CN110264697A - 一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物联网技术领域，具体涉及一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统和方法，包括有人机交互设备、控制柜、升降桩、警示柱、隔离网、服务器和救援车道；人机交互设备安装在每辆救援车辆的内部，控制柜间隔分布在救援车道的旁侧，升降桩设置在救援车道的路面下方并沿着救援车道等距离间隔分布，警示柱设置在救援车道与普通车道之间；警示柱之间的路面设置有竖直向下凹陷的栅栏槽，隔离网可升降地安装在每个栅栏槽中，警示柱的顶端安装有第二升降机构和道路检测机构；本系统和方法通过隔离救援车道与普通车道，还能引导救援车辆驶入非拥堵路段，有效地解决了高峰时期救援车辆被拥堵的社会车辆堵住去路的问题。

Description

一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统和方法

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，具体涉及一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统和方法。

背景技术

在发生人员伤亡、警情、火情等紧急状况的情况下，保证救护车、警车、消防车等救援车辆尽快赶赴现场是非常重要的任务。目前，城市中堵车的现象比较常见，一旦救援车辆前往现场的途中经过堵车路段，必然严重影响救援速度。

应急车道是专供救援车辆行驶的车道，不受堵车影响，但一般只有城市主干道才设有专门的应急车道，还经常发生应急车道被违规占用的情况。更何况很多城市道路中并没有设立专门的应急车道，故而救援车辆遇到堵车阻碍是亟待解决的问题。

中国专利CN101846524B公开了一种确定抢修路径规划方法，包括以下步骤：(1)首先定义工厂各个道路结点的三维地理信息，以及计算装置设备与工厂道路结点的对应关系；(2)如果工厂某处设备发生事故，通过路径优化算法计算从救援起点到事故现场的最佳路线；(3)在最佳路线上计算各个道路结点的旋转方向，呈现救援车辆如何从起点到终点的过程。

中国专利CN108286981A公开了一种车联网的车辆路径规划方法、系统、计算机设备和存储介质。所述方法包括：获取车联网中联网的车载终端的车辆数据，并将获取的车辆数据进行存储，根据车辆数据的经纬度数据对车辆划分区域对应至各个路段，并根据速度和方向的数据对各个路段进行路况分析，获取各个路段的车流量数据并进行存储，接收请求端的车辆路径规划请求，车辆路径规划请求包括待规划车辆当前位置和目的地位置的经纬度参数，根据车辆路径规划请求从存储的车流量数据中查找该经纬度参数对应路段的车流量数据，对对应路段的车流量数据进行实时分析，获取待规划车辆的路径规划结果，并将路径规划结果返回至请求端。

中国专利CN107844935A公开了一种基于环保和成本节约的车辆调度和路径规划方法，以燃油消耗量、尿素消耗量和污染物排放量最小为规划目标，建立带时间窗的整数规划模型。本发明通过企业输入的配送中心车辆数量及型号、车辆的载重量、配送中心及客户位置信息、货物配送的时间要求、各个点的供应量及需求量和货物配送的优先级，以燃油消耗量、尿素消耗量和污染物排放量为目标，为企业设计合理的车辆调度方案，使得企业的运输成本减少，同时减少了对环境的污染，有利于可持续社会的发展。

通过以上专利可以看出，现有技术对于车辆调度和路径规划的研究仅限于算法，未能充分发挥出物联网的优势，在物联网蓬勃发展的现在，人们了更多的途径可以监控道路的拥堵状况，甚至还可以临时制造出新的道路，结合物联网可以打破常规思维，开发出更加先进、可靠的车辆调度和路径规划的系统与方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统和方法，本系统和方法通过支持物联网通信的多种道路设施，在应急状态下隔离救援车道与普通车道，还能引导救援车辆驶入非拥堵路段，有效地解决了高峰时期救援车辆被拥堵的社会车辆堵住去路的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统，包括有人机交互设备、控制柜、升降桩、警示柱、隔离网、服务器和救援车道；

救援车道设置在道路的两侧或中间；

人机交互设备安装在每辆救援车辆的内部，人机交互设备包括有联网模块、定位模块和工业电脑，定位模块和工业电脑均通过联网模块和服务器通讯连接；

控制柜间隔分布在救援车道的旁侧，控制柜内部设置有联网模块和工控机，工控机通过联网模块和服务器通讯连接；

升降桩设置在救援车道的路面下方并沿着救援车道等距离间隔分布；

警示柱设置在救援车道与普通车道之间，警示柱设置在升降桩的旁侧并与升降桩一一对应；

警示柱之间的路面设置有竖直向下凹陷的栅栏槽，隔离网可升降地安装在每个栅栏槽中；

警示柱内部设置有第一升降机构和第二升降机构，第一升降机构和第二升降机构分布于警示柱的两侧并且竖直设置，第一升降机构和第二升降机构的工作部分别与警示柱两侧的隔离网固定连接；

警示柱的顶端安装有第二升降机构和道路检测机构，道路检测机构的工作方向朝向救援车道设置；

第一升降机构、第二升降机构和道路检测机构均与控制器电连接，工控机与每个升降桩通讯连接，工控机与每个控制器通讯连接。

作为一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统的一种优选方案，警示柱为空心圆筒形状，第一升降机构包括有滑轨、滑块、滚珠丝杆螺母、滚珠丝杆、电机和法兰轴承，滑轨设置于警示柱的两侧，滑轨沿着竖直方向延伸，滑块和滑轨滑动配合，滑块位于第一升降机构内部的一端安装有滚珠丝杆螺母，滚珠丝杆与滚珠丝杆螺母传动连接，电机固定安装在警示柱内部的顶端，滚珠丝杆的顶端与电机的输出轴传动连接，滚珠丝杆的底端通过法兰轴承可旋转地安装在警示柱的底板上，滑块与隔离网固定连接，电机与控制器电连接；

第一升降机构和第二升降机构结构相同。

作为一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统的一种优选方案，第二升降机构包括有立体音响和警报器，立体音响和警报器均固定安装在警示柱的顶端，立体音响和警报器均与控制器电连接。

作为一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统的一种优选方案，道路检测机构包括有激光雷达和摄像头，激光雷达和警报器均固定安装在警示柱的顶端，激光雷达和摄像头分别朝向两侧的救援道路倾斜设置，激光雷达和摄像头均与控制器电连接。

作为一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统的一种优选方案，还包括有承压直杆，承压直杆包括有自上而下顺序连接的承重部和连接部，承重部和连接部为一体件，承重部和连接部为沿着同一个方向延伸的长条形状，承重部的两端分别与一个警示柱的第一升降机构和与其相邻的另一个警示柱的第二升降机构的工作端固定连接，连接部的底端和隔离网的顶端卡接；

承重部的宽度大于连接部的宽度，连接部的宽度等于隔离网的宽度，连接部与栅栏槽间隙配合，栅栏槽的顶端开设有截面积大于承重部的直杆槽，非工作状态下承重部位于直杆槽内部并与路面平齐。

作为一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统的一种优选方案，直杆槽的两侧均固定安装有角钢条，非工作状态下，承重部的底面抵接在角钢条上，承重部的两侧与角钢条间隙配合。

作为一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统的一种优选方案，承重部的底端嵌入安装有密封条，密封条的底面高度低于承重部的底面，非工作状态下，密封条抵接在角钢条上；

栅栏槽的底端旁侧设置有与栅栏槽内部连通的排水槽，排水槽的底面高度低于栅栏槽的底面高度。

作为一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统的一种优选方案，隔离网为折叠栅栏。

作为一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统的一种优选方案，隔离网为尼龙网。

一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统的方法，包括以下步骤：

步骤一、乘坐救援车辆的工作人员通过工业电脑输入救援信息和目的地并通过联网模块发送给服务器，定位模块通过GPS或北斗实时监测救援车辆的所在位置并通过联网模块发送给服务器；

步骤二、服务器规划出救援路径并将其反馈给工业电脑，工作人员通过工业电脑得知救援路径并将路径规划告知给驾驶员；

步骤三、服务器通过联网模块向救援路径沿路的工控机发出信号，工控机向其控制的每个升降桩和控制器发出信号；

步骤四、控制器向立体音响、警报器和激光雷达发出信号，立体音响和警报器立刻发出警报通知救援车道上的社会车辆立刻驶离救援车道，激光雷达监测救援车道上是否仍停留有车辆或障碍物；

步骤五、激光雷达检测到救援车道净空后发出信号给控制器，控制器再发出信号给第一升降机构和第二升降机构同时回馈信号给工控机，第一升降机构和第二升降机构工作将承压直杆从栅栏槽中升起，承压直杆升起并带动隔离网展开，工控机接收到控制器反馈的信号后发出信号给升降桩令控制器旁侧的升降桩升起，从而完成救援车道的封锁；

步骤六、立体音响和警报器工作10秒后，激光雷达检测到救援车道上仍然有障碍物则发出信号给控制器，控制器发出信号给工控机，工控机通过联网模块向服务器反馈信号，服务器重新规划救援路径，避开障碍物，同时控制器发出信号给摄像头，摄像头对障碍物进行拍照取证，然后将图像依次通过控制器、工控机、联网模块上传到服务器；

步骤七、当救援车辆靠近救援车道时，服务器通过定位模块实时判断救援车辆的位置，并发出信号给工控机，工控机发出信号给升降桩和控制器，使得位于救援车辆行进方向前方的升降桩逐步降下，同时将位于救援车辆行进方向后方的隔离网逐步降下。

本发明的有益效果：

乘坐救援车辆的工作人员通过工业电脑输入救援信息和目的地并通过联网模块发送给服务器，定位模块通过GPS或北斗实时监测救援车辆的所在位置并通过联网模块发送给服务器；

服务器规划出救援路径并将其反馈给工业电脑，工作人员通过工业电脑得知救援路径并将路径规划告知给驾驶员；

服务器通过联网模块向救援路径沿路的工控机发出信号，工控机向其控制的每个升降桩和控制器发出信号；

控制器向立体音响、警报器和激光雷达发出信号，立体音响和警报器立刻发出警报通知救援车道上的社会车辆立刻驶离救援车道，激光雷达监测救援车道上是否仍停留有车辆或障碍物；

激光雷达检测到救援车道净空后发出信号给控制器，控制器再发出信号给第一升降机构和第二升降机构同时回馈信号给工控机，第一升降机构和第二升降机构工作将承压直杆从栅栏槽中升起，承压直杆升起并带动隔离网展开，工控机接收到控制器反馈的信号后发出信号给升降桩令控制器旁侧的升降桩升起，从而完成救援车道的封锁；

立体音响和警报器工作10秒后，激光雷达检测到救援车道上仍然有障碍物则发出信号给控制器，控制器发出信号给工控机，工控机通过联网模块向服务器反馈信号，服务器重新规划救援路径，避开障碍物，同时控制器发出信号给摄像头，摄像头对障碍物进行拍照取证，然后将图像依次通过控制器、工控机、联网模块上传到服务器；

若当前救援车道上出现大量障碍物，则服务器收到大量激光雷达的反馈，则服务器判断当前道路拥堵，则重新规划救援路线，引导救援车辆驶入其他道路；

当救援车辆靠近救援车道时，服务器通过定位模块实时判断救援车辆的位置，并发出信号给工控机，工控机发出信号给升降桩和控制器，使得位于救援车辆行进方向前方的升降桩逐步降下，同时将位于救援车辆行进方向后方的隔离网逐步降下。

1、本系统和方法通过隔离救援车道与普通车道，有效地解决了高峰时期救援车辆被拥堵的社会车辆堵住去路的问题；本发明的隔离网是分段的，当救援车辆驶过本段，就可以控制本段降下，释放道路资源2、本系统和方法可以引导救援车辆驶入非拥堵路段。例如，如果赶赴救援现场方向的车道全部拥堵，但是对向车道处于非拥堵状态，则可以通过在对向车道开辟该救援车道，救援车辆从红绿灯路口利用对向红灯的时间，串线驶入该临时救援车道。这样既保证了救援车辆的通行，同时也最大程度利用了闲置的道路资源，避免加剧拥堵状况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例所述的一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统的系统图；

图2是本发明实施例所述的一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统的结构俯视图；

图3是本发明实施例所述的一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统的结构剖视图；

图4是图3的A处局部放大图；

图5是图3的B处局部放大图；

图6是图5的非工作状态示意图；

图7是本发明实施例所述的一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统的结构立体图；

图8是图7的C处局部放大图；

图9是本发明实施例所述的一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统的警示柱和隔离网工作状态立体图；

图10是本发明实施例所述的一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统的警示柱立体图；

图11是本发明实施例所述的一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统的警示柱侧视图；

图12是本发明实施例所述的一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统的警示柱剖视图；

图中：

1、人机交互设备；1a、联网模块；1b、定位模块；1c、工业电脑；

2、控制柜；2a、联网模块；2b、工控机；

3、升降桩；

4、警示柱；4a、控制器；4b、第一升降机构；4b1、滑轨；4b2、滑块；4b3、滚珠丝杆螺母；4b4、滚珠丝杆；4b5、电机；4b6、法兰轴承；4c、第二升降机构；4c、警示机构；4c1、立体音响；4c2、警报器；4d、道路检测机构；4d1、激光雷达；4d2、摄像头；

5、隔离网；

6、栅栏槽；6a、直杆槽；6b、角钢条；6c、排水槽；

7、承压直杆；7a、承重部；7b、连接部；7c、密封条。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1至图12所示的一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统，包括有人机交互设备1、控制柜2、升降桩3、警示柱4、隔离网5、服务器和救援车道；

救援车道设置在道路的两侧或中间；

人机交互设备1安装在每辆救援车辆的内部，人机交互设备1包括有联网模块1a、定位模块1b和工业电脑1c，定位模块1b和工业电脑1c均通过联网模块1a和服务器通讯连接；

控制柜2间隔分布在救援车道的旁侧，控制柜2内部设置有联网模块2a和工控机2b，工控机2b通过联网模块2a和服务器通讯连接；

升降桩3设置在救援车道的路面下方并沿着救援车道等距离间隔分布；

警示柱4设置在救援车道与普通车道之间，警示柱4设置在升降桩3的旁侧并与升降桩3一一对应；

警示柱4之间的路面设置有竖直向下凹陷的栅栏槽6，隔离网5可升降地安装在每个栅栏槽6中；

警示柱4内部设置有第一升降机构4b和第二升降机构4c，第一升降机构4b和第二升降机构4c分布于警示柱4的两侧并且竖直设置，第一升降机构4b和第二升降机构4c的工作部分别与警示柱4两侧的隔离网5固定连接；

警示柱4的顶端安装有第二升降机构4c和道路检测机构4d，道路检测机构4d的工作方向朝向救援车道设置；

第一升降机构4b、第二升降机构4c和道路检测机构4d均与控制器4a电连接，工控机2b与每个升降桩3通讯连接，工控机2b与每个控制器4a通讯连接。

救援车道根据城市道路规划的实际情况，设置在人行道旁侧或双黄线旁侧；

栅栏槽6为在地面开挖出沟道然后在沟道内用水泥浇筑出来的槽；

乘坐救援车辆的工作人员通过工业电脑1c输入救援信息和目的地，定位模块1b通过GPS或北斗实时监测救援车辆的所在位置，定位模块1b和工业电脑1c通过联网模块1a将救援信息、目的地和车辆实时定位发送给服务器，服务器根据救援车辆的实时位置和目的地，规划出救援路径并激活位于救援路径上的控制柜2，随后服务器将救援路径发送给工业电脑1c，工作人员通过工业电脑1c得知救援路径并将路径规划告知给驾驶员；

服务器通过联网模块2a向工控机2b发出信号，工控机2b向其控制的每个升降桩3和控制器4a发出信号，控制器4a向第一升降机构4b、第二升降机构4c和道路检测机构4d发出信号，第二升降机构4c即刻发出警报通知救援车道上的社会车辆立刻驶离救援车道，道路检测机构4d监测救援车道上是否有违法停靠车辆或障碍物；

当救援车道净空后道路检测机构4d发出信号给控制器4a，控制器4a再发出信号给第一升降机构4b和第二升降机构4c同时回馈信号给工控机2b，第一升降机构4b和第二升降机构4c工作将隔离网5从栅栏槽6中升起，工控机2b接收到控制器4a反馈的信号后发出信号给升降桩3令控制器4a旁侧的升降桩3升起，从而完成救援车道的封锁；

若救援车道上有违法停靠车辆或障碍物导致部分路段无法完成封锁，则控制器4a发出信号给工控机2b，工控机2b通过联网模块2a向服务器反馈信号，服务器重新规划救援路径，避开障碍物；

当救援车辆靠近救援车道时，服务器通过定位模块1b实时判断救援车辆的位置，并发出信号给工控机2b，工控机2b将位于救援车辆行进方向前方的升降桩3逐步降下，同时将位于救援车辆行进方向后方的隔离网5逐步降下。

警示柱4为空心圆筒形状，第一升降机构4b包括有滑轨4b1、滑块4b2、滚珠丝杆螺母4b3、滚珠丝杆4b4、电机4b5和法兰轴承4b6，滑轨4b1设置于警示柱4的两侧，滑轨4b1沿着竖直方向延伸，滑块4b2和滑轨4b1滑动配合，滑块4b2位于第一升降机构4b内部的一端安装有滚珠丝杆螺母4b3，滚珠丝杆4b4与滚珠丝杆螺母4b3传动连接，电机4b5固定安装在警示柱4内部的顶端，滚珠丝杆4b4的顶端与电机4b5的输出轴传动连接，滚珠丝杆4b4的底端通过法兰轴承4b6可旋转地安装在警示柱4的底板上，滑块4b2与隔离网5固定连接，电机4b5与控制器4a电连接；

第一升降机构4b和第二升降机构4c结构相同。

第一升降机构4b的工作原理等同于滚珠丝杆滑台，电机4b5驱动滚珠丝杆4b4旋转从而使得滚珠丝杆螺母4b3得以竖直升降，进而使得滑块4b2得以带动隔离网5竖直升降。

第二升降机构4c包括有立体音响4c1和警报器4c2，立体音响4c1和警报器4c2均固定安装在警示柱4的顶端，立体音响4c1和警报器4c2均与控制器4a电连接。

控制器4a发出信号令立体音响4c1和警报器4c2工作，警报器4c2发出警报光线，立体音响4c1通过喇叭驱赶救援道路上的社会车辆立刻驶离。

道路检测机构4d包括有激光雷达4d1和摄像头4d2，激光雷达4d1和警报器4c2均固定安装在警示柱4的顶端，激光雷达4d1和摄像头4d2分别朝向两侧的救援道路倾斜设置，激光雷达4d1和摄像头4d2均与控制器4a电连接。

激光雷达4d1用于检测救援道路上是否有违法停靠车辆或障碍物，并通过控制器4a将信号发送给工控机2b，工控机2b收到反馈信号后通过控制器4a发送信号给摄像头4d2，摄像头4d2对救援道路进行拍照，并通过控制器4a和工控机2b将照片发送给服务器，后台工作人员对照片进行识别，对违法停靠车辆的车牌号进行识别并通知车主立刻驶离，或通知交警处理。

还包括有承压直杆7，承压直杆7包括有自上而下顺序连接的承重部7a和连接部7b，承重部7a和连接部7b为一体件，承重部7a和连接部7b为沿着同一个方向延伸的长条形状，承重部7a的两端分别与一个警示柱4的第一升降机构4b和与其相邻的另一个警示柱4的第二升降机构4c的工作端固定连接，连接部7b的底端和隔离网5的顶端卡接；

承重部7a的宽度大于连接部7b的宽度，连接部7b的宽度等于隔离网5的宽度，连接部7b与栅栏槽6间隙配合，栅栏槽6的顶端开设有截面积大于承重部7a的直杆槽6a，非工作状态下承重部7a位于直杆槽6a内部并与路面平齐。

承压直杆7为高强度塑料件，用于在非工作状态下填充栅栏槽6的开口，从而给隔离网5提供保护，避免车辆在正常车道和救援车道之间变道时车轮压在隔离网5上造成隔离网5损坏，承重部7a置于直杆槽6a内部时，承重部7a的两侧压在直杆槽6a的内壁顶面上，从而给承重部7a提供支撑力。

直杆槽6a的两侧均固定安装有角钢条6b，非工作状态下，承重部7a的底面抵接在角钢条6b上，承重部7a的两侧与角钢条6b间隙配合。

角钢条6b用于增强直杆槽6a的强度，避免车轮反复碾压承重部7a，然后承重部7a将重量传递给直杆槽6a造成直杆槽6a的混凝土结构破损。

承重部7a的底端嵌入安装有密封条7c，密封条7c的底面高度低于承重部7a的底面，非工作状态下，密封条7c抵接在角钢条6b上；

栅栏槽6的底端旁侧设置有与栅栏槽6内部连通的排水槽6c，排水槽6c的底面高度低于栅栏槽6的底面高度。

承重部7a压在角钢条6b上时，密封条7c挤压在承重部7a和角钢条6b之间，从而提供良好的密封性，减少了进入到栅栏槽6内部的雨水，而通过其他地方进入到栅栏槽6内部的雨水则流入到排水槽6c中，排水槽6c与市政排水渠连通，雨水通过排水槽6c进入到排水渠中排走，避免了隔离网5浸泡在水中。

隔离网5为折叠栅栏。

折叠栅栏升起时面积宽广，降下后体积很小，能够减少制作栅栏槽6的施工量，并且使用寿命长。

隔离网5为尼龙网。

尼龙网重量轻、折叠后体积极小，需要的栅栏槽6空间很小，施工成本低，虽然寿命较低，但是能够显著地减轻第一升降机构4b和第二升降机构4c的负担，使得警示柱4之间的距离可以扩大很多，从而进一步减少了建设成本。

一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统的方法，包括以下步骤：

步骤一、乘坐救援车辆的工作人员通过工业电脑1c输入救援信息和目的地并通过联网模块1a发送给服务器，定位模块1b通过GPS或北斗实时监测救援车辆的所在位置并通过联网模块1a发送给服务器；

步骤二、服务器规划出救援路径并将其反馈给工业电脑1c，工作人员通过工业电脑1c得知救援路径并将路径规划告知给驾驶员；

步骤三、服务器通过联网模块2a向救援路径沿路的工控机2b发出信号，工控机2b向其控制的每个升降桩3和控制器4a发出信号；

步骤四、控制器4a向立体音响4c1、警报器4c2和激光雷达4d1发出信号，立体音响4c1和警报器4c2立刻发出警报通知救援车道上的社会车辆立刻驶离救援车道，激光雷达4d1监测救援车道上是否仍停留有车辆或障碍物；

步骤五、激光雷达4d1检测到救援车道净空后发出信号给控制器4a，控制器4a再发出信号给第一升降机构4b和第二升降机构4c同时回馈信号给工控机2b，第一升降机构4b和第二升降机构4c工作将承压直杆7从栅栏槽6中升起，承压直杆7升起并带动隔离网5展开，工控机2b接收到控制器4a反馈的信号后发出信号给升降桩3令控制器4a旁侧的升降桩3升起，从而完成救援车道的封锁；

步骤六、立体音响4c1和警报器4c2工作10秒后，激光雷达4d1检测到救援车道上仍然有障碍物则发出信号给控制器4a，控制器4a发出信号给工控机2b，工控机2b通过联网模块2a向服务器反馈信号，服务器重新规划救援路径，避开障碍物，同时控制器4a发出信号给摄像头4d2，摄像头4d2对障碍物进行拍照取证，然后将图像依次通过控制器4a、工控机2b、联网模块2a上传到服务器；

步骤七、当救援车辆靠近救援车道时，服务器通过定位模块1b实时判断救援车辆的位置，并发出信号给工控机2b，工控机2b发出信号给升降桩3和控制器4a，使得位于救援车辆行进方向前方的升降桩3逐步降下，同时将位于救援车辆行进方向后方的隔离网5逐步降下。

本发明的工作原理：

乘坐救援车辆的工作人员通过工业电脑1c输入救援信息和目的地并通过联网模块1a发送给服务器，定位模块1b通过GPS或北斗实时监测救援车辆的所在位置并通过联网模块1a发送给服务器；

服务器规划出救援路径并将其反馈给工业电脑1c，工作人员通过工业电脑1c得知救援路径并将路径规划告知给驾驶员；

服务器通过联网模块2a向救援路径沿路的工控机2b发出信号，工控机2b向其控制的每个升降桩3和控制器4a发出信号；

控制器4a向立体音响4c1、警报器4c2和激光雷达4d1发出信号，立体音响4c1和警报器4c2立刻发出警报通知救援车道上的社会车辆立刻驶离救援车道，激光雷达4d1监测救援车道上是否仍停留有车辆或障碍物；

激光雷达4d1检测到救援车道净空后发出信号给控制器4a，控制器4a再发出信号给第一升降机构4b和第二升降机构4c同时回馈信号给工控机2b，第一升降机构4b和第二升降机构4c工作将承压直杆7从栅栏槽6中升起，承压直杆7升起并带动隔离网5展开，工控机2b接收到控制器4a反馈的信号后发出信号给升降桩3令控制器4a旁侧的升降桩3升起，从而完成救援车道的封锁；

立体音响4c1和警报器4c2工作10秒后，激光雷达4d1检测到救援车道上仍然有障碍物则发出信号给控制器4a，控制器4a发出信号给工控机2b，工控机2b通过联网模块2a向服务器反馈信号，服务器重新规划救援路径，避开障碍物，同时控制器4a发出信号给摄像头4d2，摄像头4d2对障碍物进行拍照取证，然后将图像依次通过控制器4a、工控机2b、联网模块2a上传到服务器；

若当前救援车道上出现大量障碍物，则服务器收到大量激光雷达4d1的反馈，则服务器判断当前道路拥堵，则重新规划救援路线，引导救援车辆驶入其他道路；

当救援车辆靠近救援车道时，服务器通过定位模块1b实时判断救援车辆的位置，并发出信号给工控机2b，工控机2b发出信号给升降桩3和控制器4a，使得位于救援车辆行进方向前方的升降桩3逐步降下，同时将位于救援车辆行进方向后方的隔离网5逐步降下。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。

Claims (10)

1.一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统，其特征在于，包括有人机交互设备(1)、控制柜(2)、升降桩(3)、警示柱(4)、隔离网(5)、服务器和救援车道；

救援车道设置在道路的两侧或中间；

人机交互设备(1)安装在每辆救援车辆的内部，人机交互设备(1)包括有联网模块(1a)、定位模块(1b)和工业电脑(1c)，定位模块(1b)和工业电脑(1c)均通过联网模块(1a)和服务器通讯连接；

控制柜(2)间隔分布在救援车道的旁侧，控制柜(2)内部设置有联网模块(2a)和工控机(2b)，工控机(2b)通过联网模块(2a)和服务器通讯连接；

升降桩(3)设置在救援车道的路面下方并沿着救援车道等距离间隔分布；

警示柱(4)设置在救援车道与普通车道之间，警示柱(4)设置在升降桩(3)的旁侧并与升降桩(3)一一对应；

警示柱(4)之间的路面设置有竖直向下凹陷的栅栏槽(6)，隔离网(5)可升降地安装在每个栅栏槽(6)中；

警示柱(4)内部设置有第一升降机构(4b)和第二升降机构(4c)，第一升降机构(4b)和第二升降机构(4c)分布于警示柱(4)的两侧并且竖直设置，第一升降机构(4b)和第二升降机构(4c)的工作部分别与警示柱(4)两侧的隔离网(5)固定连接；

警示柱(4)的顶端安装有第二升降机构(4c)和道路检测机构(4d)，道路检测机构(4d)的工作方向朝向救援车道设置；

第一升降机构(4b)、第二升降机构(4c)和道路检测机构(4d)均与控制器(4a)电连接，工控机(2b)与每个升降桩(3)通讯连接，工控机(2b)与每个控制器(4a)通讯连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统，其特征在于，警示柱(4)为空心圆筒形状，第一升降机构(4b)包括有滑轨(4b1)、滑块(4b2)、滚珠丝杆螺母(4b3)、滚珠丝杆(4b4)、电机(4b5)和法兰轴承(4b6)，滑轨(4b1)设置于警示柱(4)的两侧，滑轨(4b1)沿着竖直方向延伸，滑块(4b2)和滑轨(4b1)滑动配合，滑块(4b2)位于第一升降机构(4b)内部的一端安装有滚珠丝杆螺母(4b3)，滚珠丝杆(4b4)与滚珠丝杆螺母(4b3)传动连接，电机(4b5)固定安装在警示柱(4)内部的顶端，滚珠丝杆(4b4)的顶端与电机(4b5)的输出轴传动连接，滚珠丝杆(4b4)的底端通过法兰轴承(4b6)可旋转地安装在警示柱(4)的底板上，滑块(4b2)与隔离网(5)固定连接，电机(4b5)与控制器(4a)电连接；

第一升降机构(4b)和第二升降机构(4c)结构相同。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统，其特征在于，第二升降机构(4c)包括有立体音响(4c1)和警报器(4c2)，立体音响(4c1)和警报器(4c2)均固定安装在警示柱(4)的顶端，立体音响(4c1)和警报器(4c2)均与控制器(4a)电连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统，其特征在于，道路检测机构(4d)包括有激光雷达(4d1)和摄像头(4d2)，激光雷达(4d1)和警报器(4c2)均固定安装在警示柱(4)的顶端，激光雷达(4d1)和摄像头(4d2)分别朝向两侧的救援道路倾斜设置，激光雷达(4d1)和摄像头(4d2)均与控制器(4a)电连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统，其特征在于，还包括有承压直杆(7)，承压直杆(7)包括有自上而下顺序连接的承重部(7a)和连接部(7b)，承重部(7a)和连接部(7b)为一体件，承重部(7a)和连接部(7b)为沿着同一个方向延伸的长条形状，承重部(7a)的两端分别与一个警示柱(4)的第一升降机构(4b)和与其相邻的另一个警示柱(4)的第二升降机构(4c)的工作端固定连接，连接部(7b)的底端和隔离网(5)的顶端卡接；

承重部(7a)的宽度大于连接部(7b)的宽度，连接部(7b)的宽度等于隔离网(5)的宽度，连接部(7b)与栅栏槽(6)间隙配合，栅栏槽(6)的顶端开设有截面积大于承重部(7a)的直杆槽(6a)，非工作状态下承重部(7a)位于直杆槽(6a)内部并与路面平齐。

6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统，其特征在于，直杆槽(6a)的两侧均固定安装有角钢条(6b)，非工作状态下，承重部(7a)的底面抵接在角钢条(6b)上，承重部(7a)的两侧与角钢条(6b)间隙配合。

7.根据权利要求6所述的一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统，其特征在于，承重部(7a)的底端嵌入安装有密封条(7c)，密封条(7c)的底面高度低于承重部(7a)的底面，非工作状态下，密封条(7c)抵接在角钢条(6b)上；

栅栏槽(6)的底端旁侧设置有与栅栏槽(6)内部连通的排水槽(6c)，排水槽(6c)的底面高度低于栅栏槽(6)的底面高度。

8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统，其特征在于，隔离网(5)为折叠栅栏。

9.根据权利要求1所述的一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统，其特征在于，隔离网(5)为尼龙网。

10.根据权利要求1～9所述的一种基于物联网的救援车辆调度及路径规划系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、乘坐救援车辆的工作人员通过工业电脑(1c)输入救援信息和目的地并通过联网模块(1a)发送给服务器，定位模块(1b)通过GPS或北斗实时监测救援车辆的所在位置并通过联网模块(1a)发送给服务器；

步骤二、服务器规划出救援路径并将其反馈给工业电脑(1c)，工作人员通过工业电脑(1c)得知救援路径并将路径规划告知给驾驶员；

步骤三、服务器通过联网模块(2a)向救援路径沿路的工控机(2b)发出信号，工控机(2b)向其控制的每个升降桩(3)和控制器(4a)发出信号；

步骤四、控制器(4a)向立体音响(4c1)、警报器(4c2)和激光雷达(4d1)发出信号，立体音响(4c1)和警报器(4c2)立刻发出警报通知救援车道上的社会车辆立刻驶离救援车道，激光雷达(4d1)监测救援车道上是否仍停留有车辆或障碍物；

步骤五、激光雷达(4d1)检测到救援车道净空后发出信号给控制器(4a)，控制器(4a)再发出信号给第一升降机构(4b)和第二升降机构(4c)同时回馈信号给工控机(2b)，第一升降机构(4b)和第二升降机构(4c)工作将承压直杆(7)从栅栏槽(6)中升起，承压直杆(7)升起并带动隔离网(5)展开，工控机(2b)接收到控制器(4a)反馈的信号后发出信号给升降桩(3)令控制器(4a)旁侧的升降桩(3)升起，从而完成救援车道的封锁；

步骤六、立体音响(4c1)和警报器(4c2)工作10秒后，激光雷达(4d1)检测到救援车道上仍然有障碍物则发出信号给控制器(4a)，控制器(4a)发出信号给工控机(2b)，工控机(2b)通过联网模块(2a)向服务器反馈信号，服务器重新规划救援路径，避开障碍物，同时控制器(4a)发出信号给摄像头(4d2)，摄像头(4d2)对障碍物进行拍照取证，然后将图像依次通过控制器(4a)、工控机(2b)、联网模块(2a)上传到服务器；

步骤七、当救援车辆靠近救援车道时，服务器通过定位模块(1b)实时判断救援车辆的位置，并发出信号给工控机(2b)，工控机(2b)发出信号给升降桩(3)和控制器(4a)，使得位于救援车辆行进方向前方的升降桩(3)逐步降下，同时将位于救援车辆行进方向后方的隔离网(5)逐步降下。