CN111836008A - 一种公路灾害信息系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种公路灾害信息系统,包括数据处理模块、设置在公路上的影像采集器和传感器,所述传感器和影像采集器通过无线传输模块将采集数据传输至数据处理模块中,所述数据处理模块依据公路的设计信息形成三维模型,所述数据处理模块将展示后的信息与现有导航平台进行融合,在所述影像采集器上安装有用于保持影像采集器镜头洁净的自清洁装置;本发明通过设置传感器和影像采集器采集地质灾害的传感数据和可视化数据,以实现对地质灾害的全面监控,在使用导航平台进行导航时即可获得相应公路上的详细信息,以指导行驶的汽车和维护单位,从而从根本上实现数据的实时应用。
Description
技术领域
本发明实施例涉及公路灾害监控技术领域,具体涉及一种公路灾害信息系统。
背景技术
公路地质灾害按发生和持续时间的长短,分为突发性和渐进性两大类。突发性公路灾害如地震、滑坡、崩塌、泥石流、洪水等,具历时短,爆发力强,成灾快,危害大的特征。渐进性公路灾害如黄土湿陷、软土沉变,膨胀土胀缩,冻土融沉等,特点是危害程度逐渐加重,其后果或损失有时与前述灾害相比较,一般不会造成人员伤亡、但灾害更严重,更难防治、费用更高。
因此公路的灾害防治工作尤为重要,而在公路灾害防治过程中,获取公路灾害信息的实时性显得十分重要。
现有技术中如一种公路灾害信息系统,包括公路灾害信息采集系统、控制终端以及云端服务器……所述公路灾害信息采集系统通过卫星遥感技术对受灾的公路进行影像采集,并将采集到公路灾害影像传送至控制终端。影像采集依赖摄像设备的质量和工况,常见的如路边的监控摄像头,监控摄像头的镜头长期暴露,容易附着灰尘污渍,导致监控画面模糊,从而影响公路地质灾害信息获取的准确性。
另外,在现有技术中无法将监测的信息转换成实际可用的信息供驾驶员和维护单位使用,往往存在监测数据可以实时传输出来,但是在应用阶段需要对数据再次进行处理,存在滞后性,使得实时采集的数据无法进行实时的应用。
发明内容
为此,本发明实施例提供一种公路灾害信息系统,以解决现有技术中无法实现实时数据及时应用的问题。
为了实现上述目的,本发明的实施方式公布了如下技术方案:
一种公路灾害信息系统,包括数据处理模块、设置在公路上的多个影像采集器和多个不同类型的传感器,所述传感器和影像采集器通过无线传输模块将采集数据传输至数据处理模块中,所述数据处理模块依据公路的设计信息形成三维模型,且所述数据处理模块将采集数据经过处理后实时显示在所述三维模型上以展示公路的实际路况和潜在隐患,所述数据处理模块将展示后的信息与现有导航平台进行融合,并将融合后的实际路况和潜在隐患标识在导航平台上;
不同类型的所述传感器通过不同的外设组件安装在公路指定位置上,且在所述影像采集器上安装有用于保持影像采集器镜头洁净的自清洁装置。
进一步地,每个所述传感器和影像采集器均通过表示采集类型的字母和表示序号的阿拉伯数字组成的序列号进行标识。
进一步地,所述传感器包括水量传感器、温度传感器、湿度传感器、位移变化传感器、应力变化传感器。
进一步地,所述三维模型中将公路依据公路的设计信息和地质信息通过人为标识的方式划分为不同安全等级的区段,并且在安全等级越低的区段设置更密集的传感器和影像采集器。
进一步地,所述传感器和所述影像采集器通过捆绑的方式设置在一起形成测试体,并且相邻测试体之间的距离根据不同的安全等级设置为千米至百米。
进一步地,所述自清洁装置包括围绕安装在所述影像采集器镜头周围的多个喷头,所述喷头连接有增压罐,所述增压罐上安装有增压气泵,在所述增压罐顶部通过单向阀安装有清洗液采集漏斗,且在所述清洗液采集漏斗内固定安装有水量传感器和温度传感器。
进一步地,所述清洗液采集漏斗的开口端安装有多组相交的金属网,所述金属网向所述清洗液采集漏斗内凹陷,且在相邻所述金属网的连接处安装有竖直向下的金属悬锥,所述水量传感器设置在所述金属悬锥下方的所述清洗液采集漏斗底部。
进一步地,所述影像采集器的镜头周围安装有护圈,所述喷头固定安装在所述护圈内侧,所述护圈内开设有一端与所述增压罐相连通的管腔,所述喷头通过所述管腔与所述增压罐连通。
进一步地,所述增压罐连接有安装在所述影像采集器上的备用水箱,所述备用水箱通过下供水管与所述增压罐连接,所述备用水箱通过上进水管与所述清洗液采集漏斗连接。
进一步地,所述传感器通过外设组件安装在所述影像采集器的周边或者安装在所述影像采集器上,且所述影像采集器通过云台固定安装在支撑组件上,设置在所述影像采集器周边的传感器均以支撑组件为中心标识其自身的位置,并且当所述传感器的信号发生突变时,所述数据处理模块将通过指令驱动所述云台使所述影像采集器转移到指定的角度进行影像采集,在影像采集完成后归位。
本发明的实施方式具有如下优点:
本发明通过设置传感器和影像采集器采集地质灾害的传感数据和可视化数据,以实现对地质灾害的全面监控,同时将采集的结果通过数据处理后形成三维模型,并将三维模型中的信息融合在导航平台上,在使用导航平台进行导航时即可获得相应公路上的详细信息,以指导行驶的汽车和维护单位,从而从根本上实现数据的实时应用,另外为了获得更好的可视化效果,通过采集自然水对影响采集器进行主动的清洁,以防止灰尘等对可视化的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是示例性的,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,还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施方式中结构框图;
图2为本发明实施方式中自清洁装置的整体结构示意图;
图中:1-数据处理模块;2-影像采集器;3-传感器;4-无线传输模块;5-三维模型;6-自清洁装置;7-测试体;8-云台;9-支撑组件;
601-喷头;602-增压罐;603-增压气泵;604-清洗液采集漏斗;605-金属网;606-金属悬锥;607-护圈;608-管腔;609-备用水箱;610-下供水管;611-上进水管。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,本发明公布了一种公路灾害信息系统,包括数据处理模块1、设置在公路上的多个影像采集器2和多个不同类型的传感器3,所述传感器3和影像采集器2通过无线传输模块4将采集数据传输至数据处理模块1中,所述数据处理模块1依据公路的设计信息形成三维模型5,且所述数据处理模块1将采集数据经过处理后实时显示在所述三维模型5上以展示公路的实际路况和潜在隐患,所述数据处理模块1将展示后的信息与现有导航平台进行融合,并将融合后的实际路况和潜在隐患标识在导航平台上。
所述三维模型5中将公路依据公路的设计信息和地质信息通过人为标识的方式划分为不同安全等级的区段,并且在安全等级越低的区段设置更密集的传感器3和影像采集器2。
在本发明中,首先依据公路的设计信息形成三维模型5,并且以该三维模型5为基本数据来形成实时的信息系统,当传感器3和影像采集器2将采集的数据传输至数据处理模块1,数据处理模块1进行数据处理后将其信息根据公里数或者其他参照信息将其设置在三维模型5中,在三维模型5中根据采集数据的处理结果将其分为不同的安全级别,并且依据该安全级别进行突出显示。
本系统中不仅仅是将灾害信息进行了专门的处理,其优势在于能够将三维灾害信息集合到常规的导航平台上面,使用人在使用常规的导航平台即可及时获知公路的灾害信息,无需专门通过特殊的渠道获知灾害信息,使得灾害信息的采集和处理结果具有更广泛的应用价值。
为了更好的对采集数据的传感器和影像采集器进行位置追踪以及标识,需要对其进行标识,在本实施方式中,其具体的标识方法为:每个所述传感器3和影像采集器2均通过表示采集类型的字母和表示序号的阿拉伯数字组成的序列号进行标识。
对于本采集系统来说,为了使得每个传感器采集的数据具有可视性,一般会将多个传感器数据与影像采集器结合起来,通过影像采集器的摄像功能实现传感器数据的可视化。
如前所述,对于不同的安全等级,需要再次对采集装置进行加密处理,一般来说,将传感器3和所述影像采集器2通过捆绑的方式设置在一起形成测试体7,并且相邻测试体7之间的距离根据不同的安全等级设置为2千米至2百米。
在本发明中,为了提高灾害系统的采集能力,传感器的类型至少包括如下类型:水量传感器、温度传感器、湿度传感器、位移变化传感器、应力变化传感器。
针对于上述传感器的类型以及现有灾害的类型可知,一般公路灾害主要是发生了滑塌、洪水、塌方和结冰等,而上述灾害的类型均能够通过上述的传感器获得直接的数据来源,如滑塌和塌方将会导致公路所在区域的应力和位移发生改变,从而被位移变化传感器和应力变化传感器所接收,进一步的,当出现洪水时,可以通过水量传感器进行测量,当出现结冰等现象时,可由温度传感器和湿度传感器等进行测量。
在上述中,传感器的类型可以根据实际的测量需要进行择优选择。不同类型的传感器3通过不同的外设组件安装在公路指定位置上,为了保证可视化的效果,在所述影像采集器2上安装有用于保持影像采集器2镜头洁净的自清洁装置6。
如图2所示,所述自清洁装置6包括围绕安装在所述影像采集器2镜头周围的多个喷头601,所述喷头601连接有增压罐602,所述增压罐602上安装有增压气泵603,在所述增压罐602顶部通过单向阀安装有清洗液采集漏斗604,且在所述清洗液采集漏斗604内固定安装有水量传感器和温度传感器。
在本实施方式中,一方面通过采集自然的雨水、露水以及冷凝式等作为冲洗镜头的水来源,另外一方面通过对这些水来源的量进行测量,以获得该区域的自然水量,以便进一步结合地质环境评估当前的安全等级,以指导是否进行维护或者封闭等。
具体的,雨水、雪水或露水由清洗液采集漏斗604流入增压罐602中,单向阀防止增压罐602内的清洗液和空气由清洗液采集漏斗604溢出增压气泵603通过向增压罐602内泵入空气,使增压罐602内液面上方空气压力增加,从而增加与增压罐602连通的喷头601内的清洗液压力,使清洗液由喷头601喷出后对影像采集器2的镜头进行冲刷,从而达到清洁镜头的目的。
通过用水冲刷的方式来对影像采集器2的镜头进行清洁,避免了挂刷等机械部件与影像采集器2的镜头反复摩擦而导致影像采集器2的镜头被刮花。并且,通过清洗液采集漏斗604采集雨水、雪水或露水注入增压罐602中,以提供清洁影像采集器1镜头所需的清洗液用量,无需单独布置供水管路,减少了安装使用成本,符合实际应用需求。
所述清洗液采集漏斗604的开口端安装有多组相交的金属网605,所述金属网605向所述清洗液采集漏斗604内凹陷,且在相邻所述金属网605的连接处安装有竖直向下的金属悬锥606,所述水量传感器设置在所述金属悬锥606下方的所述清洗液采集漏斗604底部。
金属网605和垂入清洗液采集漏斗604内的金属悬锥606,增加了清洗液采集漏斗604与空气的接触面,有利于增加清洗液采集漏斗604内凝结的露水量,且金属悬锥606具有对露水进行导流的作用,使金属网605上的露水尽快地汇聚成露珠落入清洗液采集漏斗604中,从而避免或减少金属网605上的露水在气温升高时的蒸发。
进一步地,金属网605向清洗液采集漏斗604内凹陷,以避免或减少雨滴与金属网605接触后溅落至清洗液采集漏斗604外,且进一步有利于金属网605上露水的汇聚。
所述影像采集器2的镜头周围安装有护圈607,所述喷头601固定安装在所述护圈607内侧,所述护圈607内开设有一端与所述增压罐602相连通的管腔608,所述喷头601通过所述管腔608与所述增压罐602连通。护圈607突出于影像采集器2的镜头,具有保护镜头的作用,且在护圈607内设置官腔,方便了喷头601与增压罐602的连接,有利于增加整体的美观。
所述增压罐602连接有安装在所述影像采集器2上的备用水箱609,所述备用水箱609通过下供水管610与所述增压罐602连接,所述备用水箱609通过上进水管611与所述清洗液采集漏斗604连接。
在长期不下雨、不下雪或由于昼夜温差较小而造成收集的露水量较少,导致增压罐602内的清洗液不能满足清洗需求时,则通过具有蓄水功能的备用水箱609为增压罐602供水,从而提高了系统的适应性和实用性。
具体的,备用水箱609的上端通过上进水管611与清洗液采集漏斗604的侧壁上连接,当增压罐602内的清洗液溢满,且清洗液采集漏斗604内的液位高于上进水管611管口时,清洗液采集漏斗604内多余的清洗液通过倾斜向下的上进水管611流入备用水箱609中。而备用水箱609的下端则通过下供水管610与增压罐602连接,当增压罐602内的液位低于下供水管610的出口和备用水箱609内的液位时,备用水箱609内的清洗液通过下方的单向阀灌入增压罐602内,以补充增压罐602内的清洗液。
上进水管611内的单向阀是为了防止备用水箱609内的清洗液通过上进水管611蒸发,增压罐602内的清洗液压力由下供水管610内的单向阀和单向限流阀进行保持和调节。
通过增加备用水箱609,有利于减小增压罐602的容积,从而有利于缩短对增压罐602内清洗液进行增压的时间。
其中,影像采集器2一般性的为监控摄像头。
其中,喷头601为雾化喷头、鸭嘴喷头或缝隙式喷头中的任意一种或组合。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种公路灾害信息系统,其特征在于,包括数据处理模块(1)、设置在公路上的多个影像采集器(2)和多个不同类型的传感器(3),所述传感器(3)和影像采集器(2)通过无线传输模块(4)将采集数据传输至数据处理模块(1)中,所述数据处理模块(1)依据公路的设计信息形成三维模型(5),且所述数据处理模块(1)将采集数据经过处理后实时显示在所述三维模型(5)上以展示公路的实际路况和潜在隐患,所述数据处理模块(1)将展示后的信息与现有导航平台进行融合,并将融合后的实际路况和潜在隐患标识在导航平台上;
不同类型的所述传感器(3)通过不同的外设组件安装在公路指定位置上,且在所述影像采集器(2)上安装有用于保持影像采集器(2)镜头洁净的自清洁装置(6)。
2.根据权利要求1所述的一种公路灾害信息系统,其特征在于,每个所述传感器(3)和影像采集器(2)均通过表示采集类型的字母和表示序号的阿拉伯数字组成的序列号进行标识。
3.根据权利要求2所述的一种公路灾害信息系统,其特征在于,所述传感器(3)包括水量传感器、温度传感器、湿度传感器、位移变化传感器、应力变化传感器。
4.根据权利要求2所述的一种公路灾害信息系统,其特征在于,所述三维模型(5)中将公路依据公路的设计信息和地质信息通过人为标识的方式划分为不同安全等级的区段,并且在安全等级越低的区段设置更密集的传感器(3)和影像采集器(2)。
5.根据权利要求2所述的一种公路灾害信息系统,其特征在于,所述传感器(3)和所述影像采集器(2)通过捆绑的方式设置在一起形成测试体(7),并且相邻测试体(7)之间的距离根据不同的安全等级设置为2千米至2百米。
6.根据权利要求1所述的一种公路灾害信息系统,其特征在于,所述自清洁装置(6)包括围绕安装在所述影像采集器(2)镜头周围的多个喷头(601),所述喷头(601)连接有增压罐(602),所述增压罐(602)上安装有增压气泵(603),在所述增压罐(602)顶部通过单向阀安装有清洗液采集漏斗(604),且在所述清洗液采集漏斗(604)内固定安装有水量传感器和温度传感器。
7.根据权利要求6所述的一种公路灾害信息系统,其特征在于,所述清洗液采集漏斗(604)的开口端安装有多组相交的金属网(605),所述金属网(605)向所述清洗液采集漏斗(604)内凹陷,且在相邻所述金属网(605)的连接处安装有竖直向下的金属悬锥(606),所述水量传感器设置在所述金属悬锥(606)下方的所述清洗液采集漏斗(604)底部。
8.根据权利要求6所述的一种公路灾害信息系统,其特征在于,所述影像采集器(2)的镜头周围安装有护圈(607),所述喷头(601)固定安装在所述护圈(607)内侧,所述护圈(607)内开设有一端与所述增压罐(602)相连通的管腔(608),所述喷头(601)通过所述管腔(608)与所述增压罐(602)连通。
9.根据权利要求6所述的一种公路灾害信息系统,其特征在于,所述增压罐(602)连接有安装在所述影像采集器(2)上的备用水箱(609),所述备用水箱(609)通过下供水管(610)与所述增压罐(602)连接,所述备用水箱(609)通过上进水管(611)与所述清洗液采集漏斗(604)连接。
10.根据权利要求1所述的一种公路灾害信息系统,其特征在于,所述传感器(3)通过外设组件安装在所述影像采集器(2)的周边或者安装在所述影像采集器(2)上,且所述影像采集器(2)通过云台(8)固定安装在支撑组件(9)上,设置在所述影像采集器(2)周边的传感器(3)均以支撑组件(9)为中心标识其自身的位置,并且当所述传感器(3)的信号发生突变时,所述数据处理模块(1)将通过指令驱动所述云台(8)使所述影像采集器(2)转移到指定的角度进行影像采集,在影像采集完成后归位。
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