CN102063780A - 基于物联网技术的公路护栏撞击定位和报警系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网技术的公路护栏撞击定位和报警系统及方法，该系统包括碰撞检测模块，用于对护栏监测，确认是否有撞击事件发生；现场终端，用于监管多个碰撞检测模块，对辖区内的碰撞检测模块进行实时轮询，并将轮询信息发送给中心终端；中心终端，用于监管所有现场终端，对现场终端发送过来的信息进行处理，对撞击事件报警及定位；通信模块，用于负责各模块之间的信息传输。碰撞检测模块检测到有撞击事件发生，现场终端及时向中心终端发送信息报告由中心终端处理；否则，现场终端定期向中心终端报告无状况。本发明可快速、准确的定位事故发生的地点，并将事故地点信息发布到交通监控中心进行报警，加快事故的处理速度。

Description

基于物联网技术的公路护栏撞击定位和报警系统及方法

技术领域

本发明属于交通运输领域，涉及一种公路护栏撞击定位和报警系统及其设备装置，是基于物联网技术的，适用于各等级公路。

背景技术

护栏是道路安全设施的重要组成部分，其对行车安全起着重要作用。目前，护栏在我国高等级公路上已得到了充分的推广和应用，现在的高等级公路几乎全线设置护栏，一般皆设有2条连续的路侧护栏和2条连续的中央隔离带护栏。路侧护栏是设置在公路路肩上，目的是防止失控车辆越出路外，避免碰撞路边及其他设施。中央分隔带护栏是设置于公路中央分隔带内，目的是防止车辆穿越中央分隔带闯入对向车道，并保护分隔带内的构造物。作为高速公路上防护事故车辆的有效手段，设置护栏的最终目标是希望通过护栏的保护作用，防止事故造成严重的后果。

对于现有的护栏如果可以进一步应用，可以解决2个道路交通运营管理问题。第一，事故不能及时被发现并采取相应的措施。近年来，高速公路里程的快速增长，伴随着高速公路死亡事故占总数的比例也在逐年提高，严重威胁了交通参与者的生命与财产安全。高速公路交通事故不仅可能引发不同程度的交通拥堵，而且容易导致二次事故的发生。如果能快速发现事故的话，不仅可以尽快的实施救援，清除事故现场，缓解交通拥堵，还能有效预防二次事故的发生。交通事故的快速处置对于交通事故的快速救援、交通拥堵的及时疏导、安全隐患的有效排除具有重要意义。第二，上报的事故数与护栏的报修记录在数量上存在不符。例如，S5沪嘉高速公路全线在2009年12月29日至2010年6月19日期间，交警处的事故记录仅有4起，但路政处的护栏修复记录却高达15起。这一情况说明了还是有很多的驾驶员在肇事后逃逸了，这样不仅使得事故不能及时被发现，而且也使得国家蒙受了一定程度的经济损失。肇事司机本应该为由他们的违法行为所造成的路产损失进行赔偿，却因为执法单位或路政处未能及时发现这些事故让他们逍遥法外而只能由国家为他们买单，承担这些经济损失。

基于以上2个问题的考虑，开发一种公路护栏撞击定位和报警系统有其重要的现实意义。由于物联网技术能通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理，因此发明人开发研制了一种基于物联网技术的公路护栏撞击定位和报警系统，达到事故地点实时发现并报警，从而显著提高事故处理速度，并能有效管理各类道路路产，整体掌握公路运营信息。

发明内容

为了改善现有护栏的应用情况，本发明的目的在于提供一种基于物联网技术的公路护栏撞击定位和报警系统及方法，可以实现事故地点实时发现并报警，显著提高事故的处理速度，并有效管理各类道路路产，整体掌握公路运营信息。

为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是：

一种公路护栏撞击定位和报警系统，其包括：

碰撞检测模块，用于对护栏监测，确认是否有撞击事件发生；

现场终端，用于监管多个碰撞检测模块，对辖区内的碰撞检测模块进行实时轮询，并将轮询得到的信息发送给中心终端；

中心终端，用于监管所有现场终端，并对现场终端发送过来的信息进行处理，对撞击事件报警及定位；

通信模块，用于负责碰撞检测模块与现场终端、现场终端与中心终端的信息传输。

进一步，所述碰撞检测模块包括传感器和数据采集处理模块，数据采集处理模块采集传感器内的数据，处理数据并接受现场终端的查询。

所述传感器为倾角传感器，护栏倾角大于5°即可检测出来。

其还包括摄像机，对护栏监测，实时采集现场图像，当事故发生时，可切换至事故现场影像，及时采集到事故现场的图像信息。

其还包括可变信息板，其将中心终端发出的报警信息显示出来。

一种公路护栏撞击定位和报警方法，其包括：

碰撞检测模块对护栏监测，确认是否有撞击事件发生；

现场终端对辖区内的碰撞检测模块进行实时轮询，并将轮询得到的信息发送给中心终端；

中心终端对现场终端发送过来的信息进行处理，对撞击事件报警及定位。

所述碰撞检测模块检测到有撞击事件发生，现场终端及时向中心终端发送信息报告；否则，现场终端定期向中心终端报告无状况。

所述中心终端接收到撞击事件报告后，确定事故发生的地点，并发出各种警报。

所述碰撞检测模块包括传感器和数据采集处理模块，数据采集处理模块采集传感器内的数据，处理数据并接受现场终端的查询。

所述传感器为倾角传感器，护栏倾角大于5°即可检测出来。

其还可通过摄像机及时采集到事故现场的图像信息，并连同事故地点信息一起发送至中心终端。

其还可通过可变信息板将中心终端发出的报警信息显示出来。

由于采用了上述方案，本发明具有以下特点：可以在路侧交通事故发生的同时，快速、准确的定位事故发生的地点，并及时的将事故地点信息发布到交通监控中心进行报警，加快事故的处理速度，这样不仅可以尽快的实施救援，清除事故现场，缓解交通拥堵，还能有效预防二次事故的发生，对于交通事故的快速救援、交通拥堵的及时疏导、安全隐患的有效排除具有重要意义。同时，本系统还可以有效管理各类道路路产，进行标识、防盗，并整体掌握公路的运营信息。

附图说明

图1是基于物联网技术的公路护栏撞击定位和报警系统的结构示意图。

图2是基于物联网技术的公路护栏撞击定位和报警系统的有线方案。

图3是基于物联网技术的公路护栏撞击定位和报警系统的无线方案。

图4是系统子节点的布设方案。

图5是本方法的方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

基于物联网技术的公路护栏撞击定位和报警系统主要由碰撞检测器、信号线、电源线、现场终端、摄像机(可有可无，如有条件建议设置)、光纤、光纤收发器、以太网集线器、中心终端等组成。本系统布设实施时首先将需要监测的道路划分成若干独立子系统，每个子系统内护栏以一定的间距加装碰撞检测器(包括一个传感器和一个数据采集器，采用一体化设计)，内部采用独立供电。数据采集板采集并处理传感器数据，将信号消抖，预处理，接受子系统现场终端(LIS)的查询。现场终端(LIS)平时不断轮询所有管辖的数据采集板，发现有状况时，及时报告中心终端(CS)或中心计算机，否则定期报告无状况，保证处于正常监控状态。中心终端(CS)通过光纤、以太网或者无线网络与所有现场终端保持通讯，根据现场终端提供的撞击点ID号，确定事故发生的地点，并通过后台信息系统，发出各种警报。

公路护栏撞击定位和报警系统在交通事故发生时的具体工作流程如下：一旦发生路侧交通事故，有肇事车辆撞上护栏，安装在公路护栏上的碰撞传感器受到冲击后，发送状态信息至所处子系统的现场终端，现场终端再通过无线远程通讯技术将撞击点ID号传递给交通监控中心计算机，在交通监控中心计算机上显示事故发生的地点，并通过后台信息系统，自动发出各种警报，或经过监控中心的管理人员确认后发出各种警报，并采取相应的救援控制措施，如在可变信息板上显示相关的提示警告信息，并通知附近的医院快速派出救护车辆，联系拖车公司派出拖车及时将事故车辆拖走等。如果有条件在路段上设置摄像机，平时可用来掌握全线的运营状况，当事故发生时，还可以及时采集到事故现场的图像信息，并连同事故地点信息一起发送至交通监控中心计算机上，这样有助于监控中心的管理人员更详细的了解到整个的事故信息，如事故的严重程度等，更好的帮助他们进行决策。如果现场没有布设摄像机，当事故发生时，监控中心的管理人员在确认事故发生的地点后，需联系交警或路政处派人前往现场进行事故勘察。

整个基于物联网技术的公路护栏撞击定位和报警系统的核心即为安装在公路护栏空心立柱里的碰撞检测器。碰撞检测器实质上是一个倾角传感器，传感器上的指示灯随着护栏的倾斜状态而变化。当护栏处于水平位置时，传感器上的指示灯亮，不发送信息；当护栏受到车辆撞击后处于倾斜位置时，碰撞检测器处于工作状态，指示灯不亮，通讯并发送状态信息。只要护栏的倾角大于5°，碰撞检测器就能检测到并实施报警。碰撞检测器采用传感器与采集模块一体化的设计，实施本地无源化处理，绿色环保，模块功能强大，体积小巧，并采用电子标签进行统一管理。

关于本发明其设备装置的布设方式：

(1)碰撞检测器的布设间距

一般护栏立柱之间的间距为4米，现我们建议每间隔8米安装一套子节点(包括一个传感器和一个数据采集器，采用一体化设计)，即每隔2个立柱设置一个碰撞检测器。经过多次模拟撞击试验和结果分析，发现安装间隔甚至达到12米时，系统仍能正常工作，即为了节约成本也可考虑每隔3个立柱设置一个碰撞检测器。

(2)子节点之间、子节点与主模块节点之间的连接方式

按照子节点之间、子节点与主模块节点之间的连接方式的不同可分为有线方案、无线方案，以及有线无线结合方案，应根据现场条件进行合理选择。采用有线方案时，现场终端之间、现场终端与中心终端之间以有线方式相连，主要有1根供电线和1根485通信线。有线方案的优点是可靠性高，电源有保证，数据采样频率高，后期维护少，但其初期施工量大，线路成本高。采用无线方案时，现场终端之间、现场终端与中心终端之间不一定需要以有线方式相连，可以进行无线方式联络，便于系统维护和扩展；可以有选择的监测某些节点，子系统不需要相互首尾相连。可以采用大电池或太阳能电池板进行供电来延长系统的工作时间，减少后期的维护工作。

基于物联网技术的公路护栏撞击定位和警报系统为模块化、分布式采集、集中式管理，外加主控管理平台，可覆盖整个车辆管辖区域，可无线远端访问，有线现场共存，具有一站式管理、小型化低成本、便捷的集成性及丰富的扩展性等特点。信息可方便接入物联网(GIS-T)，可产生多种报表和汇总，可多形态网络发布。全系统实现方式为长时间可靠、低功耗、抗震动、抗灰尘、抗气候变化、抗信号干扰、抗雷击、安装方便、无价值(抗偷盗)。其系统原理保证在采集装置被撞坏的情况下依然能够得出撞击点的位置并报警。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种公路护栏撞击定位和报警系统，其特征在于：其包括：

碰撞检测模块，用于对护栏监测，确认是否有撞击事件发生；

现场终端，用于监管多个碰撞检测模块，对辖区内的碰撞检测模块进行实时轮询，并将轮询得到的信息发送给中心终端；

中心终端，用于监管所有现场终端，并对现场终端发送过来的信息进行处理，对撞击事件报警及定位；

通信模块，用于负责碰撞检测模块与现场终端、现场终端与中心终端的信息传输。

2.如权利要求1所述的公路护栏撞击定位和报警系统，其特征在于：所述碰撞检测模块包括传感器和数据采集处理模块，数据采集处理模块采集传感器内的数据，处理数据并接受现场终端的查询。

3.如权利要求2所述的公路护栏撞击定位和报警系统，其特征在于：所述传感器为倾角传感器。

4.如权利要求1所述的公路护栏撞击定位和报警系统，其特征在于：其还包括摄像机，对护栏监测，实时采集现场图像，当事故发生时，切换至事故现场影像，及时采集到事故现场的图像信息。

5.如权利要求1所述的公路护栏撞击定位和报警系统，其特征在于：其还包括可变信息板，其将中心终端发出的报警信息显示出来。

6.一种公路护栏撞击定位和报警方法，其特征在于：其包括：

碰撞检测模块对护栏监测，确认是否有撞击事件发生；

现场终端对辖区内的碰撞检测模块进行实时轮询，并将轮询得到的信息发送给中心终端；

中心终端对现场终端发送过来的信息进行处理，对撞击事件报警及定位。

7.如权利要求6所述的公路护栏撞击定位和报警方法，其特征在于：所述碰撞检测模块检测到有撞击事件发生，现场终端及时向中心终端发送撞击事件信息报告；否则，现场终端定期向中心终端报告无状况。

8.如权利要求7所述的公路护栏撞击定位和报警方法，其特征在于：所述中心终端接收到撞击事件信息报告后，确定事故发生的地点，并发出各种警报。

9.如权利要求6所述的公路护栏撞击定位和报警方法，其特征在于：所述碰撞检测模块包括传感器和数据采集处理模块，数据采集处理模块采集传感器内的数据，处理数据并接受现场终端的查询。

10.如权利要求6所述的公路护栏撞击定位和报警方法，其特征在于：所述传感器为倾角传感器。

11.如权利要求6所述的公路护栏撞击定位和报警方法，其特征在于：其还通过摄像机及时采集到事故现场的图像信息，并连同事故地点信息一起发送至中心终端。

12.如权利要求6所述的公路护栏撞击定位和报警方法，其特征在于：其还通过可变信息板将中心终端发出的报警信息显示出来。

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