高速公路监控系统可变情报板、可变限速标志培训教材 21 上海三思科技发展有限公司 电话：(021) 67644666/ (021)67644102（总机） 传真：（021） 67644789 图图 2222 数值显示驱动板布置图数值显示驱动板布置图 接到第二列下边（5 号）hdisp26d 板的输入端口，依此类推直到最后一块（12 号）的 输入端口。 cpucpu 控制电路（控制电路（hscms200hscms

55、200） hscms200 板是限速标志箱的核心控制板，它的输入、输出信号配置如图 23 所 示： cn1：16 芯插座，用于输出控制数值显示接数值显示 1# hdisp26d 板。 cn2：16 芯插座，用于输出控制外圈象素管接圆周显示 1# hdisp26d 板。 cn3：电压检测，obo 等信号输入端口。 cn5：6 芯插头，光亮传感器信号输入端口。 cn6：5v 工作电源输入端口。 cn7、cn8：9 芯插座，两个 rs-232 通信接口，用于和监控中心及当地数字设备通信， 即 com1、com2 通信端口。com1 通过 c4530 信号转接盒转换成 rs-485 与监控中 心通信或

56、 com1 通过光端机与监控中心通信，com2 留作本地调试用。 4812 3711 2610 159 cn4 hscms200 16 芯插座去数值显示 9 芯插座 rs-232 com2 光敏电阻 cn3 cn6 cn7 cn8cn1cn2 cn5 rs-232 com1 电源 16 芯插座去圆周显 示 图图 2323 cpucpu 控制电路（控制电路（hscms200hscms200） 22 高速公路监控系统可变情报板、可变限速标志培训教 材 上海三思科技发展有限公司 电话：(021) 67644666/ (021)67644102（总机） 传真：（021） 67644789 工作电源工作

57、电源 可变限速标志采用 220v 的交流输入，交流 220 伏电力线进入标志箱进线端子， 经单相开关 220v/30a 接到 obov20c 标准型电源防雷器，配电接线见图 24。 图图 24 220v 接线原理图接线原理图 可变限速标志箱，使用两个电压等级的直流电源。 （1）两台 200wac/dc 开关电源，供象素管工作，安装在标志箱的后门上，通 过特制的散热器往外散热。两台电源输出直流并联工作，万一其中一台电源故障，另 一台电源自动承担全部负荷，保证限速标志正常运行。 （2）两台（5v/50w）ac/dc 开关电源，固定在箱子后门上。两台电源并联工作， 万一其中一台电源故障，另一台电源具

58、有足够冗余量使其可靠运行。 本标志箱具有防雷、过压、过流等保护措施，电源具有足够冗余度，元器件和电 路板等都经长时间老化考验，能保证标志箱可靠运行。 可变限速标志采用立柱式安装,其通信控制板也安装在后箱门盖内侧。 第五章第五章 可变情报板软件说明可变情报板软件说明 5.1 可变情报板软件运行环境可变情报板软件运行环境 511 硬件环境硬件环境 可变情报板软件运行於高可靠的工业级 pc 总线工控机。该机设计充分考虑到现 场的冲击、振动、粉尘和高温高湿等的恶劣环境。使用 isa 卡、pci 卡的防震压条， 以防止插卡松动。使用可卸滤网的高速冷却风扇，以提高散热效率并防湿防尘。使用 闪存电子盘存储器

59、和看门狗定时器，而不用软盘和硬盘存储介质，达到进一步提高系 统可靠性的目的。 进线端子 信号 ac/dc ac/dc ac/dc ac/dc 接防雷地单相开关vled5v 防 雷 器 三眼三眼 插座插座 电压电压 检测检测 高速公路监控系统可变情报板、可变限速标志培训教材 23 上海三思科技发展有限公司 电话：(021) 67644666/ (021)67644102（总机） 传真：（021） 67644789 可变情报板软件运行的硬件环境是： 3x86s cpu 40mhz 256kb 二级缓存 4mb 系统内存 16mbm-system 闪存电子盘 两个串行通讯接口 com1、com2 看

60、门狗定时器 5 51 12 2 软件环境软件环境 可变情报板软件在 ms-dos 6.22 操作系统环境下运行。ms-dos 6.22 操作系统和 可变情报板软件都存储在 cpu 卡上的 16mb 闪存电子盘上。该电子盘要做成系统启动 盘。在工控机里它被认作为 c：盘。在 c：盘根目录里有一个自动启动批文件 autoexec.bat，其内容用于在工控机启动或看门狗执行复位后，能自动执行可变情报 板软件。其内容应为： c： cdhi hw xx 其中：hwxx 为可变情报板执行程序名称，xx 为版本号。hi 为可变情报板软件所 在的子目录名称。 c：盘上包含以下子目录和主要文件： hi 可变情报