CN108898846B - 一种道路交通团雾预警系统及其预警方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种道路交通团雾预警系统及其预警方法，属于道路交通监控技术领域，具体包括固定在团雾易发路段道路两侧的多个激光收发单元，激光收发单元包括一个第一激光收发装置和一个第二激光收发装置，第一激光收发装置包括固定在立杆上的一个激光接收模块和两个激光发射模块及用于激光接收模块和激光发射模块的控制器以及电源，第二激光收发装置包括固定在立杆上的两个激光接收模块和一个激光发射模块及用于激光接收模块和激光发射模块的控制器以及电源，激光接收模块内置光强度传感器，控制器内置通讯模块，控制器通过通讯模块与云端服务器相连接，本发明利用光强度分布情况，判断团雾区域，广泛用于团雾的监测。
Description
技术领域
本发明涉及一种道路交通团雾预警系统及其预警方法，属于道路交通监控技术领域。
背景技术
高速公路重要的交通特征是车速快、交通量大，一旦发生交通事故后，其惨烈度较大，而团雾是影响高速公路通行的最恶劣气象影响因素之一。与市区相比，为什么高速公路所处的郊区和乡村地带更容易出现团雾，经过专家研究分析，得出以下原因：1、由于团雾与局部小气候环境关系密切，而高速公路路面白天温度较高，昼夜温差更大，更有利于团雾形成；2、公路附近一些排放污染物颗粒的增加，如秋季秸秆焚烧、工业粉尘污染、汽车尾气排放等，空气中微小颗粒的增加，有利于形成团雾。
近年来，国内外在团雾监测预报、雾区交通安全运行监控、雾天道路交通管理等方面有一定的研究，但尚未形成完整系统的理论和方法，应用于高速公路监测团雾。团雾的生消变化非常快，高速公路团雾采用人工监测难度大，气象监测站的自动能见度仪多为前向散射式，仅能监测该点附近的气象变化情况，无法对高速公路上团雾的覆盖区域进行定位，并且对间断的团雾区域也无法进行判断，影响高速公路的通行安全。
发明内容
为解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种利用光强度分布情况，判断团雾区域的道路交通团雾预警系统及其预警方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为一种道路交通团雾预警系统，包括固定在团雾易发路段道路两侧的多个激光收发单元，所述激光收发单元包括一个第一激光收发装置和一个第二激光收发装置，所述第一激光收发装置和第二激光收发装置分别对应固定在道路两侧，所述第一激光收发装置包括固定在立杆上的一个激光接收模块和两个激光发射模块及用于激光接收模块和激光发射模块的控制器以及电源，所述第二激光收发装置包括固定在立杆上的两个激光接收模块和一个激光发射模块及用于激光接收模块和激光发射模块的控制器以及电源，所述激光接收模块内置光强度传感器，所述控制器内置通讯模块，所述第一激光收发装置和第二激光收发装置均用于向路对面及对角线上的激光收发装置发射激光，并接收激光强度信号，所述控制器通过通讯模块与云端服务器相连接，用于向云端服务器发送激光强度信号，所述云端服务器用于接收光强度信号及分析光强度信号的分布情况，确定团雾的大概位置，并向过往车辆推送预警信息。
优选的，所述电源为蓄电池，所述立杆上还通过支架安装有太阳能电池板，所述太阳能电池板通过充电电路与蓄电池相连接。
优选的，所述第一激光收发装置之间、第二激光收发装置之间的布置间距为10m。
一种道路交通团雾预警方法，包括上述预警系统，按照以下步骤进行，
a、模块初始化；
b、控制器控制激光发射模块向路对面及对角线上的激光接收模块周期性的发射激光，同时光强度传感器检测入射激光的强度信号，控制器采集光强度信息，并将光强度信息上传至云端服务器；
c、云端服务器接收来自不同位置的光强度信息，并对光强度信息及光强度信息来源位置进行分析，根据光强度信息及光强度信息来源位置绘制光强度分布图；
d、云端服务器检测到某一区域的光强度低于预警阈值时，则判定该区域出现团雾；
e、云端服务器根据团雾出现的位置信息向过往车辆推送预警信息。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：本发明利用在道路上布置的激光收发装置，激光发射模块向路对面及对角线上的激光接收模块发射激光，然后利用光强度传感器检测接收的光强度信号，然后利用光强度信号及所在位置信息绘制光强度分布图，进而利用光强度分布图，确定某一区域的光强度信息低于预设阈值，确定团雾的覆盖位置及分布情况，进而发出团雾预警信息。
附图说明
图1为本发明的控制原理框图。
图2为本发明的激光发射示意图。
图3为本发明的中连续团雾时光强度分布图。
图4为本发明的中间断团雾时光强度分布图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2所示，一种道路交通团雾预警系统，包括固定在团雾易发路段道路两侧的多个激光收发单元1，激光收发单元1包括一个第一激光收发装置2和一个第二激光收发装置3，第一激光收发装置2和第二激光收发装置3分别对应固定在道路两侧，第一激光收发装置之间、第二激光收发装置之间的布置间距为10m，第一激光收发装置2包括固定在立杆上的一个激光接收模块4和两个激光发射模块5及用于激光接收模块和激光发射模块的控制器6以及电源，第二激光收发装置3包括固定在立杆上的两个激光接收模块4和一个激光发射模块5及用于激光接收模块和激光发射模块的控制器6以及电源，激光接收模块4内置光强度传感器7，控制器6内置通讯模块8，第一激光收发装置2和第二激光收发装置3均用于向路对面及对角线上的激光收发装置发射激光，并接收激光强度信号，控制器6通过通讯模块与云端服务器9相连接，用于向云端服务器发送激光强度信号，云端服务器9用于接收光强度信号及分析光强度信号的分布情况，确定团雾的大概位置，并向过往车辆推送预警信息。
其中，电源为蓄电池，立杆上还通过支架安装有太阳能电池板，太阳能电池板通过充电电路与蓄电池相连接。利用太阳能电池板能够给蓄电池进行充电，保证激光收发装置能够连续工作。
本发明从团雾生成机理上考虑，因高速公路上车辆高速行驶的带动，空气流速加大，极少生成仅在距地面4m 以内空间范围的团雾，因此激光发射模块及激光接收模块应安装在距地面 4-6m 的范围内，避免车辆遮挡对仪器的干扰。
在具体使用时，按照以下步骤进行，a、模块初始化；b、控制器控制激光发射模块向路对面及对角线上的激光接收模块周期性的发射激光，同时光强度传感器检测入射激光的强度信号，控制器采集光强度信息，并将光强度信息上传至云端服务器；c、云端服务器接收来自不同位置的光强度信息，并对光强度信息及光强度信息来源位置进行分析，根据光强度信息及光强度信息来源位置绘制光强度分布图；d、云端服务器检测到某一区域的光强度低于预警阈值时，则判定该区域出现团雾；e、云端服务器根据团雾出现的位置信息向过往车辆推送预警信息。
如图3所示，其为连续团雾时光强度分布图。当监测到团雾时，位于团雾外部的监测点，监测到的光强度为正常值，位于团雾内的监测点的测量值小于预警阀值。每个单元采集的光强度值为三个，两个对角方向的，一个垂直于道路方向的。连续的团雾内的监测点光强度始终低于预警阈值，直至光强度恢复正常。这样通过监测点位置及光强度的覆盖范围，准确的团雾的覆盖范围。
如图4所示，其为间断团雾时光强度分布图。同理，当出现间断团雾时中间某一位置的光强度会恢复正常或高于预警阈值，这样即判断团雾中间出现间断，能够出现光强度恢复正常或高于预警阈值的位置，判断团雾的中断位置，进而准确判断间断团雾的覆盖范围。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本发明范围内。
Claims (1)
1.一种道路交通团雾预警系统，其特征在于：包括固定在团雾易发路段道路两侧的多个激光收发单元，所述激光收发单元包括一个第一激光收发装置和一个第二激光收发装置，所述第一激光收发装置和第二激光收发装置分别对应固定在道路两侧；
所述第一激光收发装置包括固定在立杆上的一个激光接收模块和两个激光发射模块及用于激光接收模块和激光发射模块的控制器以及电源，所述第二激光收发装置包括固定在立杆上的两个激光接收模块和一个激光发射模块及用于激光接收模块和激光发射模块的控制器以及电源，所述激光接收模块内置光强度传感器，所述控制器内置通讯模块，所述第一激光收发装置和第二激光收发装置均用于向路对面及对角线上的激光收发装置发射激光，并接收激光强度信号，所述控制器通过通讯模块与云端服务器相连接，用于向云端服务器发送激光强度信号，所述云端服务器用于接收光强度信号及分析光强度信号的分布情况，确定团雾的大概位置，并向过往车辆推送预警信息；
所述电源为蓄电池，所述立杆上还通过支架安装有太阳能电池板，所述太阳能电池板通过充电电路与蓄电池相连接；所述第一激光收发装置之间、第二激光收发装置之间的布置间距为10m；
所述道路交通团雾预警系统，按照以下步骤进行预警：
a、模块初始化；
b、控制器控制激光发射模块向路对面及对角线上的激光接收模块周期性的发射激光，同时光强度传感器检测入射激光的强度信号，控制器采集光强度信息，并将光强度信息上传至云端服务器；
c、云端服务器接收来自不同位置的光强度信息，并对光强度信息及光强度信息来源位置进行分析，根据光强度信息及光强度信息来源位置绘制光强度分布图；
d、云端服务器检测到某一区域的光强度低于预警阈值时，则判定该区域出现团雾；
e、云端服务器根据团雾出现的位置信息向过往车辆推送预警信息。
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