CN103389144A - 一种桥下积水深度的检测装置及智能预警方法 - Google Patents

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朱爱华
孙宇铎
王峥
汪弘扬
刘硕
陈希
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Abstract

本发明特别涉及一种桥下积水深度的检测装置及智能预警方法，属于检测技术领域。本发明的目的在于防止大量汽车在桥下涉水前进中熄火，给人民生命及财产安全带来极大的隐患，便于即时桥下积水的信息，进行有效的交通疏导，该装置由管子、开关、浮漂、红外发射器、第一红外接收器、第二红外接收器、第三红外接收器、LED显示屏、短信发射器、传感器控制器、LED控制器、电源线、电源和进水口组成；本发明根据不同车型进气口高度不同，分级别预警。本发明简化了传统设备繁杂结构，体积小并且电能的消耗少，增加了安全系数。本发明提高了设备的智能化程度。

Description

一种桥下积水深度的检测装置及智能预警方法
技术领域
本发明特别涉及一种桥下积水深度的检测装置及智能预警方法，属于检测技术领域。
背景技术
7月21日，北京遭遇特大级别暴雨，北京市全市平均降雨170毫米。这是继1951年有气象观测记录以来观测到的最大值。而数据表明，同一时期城市汛期雨量比以往增加了近三成。北京特大暴雨之后,人们意识到目前国内外在遇到特大暴雨后，对于下凹式立交桥桥下积水的预警能力不足，造成大量汽车不得不在桥下涉水前进，其中的很多车辆在水中熄火，给人民生命及财产安全带来极大的隐患。下凹式立交桥划水位标线，但是这种措施仅能起到有限范围内的提示效果，司机需要将车辆驶到距离桥下很近的位置才能看到提示信息。此外，北京市交通局也无法得到即时的信息，进行有效的交通疏导，来提醒司机提前绕行，以防发生拥堵。
为了防止大量汽车在桥下涉水前进中熄火，给人民生命及财产安全带来极大的隐患。北京市交通局得到即时桥下积水的信息，进行有效的交通疏导，来提醒司机提前绕行，以防发生拥堵。发明一种桥下积水深度的测装置与方法及智能预警方法。它能够有效准确检测积水深度，积水深度能够在水位到达一定高度后，自动开启设备，根据不同水深高度，分别对不同车型进行LED滚动字幕预警，并通过短信方式把预警信息发送至智能交通系统处理。整个设备精巧、安全、节能、智能，生产成本低，有很好的经济效益与社会效益。
SUA车，是指发动机进气口高度为80cm～82cm，主要有本田CR-V和大众途观这两种品牌车；中级车，是指发动机进气口高度为71cm～78cm，主要有新奥迪A4和北京现代索纳塔这两种品牌的车；紧凑型车，是指发动机进气口高度为60.5cm～70cm，主要有雪佛兰科鲁兹和标致307三厢这两种品牌的车。
发明内容
本发明的目的在于防止大量汽车在桥下涉水前进中熄火，给人民生命及财产安全带来极大的隐患，便于即时桥下积水的信息，进行有效的交通疏导，来提醒司机提前绕行，以防发生拥堵，提出了一种桥下积水深度的检测装置及智能预警方法。
一种桥下积水深度的检测装置，该装置由管子1、开关2、浮漂3、红外发射器4、第一红外接收器5、第二红外接收器6、第三红外接收器7、LED显示屏8、短信发射器9、传感器控制器10、LED控制器11、电源线12、电源13和进水口14组成，其中，
所述管子1的靠近底部处开设有一个进水口14；在进水口14下方的管子1壁上固定安装有开关2；
在所述进水口14的上方，所述浮漂3嵌入安装于管子1的内壁上，且随水位的变化浮漂3沿内壁上下移动；
所述红外发射器4嵌在或固定安装于浮漂3的上方；
在所述进水口14的上方及管子1下部的外壁的上固定装有第一红外接收器5；在第一红外线接收器5的上方，管子1中部的外壁上固定装有第二红外接收器6；在第二红外线接收器6的上方，管子1上部的外壁上固定装有第三红外接收器7；
所述短信发射器9分别与第一红外接收器5、第二红外线接收器6和第三红外接收器7相连；
所述LED显示屏8、LED控制器11和传感器控制器10依次相连；
传感器控制器10通过电源线12与电源13相连；
所述短信发射器9与传感器控制器10相连。
所述传感器控制器10采用C51单片机。
所述管子1采用透明玻璃钢，管子1形状为中空的长方体或正方体，且顶部开口的与大气相连。
所述LED显示屏8，设置在立交桥的前方或道路旁边的醒目处。
所述传感器控制器10、LED控制器11和电源13根据实际情况固定安装在待检测桥梁的下方。
一种桥下积水深度的检测智能预警方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：当桥下积水通过进水口14进入管子1，开关2自动接通，
步骤2：红外发射器4开始发射红外信号，第一红外接收器5、第二红外接收器6和第三红外接收器7开始检测外线信号；
步骤3：浮漂3随管子1内的水位的上升而上升；
步骤4：第一红外接收器5判断是否检测到红外信号，如果检测到红外信号时，执行步骤5，否则，执行步骤2；
步骤5：传感器控制器10对接收到的第一红外接收器5红外信号进行分析，并将分析得到的数据送LED控制器11和短信发射器9；
步骤6：LED控制器11控制LED显示屏8输出“紧凑型车禁止通行”，短信发射器11向周围行人和车辆及智能交通系统发送“紧凑型车禁止通行”的短信息；
步骤7：第二红外接收器6判断是否检测到红外信号，如果检测到红外信号时，执行步骤8，否则，执行步骤2；
步骤8：传感器控制器10对接收到的第二红外接收器6红外信号进行分析，并将分析得到的数据送LED控制器11和短信发射器9；
步骤9：LED控制器11控制LED显示屏8输出“中级车及紧凑型车禁止通行”，短信发射器11向周围行人和车辆及智能交通系统发送“中级车及紧凑型车禁止通行”的短信息；
步骤:10：第三红外接收器7判断是否检测到红外信号，如果检测到红外信号时，执行步骤11，否则，执行步骤2；
步骤11：传感器控制器10对接收到的第二红外接收器6红外信号进行分析，并将分析得到的数据送LED控制器11和短信发射器9；
步骤12：LED控制器11控制LED显示屏8输出“所有车辆禁止通行”，短信发射器11向周围行人和车辆及智能交通系统发送“所有车辆禁止通行”的短信息；
步骤13：当管子1里面的水退去后，管子1里没有水时，开关2自动断开，该装置停止工作。
本发明的有益效果：1、以智能化作为出发点，根据不同车型进气口高度不同，分级别预警。2、对传感器采集数据进行包络分析处理，准确得到积水深度，智能预报，并把结果显示到LED显示屏上，并将预警信息通过信号发射装置发送到智能交通系统中。3、本发明简化了传统设备繁杂结构，体积小并且电能的消耗少，增加了安全系数。4、本发明提高了设备的智能化程度。
附图说明
图1为系统整体结构示意图；
图2为工作流程图；
其中，1-管子、2-开关、3-浮漂、4-红外发射器、5-第一红外接收器、6-第二红外接收器、7-第三红外接收器、8-LED显示屏、9-短信发射器、10-传感器控制系统、11-LED控制器、12-电源线、13-电源、14-进水口。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，本发明并不限于这些实施例。
所图1所示，一种桥下积水深度的检测装置，该装置由管子1、开关2、浮漂3、红外发射器4、第一红外接收器5、第二红外接收器6、第三红外接收器7、LED显示屏8、短信发射器9、传感器控制器10、LED控制器11、电源线12、电源13和进水口14组成，其中，
所述管子1的靠近底部处开设有一个进水口14；在进水口14下方的管子1壁上固定安装有开关2；
在所述进水口14的上方，所述浮漂3嵌入安装于管子1的内壁上，且随水位的变化浮漂3沿内壁上下移动；
所述红外发射器4嵌在或固定安装于浮漂3的上方；
在所述进水口14的上方及管子1下部的外壁的上固定装有第一红外接收器5；在第一红外线接收器5的上方，管子1中部的外壁上固定装有第二红外接收器6；在第二红外线接收器6的上方，管子1上部的外壁上固定装有第三红外接收器7；
所述短信发射器9分别与第一红外接收器5、第二红外线接收器6和第三红外接收器7相连；
所述LED显示屏8、LED控制器11和传感器控制系统10依次相连；
传感器控制器10通过电源线12与电源13相连；
所述短信发射器9与传感器控制器10相连。
所述传感器控制器10能够记录各个时间点的水位变化的情况，通过检测算法来有效滤除水流的纹波干扰，准确的计算出的积水深度。且传感器控制器10采用C51单片机，C51单片机具有高性能、高速度、低功耗等特点，而且体积小，价格低廉。
所述管子1采用透明玻璃钢，管子1形状为中空的长方体或正方体，且顶部开口的与大气相连。
所述LED显示屏8，设置在立交桥的前方或道路旁边的醒目处。
所述传感器控制系统10、LED控制器11和电源13根据实际情况固定安装在待检测桥梁的下方。
如图2所示，一种桥下积水深度的检测智能预警方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：当桥下积水到达一定高度的时候，水通过进水口14进入管子1，开关2自动接通；
步骤2：红外发射器4开始发射红外信号，第一红外接收器5、第二红外接收器6和第三红外接收器7开始检测外线信号；
步骤3：浮漂3随管子1内的水位的上升而上升；
步骤4：第一红外接收器5判断是否检测到红外信号，如果检测到红外信号时，执行步骤5，否则，执行步骤2；
步骤5：传感器控制器10对接收到的第一红外接收器5红外信号进行分析，并将分析得到的数据送LED控制器11和短信发射器9；
步骤6：LED控制器11控制LED显示屏8输出“紧凑型车禁止通行”，短信发射器11向周围行人和车辆及智能交通系统发送“紧凑型车禁止通行”的短信息；通过LED显示屏8即会通过红色滚动字幕的形式提醒周围行人和司机，这时发动机进气口高度为60.5cm～70cm的车辆不能进入该桥洞，这样可以有效的避免危险的发生，同时短信发射器11及时向周围行人和车辆及智能交通系统发送“紧凑型车禁止通行”的短信息，再次提醒行人和车辆，更加确保了行人和司机的安全；
步骤7：第二红外接收器6判断是否检测到红外信号，如果检测到红外信号时，执行步骤8，否则，执行步骤2；
步骤8：传感器控制器10对接收到的第二红外接收器6红外信号进行分析，并将分析得到的数据送LED控制器11和短信发射器9；
步骤9：LED控制器11控制LED显示屏8输出“中级车及紧凑型车禁止通行”，短信发射器11向周围行人和车辆及智能交通系统发送“中级车及紧凑型车禁止通行”的短信息；通过LED显示屏8即会通过红色滚动字幕的形式提醒周围行人和司机，这时发动机进气口高度为60.5cm～70cm的紧凑型车和发动机进气口高度为71cm～78cm的中级车不能进入该桥洞，这样可以有效的避免危险的发生，同时短信发射器11及时向周围行人和车辆及智能交通系统发送“中级车及紧凑型车禁止通行”的短信息，再次提醒行人和车辆，更加确保了行人和司机的安全；
步骤:10：第三红外接收器7判断是否检测到红外信号，如果检测到红外信号时，执行步骤11，否则，执行步骤2；
步骤11：传感器控制器10对接收到的第二红外接收器6红外信号进行分析，并将分析得到的数据送LED控制器11和短信发射器9；
步骤12：LED控制器11控制LED显示屏8输出“所有车辆禁止通行”，短信发射器11向周围行人和车辆及智能交通系统发送“所有车辆禁止通行”的短信息；通过LED显示屏8即会通过红色滚动字幕的形式提醒周围行人和司机，这时发动机进气口高度为80cm～82cm的SUA车不能进入该桥洞啦，像SUA车这种发动机进气口高度最高的车辆都不能进入该桥洞啦，所以其他车辆更不能进入该桥洞啦，这样可以有效的避免危险的发生，同时短信发射器11及时向周围行人和车辆及智能交通系统发送“所有车辆禁止通行”的短信息，再次提醒行人和车辆，更加确保了行人和司机的安全；
步骤13：当管子1里面的水退去后，管子1里没有水时，开关2自动断开，该装置停止工作。
以智能化作为出发点，根据不同车型进气口高度不同，分级别预警，同时简化了传统设备繁杂结构，体积小并且电能的消耗少，增加了安全系数。

Claims (6)

1.一种桥下积水深度的检测装置，其特征在于，该装置由管子（1）、开关（2）、浮漂（3）、红外发射器（4）、第一红外接收器（5）、第二红外接收器（6）、第三红外接收器（7）、LED显示屏（8）、短信发射器（9）、传感器控制器（10）、LED控制器（11）、电源线（12）、电源（13）和进水口（14）组成，其中，
所述管子（1）的靠近底部处开设有一个进水口（14）；在进水口（14）下方的管子（1）壁上固定安装有开关（2）；
在所述进水口（14）的上方，所述浮漂（3）嵌入安装于管子（1）的内壁上，且随水位的变化浮漂（3）沿内壁上下移动；
所述红外发射器（4）嵌在或固定安装于浮漂（3）的上方；
在所述进水口（14）的上方及管子（1）下部的外壁的上固定装有第一红外接收器（5）；在第一红外线接收器（5）的上方，管子（1）中部的外壁上固定装有第二红外接收器（6）；在第二红外线接收器（6）的上方，管子（1）上部的外壁上固定装有第三红外接收器（7）；
所述短信发射器（9）分别与第一红外接收器（5）、第二红外线接收器（6）和第三红外接收器（7）相连；
所述LED显示屏（8）、LED控制器（11）和传感器控制器（10）依次相连；
传感器控制器（10）通过电源线（12）与电源（13）相连；
所述短信发射器（9）与传感器控制器（10）相连。
2.根据权利要求1所述一种桥下积水深度的检测装置，其特征在于，所述传感器控制器（10）采用C51单片机。
3.根据权利要求1所述一种桥下积水深度的检测装置，其特征在于，所述管子（1）采用透明玻璃钢，管子（1）形状为中空的长方体或正方体，且顶部开口的与大气相连。
4.根据权利要求1所述一种桥下积水深度的检测装置，其特征在于，所述LED显示屏（8），设置在立交桥的前方或道路旁边的醒目处。
5.根据权利要求1所述一种桥下积水深度的检测装置，其特征在于，所述传感器控制器（10）、LED控制器（11）和电源（13）根据实际情况固定安装在待检测桥梁的下方。
6.一种桥下积水深度的检测智能预警方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1：当桥下积水通过进水口（14）进入管子（1），开关（2）自动接通；
步骤2：红外发射器（4）开始发射红外信号，第一红外接收器（5）、第二红外接收器（6）和第三红外接收器（7）开始检测外线信号；
步骤3：浮漂（3）随管子（1）内的水位的上升而上升；
步骤4：第一红外接收器（5）判断是否检测到红外信号，如果检测到红外信号时，执行步骤5，否则，执行步骤2；
步骤5：传感器控制器（10）对接收到的第一红外接收器（5）红外信号进行分析，并将分析得到的数据送LED控制器（11）和短信发射器（9）；
步骤6：LED控制器（11）控制LED显示屏（8）输出“紧凑型车禁止通行”，短信发射器（11）向周围行人和车辆及智能交通系统发送“紧凑型车禁止通行”的短信息；
步骤7：第二红外接收器（6）判断是否检测到红外信号，如果检测到红外信号时，执行步骤8，否则，执行步骤2；
步骤8：传感器控制器（10）对接收到的第二红外接收器（6）红外信号进行分析，并将分析得到的数据送LED控制器（11）和短信发射器（9）；
步骤9：LED控制器（11）控制LED显示屏（8）输出“中级车及紧凑型车禁止通行”，短信发射器（11）向周围行人和车辆及智能交通系统发送“中级车及紧凑型车禁止通行”的短信息；
步骤:10：第三红外接收器（7）判断是否检测到红外信号，如果检测到红外信号时，执行步骤11，否则，执行步骤2；
步骤11：传感器控制器（10）对接收到的第二红外接收器（6）红外信号进行分析，并将分析得到的数据送LED控制器（11）和短信发射器（9）；
步骤12：LED控制器（11）控制LED显示屏（8）输出“所有车辆禁止通行”，短信发射器（11）向周围行人和车辆及智能交通系统发送“所有车辆禁止通行”的短信息；
步骤13：当管子（1）里面的桥下积水退去后，管子（1）里没有水时，开关（2）自动断开，该装置停止工作。
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