CN106968203A - 一种智能公路防护栏系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能公路防护栏系统，包括柔性的公路防护栏和控制单元，控制单元对柔性的公路防护栏进行实施监控和预警，本发明还公开了一种智能公路防护栏系统的控制方法，通过各链式护栏体上外置位移传感器；位移感知模块由无线传感器感知扰动，用于感应链式护栏体局部受到撞击等荷载作用时所产生的位移；无线数据传输模块发射带有设备代码的扰动信号至无限数据收发器；数据分析模块位移数据信号定位，同时过滤位移数据信号，从而判断是否发生事故，最终产生事故预警信号。本发明能有效减少汽车噪音，减少空气污染，同时能够快速预警定位事故点，同时对于泥石流、山体滑坡等自然灾害对防护栏结构损坏起到及时反馈预警的作用。
Description
技术领域
本发明属于公路安全防护领域，特别涉及一种智能公路防护栏系统及其控制方法。
背景技术
城市道路上的交通护栏是交通建设中的必要措施，为人们提供了出行的安全保障，目前已有的护栏结构单调、功能单一。且不具有智能化。交通护栏作为隔离、防撞设施，广泛应用于高速公路、城市公路等交通工程建设中，是交通安全设施的一种，对降低行车事故损害有着非常重要的作用。
目前，常见的防护栏有两种，一种是波形护栏，一种是钢丝绳护栏。这两类防护栏普遍存一定问题：(1)不能减少汽车噪音，不能减少空气污染，功能单一；(2)安装完护栏底座还要安装相应的防护栏立柱，不便于施工；(3)多为固定式，受地形限制较大，不能适用于任意曲度的公路；(4)不能快速预警定位事故点，同时对于泥石流、滑坡等对护栏结构的损毁也不能及时反馈预警。
由此可见，现有防护栏还不足以满足公共安全使用的要求。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种能够有效减少汽车噪音和空气污染，同时，能够准确、快速预警定位事故点的智能公路防护栏系统。
发明内容：为解决上述技术问题，本发明提出一种智能公路防护栏系统，包括柔性的公路防护栏和控制单元，其中，所述柔性的公路防护栏包括多个链式护栏体，相邻的两个链式护栏体上均设有相适配的转动副，相邻的两个链式护栏体之间的转动副通过插杆进行连接，在每个链式护栏体上还设有无线位移传感器和绿化槽；所述控制单元包括位移感知模块、无线数据传输模块、数据分析模块以及预警模块，所述位移感知模块中包括设置在链式护栏体上的无线位移传感器，主要用于感应链式护栏体局部受到撞击等荷载作用时所产生的位移；无线数据传输模块用于接收和发射位移感知模块和数据分析模块所产生的数据信号；数据分析模块用于对位移感知模块所发射出的信号进行过滤、定位和判断，再通过预警模块发出预警。
进一步，所述相邻的两个链式护栏体上相适配的转动副与相对的链式护栏体之间设有间隙。这样不仅有助于快速透水，同时使得组成的柔性的公路防护栏的曲度可调，从而适应任何曲度的公路。
进一步，所述间隙为2-8mm。
进一步，所述无线位移传感器采用太阳能电池驱动。这样更加节能环保，使用寿命长。
进一步，在所述链式护栏体的内部设有与绿化槽相通的排水管。这样更有助于植物的生长。
本发明还提供了一种基于上述智能公路防护栏系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：位移感知模块实时采集每个对应链式护栏体的位移信息，并实时将感知的位移信息与对应的设备代码信息发送至无线数据传输模块；
步骤2：无线数据传输模块将接收到的信息发送到数据分析模块；
步骤3：数据分析模块用于对位移感知模块所发射出的信号进行过滤、定位和判断；
步骤4：数据分析模块将有问题的信息发送到预警模块，预警模块发出预警。
进一步，所述无线数据传输模块采用路边测速桩中自带的无线数据传输模块。
有益效果：与现有技术相比，本发明有效减少汽车噪音，减少空气污染，使得防护栏底座集防撞、美化、环保多种功能于一身；同时，本发明提供的防护栏结构简单，使生产、安装、拆除均很方便，能够有效提高施工效率；再者，活动链接能够有效提高防撞能力，同时能够适应各种曲度的公路；最后本发明提供的系统能够快速预警定位事故点，同时对于泥石流、山体滑坡等自然灾害对防护栏结构损坏起到及时反馈预警的作用。
附图说明
图1为本发明中柔性的公路防护栏的结构示意图；
图2为本发明中柔性的公路防护栏的局部截面图；
图3为本发明中柔性的公路防护栏中第一个链式护栏体的截面图；
图4为本发明中柔性的公路防护栏中中间的链式护栏体的截面图；
图5为本发明中柔性的公路防护栏中最后一个的链式护栏体的截面图；
图6为本发明中插杆的结构示意图；
图7为本发明中控制单元的模块示意图；
图8为本发明的工作示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步解释。
如图1～2所示，本发明提供了一种智能公路防护栏系统，主要包括柔性的公路防护栏和控制单元，其中柔性的公路防护栏包括多个链式护栏体1，链式护栏体1为实心结构，在链式护栏体1的上表面设有无线位移传感器2，在链式护栏体1的上表面设有向链式护栏体1内部延伸的绿化槽3，在链式护栏体1的内部设有与绿化槽3相通的排水管8，绿化槽3主要用来种植植物。在多个链式护栏体1的左右两侧分别固定有第一连接部4和第二连接部5，其中，第一连接部4为一块金属连接件，第二连接部5为两块相互上下平行的金属连接件，第一连接部4的水平位置的延长线正好位于第二连接部5的两块金属连接件之间，在第一连接部4和第二连接部5的金属连接件上均设有通孔7。其中，如图3所示，整个公路防护栏的第一个链式护栏体1只在一侧设有第一连接部4，如图5所示，最后一个链式护栏体1只在一侧设有第二连接部5，如图4所示，设置在中间的链式护栏体1均在两侧分别设有第一连接部4和第二连接部5，第一个的链式护栏体1上的第一连接部4插在第二个的链式护栏体1上的第二连接部5中，并通过插杆6同时插在第一连接部4和第二连接部5的金属连接件上的通孔7中，这样第一个的链式护栏体1和第二个的链式护栏体1之间形成可转动连接，第一个链式护栏体与第二个链式护栏体均可以插杆6为轴转动。第二个链式护栏体1另一侧上设置的第一连接部4插在第三个链式护栏体1一侧设置的第二连接部5中，并通过插杆6同时插在第一连接部4和第二连接部5的金属连接件上的通孔7中，从而第二个链式护栏体1和第三个链式护栏体1之间形成可转动连接。这样以此类推，直到倒数第二个链式护栏体1一侧的设置的第一连接部4插在最后一个链式护栏体1上的第二连接部5中，并通过插杆6同时插在第一连接部4和第二连接部5的金属连接件上的通孔7中，从而倒数第二个链式护栏体1和最后一个链式护栏体1之间形成可转动连接。这样就组成了柔性的公路防护栏。相邻的两个链式护栏体1之间的第一连接部4和第二连接部5均与相对的两个链式护栏体1之间留有间隙，所述间隙为2-8mm，这样有助于快速透水；同时，相邻的两个链式护栏体1之间的第一连接部4和第二连接部5形成转动副，一方面使得组成的柔性的公路防护栏的曲度可调，从而适应任何曲度的公路，另一方面，当防护栏底座遭遇撞击时，相邻的两个链式护栏体1之间的第一连接部4和第二连接部5可在一定范围内转动，抵消一部分撞击力，进而有效提高防撞能力。如图6所示，本发明中采用的插杆6可为T形圆柱体，包括上圆柱体和下圆柱体，下圆柱体的直径与通孔7孔径相配，插入通孔7；上圆柱体的直径大于通孔7的孔径，位于通孔7上方，避免相邻链式护栏体转动时脱离插杆6。链式护栏体1与插杆6可采用预制砌体，如预制高强度混凝土砌体或普通混凝土加筋砌体。这样更加方便制作和运输。
如图7所示，其中，控制单元包括位移感知模块、无线数据传输模块、数据分析模块以及预警模块，其中，位移感知模块中包括设置在链式护栏体1上的无线位移传感器2，主要用于感应链式护栏体局部受到撞击等荷载作用时所产生的位移；无线数据传输模块用于接收和发射位移感知模块和数据分析模块所产生的数据信号，无线数据传输模块基于路边测速桩中自带的无线数据传输模块；数据分析模块用于对位移感知模块所发射出的信号进行过滤、定位和判断，再通过预警模块发出预警，其中，数据分析模块和预警模块都设置在终端上，这个终端可以是电脑、手机、平板等。在数据分析模块中，先设定位移变化界限值，当接收到的护栏体1的位移变化大于设定的位移变化界限值，则认为相对于的护栏体发生了碰撞，当接收到的护栏体1的位移变化下雨设定的位移变化界限值，则认为相对于的护栏体只是发生了小扰动，将该信息过滤不予考虑。如果数据分析模块分析出有护栏体1发送了碰撞，则将相应的信息发送到预警模块，预警模块发出相应的警报信息。
位移感知模块、无线数据传输模块、数据分析模块的物理设备包含若干连续等间距设置于链式护栏体顶端的无线位移传感器2和连接公路各区段测速或监测电子系统的无线数据收发器组成；各无线位移传感器2在数据输出时包含其设备代码信号。
如图8所示，在公路中央设置隔离栏，在公路一侧设置测速桩；当无线传感器感知扰动，此时无线数据传输模块发射带有设备代码的扰动信号至无线数据传输模块；无线数据传输模块将接收到的信息发送给数据分析模块，数据分析模块进行位移数据信号定位，同时过滤位移数据信号，从而判断是否发生事故，最终产生事故预警信号。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种智能公路防护栏系统，其特征在于：包括柔性的公路防护栏和控制单元，其中，所述柔性的公路防护栏包括多个链式护栏体，相邻的两个链式护栏体上均设有相适配的转动副，相邻的两个链式护栏体之间的转动副通过插杆进行连接，在每个链式护栏体上还设有无线位移传感器和绿化槽；所述控制单元包括位移感知模块、无线数据传输模块、数据分析模块以及预警模块，所述位移感知模块中包括设置在链式护栏体上的无线位移传感器，主要用于感应链式护栏体局部受到撞击等荷载作用时所产生的位移；无线数据传输模块用于接收和发射位移感知模块和数据分析模块所产生的数据信号；数据分析模块用于对位移感知模块所发射出的信号进行过滤、定位和判断，再通过预警模块发出预警。
2.根据权利要1所述的智能公路防护栏系统，其特征在于：所述相邻的两个链式护栏体上相适配的转动副与相对的链式护栏体之间设有间隙。
3.根据权利要2述的智能公路防护栏系统，其特征在于：所述间隙为2-8mm。
4.根据权利要1所述的智能公路防护栏系统，其特征在于：所述无线位移传感器采用太阳能电池驱动。
5.根据权利要1所述的智能公路防护栏系统，其特征在于：在所述链式护栏体的内部设有与绿化槽相通的排水管。
6.基于权利要求1所述的智能公路防护栏系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：位移感知模块实时采集每个对应链式护栏体的位移信息，并实时将感知的位移信息与对应的设备代码信息发送至无线数据传输模块；
步骤2：无线数据传输模块将接收到的信息发送到数据分析模块；
步骤3：数据分析模块用于对位移感知模块所发射出的信号进行过滤、定位和判断；
步骤4：数据分析模块将有问题的信息发送到预警模块，预警模块发出预警。
7.根据权利要6所述的智能公路防护栏系统的控制方法，其特征在于：所述无线数据传输模块采用路边测速桩中自带的无线数据传输模块。
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