CN106087809A - 一种智能型交通护栏管理系统及护栏 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能型交通护栏管理系统，包括控制单元、电源单元、护栏状态监控单元、报警单元以及通信单元；所述护栏状态监控单元用于监控护栏撞击状态、倾倒状态以及压力状态信号并发送至控制单元，控制单元将各状态信号经通信单元发送至后台管理中心，并根据各状态信号发送对应报警信号至报警单元。本发明还公开了一种智能型交通护栏，包括多个相互连接的护栏单元，护栏单元包括两个主立柱、连接两立柱的横梁和横栏杆、以及如上所述的智能型交通护栏管理系统，所述智能型交通护栏管理系统安装于所述立柱和横梁上。本发明的管理系统及护栏具有结构简单、安全可靠、远程监控可控等优点。

Description

一种智能型交通护栏管理系统及护栏

技术领域

本发明主要涉及交通护栏技术领域，特指一种智能型交通护栏管理系统及护栏。

背景技术

智慧城市是在充分整合、挖掘、利用信息技术与信息资源的基础上，汇聚人类的智慧，赋予物以智能，从而实现对城市各领域的精确化管理，实现对城市资源的集约化利用。城市道路交通智能化建设是智慧城市发展的重要方面，采用智能交通技术提高道路管理水平，每年仅交通事故死亡人数就可减少30%以上，并能提高交通工具的使用效率50%以上。为此，世界各发达国家竞相投入大量资金和人力，进行了大规模的智能交通技术研究试验，并正展开全面部署应用。

在我国道路交通安全管理设施方面，道路交通护栏对隔离和分开相对行驶的车辆、防止行人和非机动车横穿马路等有着明显的效果，能为行人和车辆行驶提供安全保障，是道路交通的重要安全防范设施，对城市道路交通安全起着不可替代的作用。但是，交通护栏存在着因被车辆碰刮倾倒、恶劣天气时被大风刮倒等各种原因造成道路交通护栏的倒塌，而一旦交通护栏倒塌，如果不能被交通管理等相关部门及时发现和管理维护，则极易引发交通事故，造成人民群众的生命财产的不必要的损失。道路交通护栏的智能化不仅可提高道路安全管理水平，减少交通事故，提高道路利用率，还可提升城市整体形象以及安防技术水平，支撑智慧城市的发展，具有重大的社会效益。

传统的道路交通护栏的维护管理方法多采用人工管理的方式，造成发现问题严重滞后，给交通安全带来严重的隐患。目前，也有道路交通护栏智能管理系统，但是功能比较单一，结构比较复杂，成本较高；撞击事故的识别度不高；未对供电模块做详细说明，可实现度低；系统检测的可信度不高，不能对护栏的工作状态进行有效的监控。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、安全可靠、远程监控的智能型交通护栏管理系统，并相应提供一种结构简单、安全可靠的智能型交通护栏。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种智能型交通护栏管理系统，包括控制单元、电源单元、护栏状态监控单元、报警单元以及通信单元；所述电源单元与各单元相连用于提供电源，所述护栏状态监控单元用于监控护栏撞击状态、倾倒状态以及压力状态信号并发送至控制单元，所述控制单元将各状态信号经通信单元发送至后台管理中心，并根据各状态信号发送对应报警信号至报警单元。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述护栏状态监控单元包括撞击与倾倒检测电路和压力检测电路，所述撞击与倾倒检测电路包括三轴陀螺仪，用于检测护栏主立柱三轴方向的角速度以判断撞击与倾倒状态；所述压力检测电路包括安装于护栏立柱与柱座之间的压力传感器，用于检测护栏受力以判断是否有行人翻越护栏。

所述电源单元包括太阳能电池板、蓄电池组和充放电控制电路，所述充放电控制电路与所述太阳能电池板和蓄电池组相连，用于控制太阳能电池板和蓄电池组的供电切换。

本发明还相应公开了一种智能型交通护栏，包括多个相互连接的护栏单元，所述护栏单元包括两个主立柱、连接两立柱的横梁和横栏杆、以及如上所述的智能型交通护栏管理系统，所述横梁与横栏杆之间设置有多根竖栏杆，所述智能型交通护栏管理系统安装于所述立柱和横梁上。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述横梁的上部开口且内部为空腔，所述开口的两侧设置有插槽，所述太阳能电池板插设于所述插槽内并通过涂抹密封胶进行密封，所述横梁的空腔内设置有蓄电池组和充放电控制电路。

所述横梁的底部两侧设置有灯带，所述充放电控制电路与所述灯带相连，用于在光线较暗时开启以起到警示作用。

所述报警单元为声光报警器，安装于立柱上。

所述主立柱安装于柱座上，所述压力传感器为薄膜式压力传感器，安装于所述主立柱与柱座之间。

所述主立柱的内部设有容纳腔，所述控制单元和通信单元安装于所述主立柱的容纳腔内。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的智能型交通护栏管理系统，通过护栏状态监控单元对护栏的各种状态信号进行监控，并将各状态信息发送至远方的后方管理中心进行处理，以便及时对异常状态的护栏进行处理，同时根据各异常信号发出相应的报警信号，提醒路人或车辆注意安全。

本发明的智能型交通护栏，不仅具有如上所述的优点，而且结构简单，管理系统中各部件安装位置合理，能可靠对护栏状态进行监控。

附图说明

图1为本发明的管理系统的方框结构图。

图2为本发明的管理系统中电源单元的方框结构图。

图3为本发明的管理系统在具体应用时实施例图。

图4为本发明的护栏结构示意图。

图5为本发明的护栏中横梁的剖视结构示意图。

图6为本发明的护栏中横梁的俯视结构示意图。

图中标号表示：1、控制单元；2、电源单元；21、太阳能电池板；22、蓄电池组；23、充放电控制电路；3、护栏状态监控单元；31、压力传感器；4、报警单元；5、通信单元；6、主立柱；61、柱座；7、横梁；71、插槽；72、灯带；8、横栏杆；9、竖栏杆。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

如图1至图3所示，本实施例的智能型交通护栏管理系统，包括控制单元1、电源单元2、护栏状态监控单元3、报警单元4以及通信单元5；电源单元2与各单元相连用于提供电源，护栏状态监控单元3用于监控护栏撞击状态、倾倒状态以及压力状态信号并发送至控制单元1，控制单元1将各状态信号经通信单元5发送至后台管理中心，并根据各状态信号发送对应报警信号至报警单元4。本发明的智能型交通护栏管理系统，通过护栏状态监控单元3对护栏的各种状态信号进行监控，并将各状态信息发送至远方的后方管理中心进行处理，以便及时对异常状态的护栏进行处理，同时根据各异常状态信号发出相应的报警信号，提醒路人或车辆注意安全。

本实施例中，护栏状态监控单元3包括撞击与倾倒检测电路和压力检测电路，撞击与倾倒检测电路包括三轴陀螺仪以及配套的电阻电容器件，用于检测护栏主立柱6三轴方向的角速度以判断撞击与倾倒状态，其中撞击与倾倒检测电路通过SPI或者I²C接口与控制单元1连接。压力检测电路包括安装于护栏立柱与柱座61之间的压力传感器31，压力传感器31检测的压力信号经过信号放大滤波电路和信号处理调理电路后接入控制单元1的ADC接口，进行采样和模数转换，控制单元1的DAC接口输出连接至功率放大电路，功放的输出端连接到报警单元4（如声光报警器），控制单元1通过监控压力值的突然增大并达到一定限值，可判定有行人试图翻越护栏，控制单元1输出报警信号至声光报警器进行声光报警，如语音提醒“为了您的安全，请不要翻越护栏”。

如图2所示，本实施例中，电源单元2包括太阳能电池板21、蓄电池组22和充放电控制电路23，充放电控制电路23与太阳能电池板21和蓄电池组22相连，用于控制太阳能电池板21和蓄电池组22的供电切换。系统优先使用太阳能电池板21所发的电能，在功率不够时由蓄电池组22进行补充，功率剩余的部分则向蓄电池组22充电。其中充放电控制电路23通过检测太阳能电池板21的输入端电压来确定白天或黑夜，如输入端电压在一定的时间长度内均低于设定的门限值，则判定为黑夜状态，反之则判定为白天状态。充放电控制电路23与主控电路之间采用SCI进行双向通信，并将检测到的蓄电池组22状态和白天/黑夜状态通过SCI接口发送至控制单元1。

本实施例中，控制单元1与通信单元5之间设置有通信接口，通信接口用于在两者之间建立通信并传递数据，同时还可在控制单元1与电源单元2的充放电控制电路23之间进行双向通信，通信单元5采用ZigBee无线通信模块，具有低功耗、灵活组网等优点。在检测到撞击或者倾倒事故、或者检测到有行人试图翻越护栏时，控制单元1均会立即形成相应的报警信息，通过通信接口发送至通信单元5，最终发送至管理调度中心。在系统未检测到异常处于正常工作状态下，控制单元1会周期性产生状态信息，包括当前太阳能发电功率、蓄电池SOC状态、当前检测到的压力值、倾角数据等，发送至管理调度中心，以便中心及时掌握智能护栏的工作状态。

如图4至图6所示，本发明还公开了一种智能型交通护栏，包括多个相互连接的护栏单元，护栏单元包括两个主立柱6、连接两立柱的横梁7和横栏杆8、以及如上所述的智能型交通护栏管理系统，横梁7与横栏杆8之间设置有多根竖栏杆9，智能型交通护栏管理系统安装于立柱和横梁7上。

如图5所示，本实施例中，横梁7采用多边形的中空结构，其上部开口且内部为空腔，开口的两侧设置有插槽71，宽度为200mm左右，太阳能电池板21采用多片单晶硅或多晶硅太阳能电池片串接而成，17片为一串，功率合计约72Wp，通过玻璃、EVA以及背板封装后，整体从横梁7一端插入插槽71内，然后在太阳能电池板21上表面与插槽71结合处涂抹密封胶。横梁7的空腔内设置有磷酸铁锂蓄电池组22和充放电控制电路23。横梁7两侧的底部设置有LED灯带72，LED灯带72的开启和关闭由充放电控制电路23进行控制，具体为，当充放电控制电路23根据太阳能电池板21的输出电压判断为白天时，关闭LED灯带72，在黑夜时，开启LED灯带72，起到一定的警示作用。

本实施例中，主立柱6为中空结构，内部安装控制单元1和通信单元5，报警单元4（如声光报警器）则安装在立柱的外侧；另外主立柱6安装于柱座61上，压力传感器31为薄膜式压力传感器31，安装于主立柱6与柱座61之间。

在实际应用时，如图3所示，每个护栏单元（如3m长）均对应有一个智能监控控制单元（如上所述的管理系统），多个智能监控控制单元对应有一个通信网关，所有通信网关再与后台调度管理中心无线连接。其中通信网关设置于交通道路边侧，负责一定区域内通信模块通信数据的收集和转发，通信网关包括ZigBee主协调器和3G/4G通信模块，负责将ZigBee网络收集到的节点数据汇总后通过3G/4G网络发送至后台管理调度中心，或接收管理调度命令并通过ZigBee网络发送至指定节点。后台管理调度中心收集所有护栏状态监测单元数据，进行存储分析及调度管理，及时发现交通道路异常状况并处置。系统所有节点的ZigBee模块均采用具备完整功能的设备（FFD），节点与主协调器之间的通信可通过中间节点进行路由转发，因此通信网关的间距可根据道路实际情况灵活设置，一般在600m~800m之间。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种智能型交通护栏管理系统，其特征在于，包括控制单元（1）、电源单元（2）、护栏状态监控单元（3）、报警单元（4）以及通信单元（5）；所述电源单元（2）与各单元相连用于提供电源，所述护栏状态监控单元（3）用于监控护栏撞击状态、倾倒状态以及压力状态信号并发送至控制单元（1），所述控制单元（1）将各状态信号经通信单元（5）发送至后台管理中心，并根据各状态信号发送对应报警信号至报警单元（4）。

2.根据权利要求1所述的智能型交通护栏管理系统，其特征在于，所述护栏状态监控单元（3）包括撞击与倾倒检测电路和压力检测电路，所述撞击与倾倒检测电路包括三轴陀螺仪，用于检测护栏主立柱（6）三轴方向的角速度以判断撞击与倾倒状态；所述压力检测电路包括安装于护栏立柱与柱座（61）之间的压力传感器（31），用于检测护栏受力以判断是否有行人翻越护栏。

3.根据权利要求1或2所述的智能型交通护栏管理系统，其特征在于，所述电源单元（2）包括太阳能电池板（21）、蓄电池组（22）和充放电控制电路（23），所述充放电控制电路（23）与所述太阳能电池板（21）和蓄电池组（22）相连，用于控制太阳能电池板（21）和蓄电池组（22）的供电切换。

4.一种智能型交通护栏，其特征在于，包括多个相互连接的护栏单元，所述护栏单元包括两个主立柱（6）、连接两立柱的横梁（7）和横栏杆（8）、以及如权利要求1至3中任意一项所述的智能型交通护栏管理系统，所述横梁（7）与横栏杆（8）之间设置有多根竖栏杆（9），所述智能型交通护栏管理系统安装于所述立柱和横梁（7）上。

5.根据权利要求4所述的智能型交通护栏，其特征在于，所述横梁（7）的上部开口且内部为空腔，所述开口的两侧设置有插槽（71），所述太阳能电池板（21）插设于所述插槽（71）内并通过涂抹密封胶进行密封，所述横梁（7）的空腔内设置有蓄电池组（22）和充放电控制电路（23）。

6.根据权利要求4或5所述的智能型交通护栏，其特征在于，所述横梁（7）的底部两侧设置有灯带（72），所述充放电控制电路（23）与所述灯带（72）相连，用于在光线较暗时开启以起到警示作用。

7.根据权利要求4或5所述的智能型交通护栏，其特征在于，所述报警单元（4）为声光报警器，安装于立柱上。

8.根据权利要求4或5所述的智能型交通护栏，其特征在于，所述主立柱（6）安装于柱座（61）上，所述压力传感器（31）为薄膜式压力传感器（31），安装于所述主立柱（6）与柱座（61）之间。

9.根据权利要求4或5所述的智能型交通护栏，其特征在于，所述主立柱（6）的内部设有容纳腔，所述控制单元（1）和通信单元（5）安装于所述主立柱（6）的容纳腔内。