CN112508370A - 一种下穿涵洞道路通行安全评估装置、方法、介质及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种下穿涵洞道路通行安全评估装置、方法、介质及设备，其步骤：当涵洞内的水位发生变化时，水位会触发预先设置在涵洞内侧壁不同位置的水浸传感器进行数据采集，并传输至预先设置的智能控制单元；由预先设置在路面内的土压力计和土壤含水量监测仪实时采集路面的状态数据，并传输至智能控制单元；智能控制单元根据接收到的信息分析水位情况，并评估道路抗压能力，确定是否发出告警、确定车辆能否通行；产生告警，并传输至电子显示牌进行显示“禁止通行”，及时阻止车辆通行。本发明能有效提示操作人员及时开闸放水，防止对桥面、路基等设施造成损害。

Description

一种下穿涵洞道路通行安全评估装置、方法、介质及设备
技术领域
本发明涉及一种道路安全评估装置及方法，特别是关于一种下穿涵洞道路通行安全评估装置、方法、介质及设备。
背景技术
涵洞是指在公路工程建设中，为了使公路顺利通过水渠不妨碍交通，设于路基下修筑于路面以下的排水孔道(过水通道)，通过这种结构可以让水从公路的下面流过。用于跨越天然沟谷洼地排泄洪水，或横跨大小道路作为人、畜和车辆的立交通道，或农田灌溉作为水渠。涵洞主要由洞身、基础、端和冀墙等。涵洞是根据连通器的原理，常用砖、石、混凝土和钢筋混凝土等材料筑成。一般孔径较小，形状有管形、箱形及拱形等。
洪汛期间，如果通过涵洞水量过大，告警不及时，不能采取有效措施导致公路桥面等设施被水淹没损坏，从而造成损失。
目前采取较多的是水位线法和浮标法，这两种方法虽然直观，但是不能做到连续大范围监测，对于维护回收成本来说，需要投入大量人力；有时夜间或自然环境恶劣将不能得知准确的情况，或告警不及时，造成巨大损失。
发明内容
针对洪汛期间，通过涵洞水量过大，告警不及时，不能采取有效措施导致公路桥面等设施被水淹没损坏的问题，本发明的目的是提供一种下穿涵洞道路通行安全评估装置、方法、介质及设备，其能有效提示操作人员及时开闸放水，防止对桥面、路基等设施造成损害。本发明自身功耗低，维护成本低，可实现全年无人值守不间断监测。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种下穿涵洞道路通行安全评估方法，其包括以下步骤：1)当涵洞内的水位发生变化时，水位会触发预先设置在涵洞内侧壁不同位置的水浸传感器进行数据采集，并传输至预先设置的智能控制单元；2)由预先设置在路面内的土压力计和土壤含水量监测仪实时采集路面的状态数据，并传输至智能控制单元；3)智能控制单元根据接收到的信息分析水位情况，并评估道路抗压能力，确定是否发出告警、确定车辆能否通行；4)产生告警，并传输至电子显示牌进行显示“禁止通行”，及时阻止车辆通行。
进一步，当水面下降时，根据不同的传感器恢复情况向外发送不同级别的告警恢复。
一种实现上述评估方法的下穿涵洞道路通行安全评估装置，其包括信号采集模块、智能数据处理单元和供电模块；所述信号采集模块设置为多个，每个涵洞对应设置一个所述信号采集模块；各所述信号采集模块用于采集所述涵洞及路面的状态信息，并将该状态信息均传输至所述智能数据处理单元，由所述智能数据处理单元对接收到的状态信息进行处理后显示并发出警告信息；所述供电模块用于为所述信号采集模块和智能数据处理单元供电。
进一步，所述信号采集模块包括水浸传感器、土压力计和土壤含水量监测仪；所述水浸传感器设置为多个，且所述水浸传感器间隔设置在所述涵洞中上部的内侧壁上，由所述水浸传感器采集所述涵洞内水面状态信息后传输至所述智能数据处理单元；所述土压力计和所述土壤含水量监测仪都设置在路面下方，所述土压力计和土壤含水量监测仪均位于所述涵洞附近；所述土压力计将采集的到土压力信号以及所述土壤含水量监测仪采集到的路面内土壤含水量信息都传输至所述智能数据处理单元。
进一步，所述水浸传感器采用高灵敏度的带有绝缘垫板的水浸传感器。
进一步，所述智能数据处理单元包括智能控制单元和蓄电池组；所述蓄电池组用于为所述智能控制单元和水浸传感器供电；所述智能控制单元对接收到的状态信息进行处理后显示并发出警告信息。
进一步，所述供电模块包括太阳能电池板和太阳能电池充电模块；所述太阳能电池板将太阳能转化为电能传输至所述太阳能电池充电模块内，所述太阳能电池充电模块与所述蓄电池组连接，用于为所述蓄电池组充电。
进一步，所述评估装置包括电子显示牌；所述电子显示牌与所述智能控制单元连接，所述智能控制单元发出的警告信息传输至所述电子显示牌进行显示。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行上述方法中的任一方法。
一种计算设备，其包括：一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行上述方法中的任一方法的指令。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明通过对桥洞、涵洞、下水道内水位监测，实现防洪报警功能，能有效提示操作人员及时开闸放水，防止对桥面、路基等设施造成损害。2、本发明采用太阳能供电，自身功耗低，维护成本低，可实现全年无人值守不间断监测。3、本发明安装简单、固定牢固，一次安装长期使用，易操作性好。4、本发明告警等级，监测水位程度，持续时间等可根据需求或者季节远程设置，方便简单，适用性强。5、本发明道路抗压能力监测，评估车辆通行的安全程度。6、本发明采用太阳能供电，清洁绿色，节能性好。7、本发明安装牢固，没有严重物理损坏不需要更换设备，耐用性好。8、本发明全天候无人值守，连续性好。9、本发明道路电子显示牌响应及时，尽可能阻止安全事故的发生。10、本发明仅需一个相关人员就可以维护多个涵洞，人力成本低。
附图说明
图1是本发明评估装置的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
在本发明的第一实施方式中，如图1所示，提供一种下穿涵洞道路通行安全评估装置，其包括信号采集模块、智能数据处理单元和供电模块；其中，信号采集模块设置为多个，每个涵洞对应设置一个信号采集模块。各信号采集模块用于采集涵洞4及路面3的状态信息，并将该状态信息均传输至智能数据处理单元，由智能数据处理单元对接收到的状态信息进行处理后显示并发出警告信息。供电模块用于为信号采集模块和智能数据处理单元供电。
上述实施例中，信号采集模块包括水浸传感器7、土压力计9和土壤含水量监测仪10。水浸传感器7设置为多个，且水浸传感器7间隔设置在涵洞4中上部的内侧壁上；当涵洞4内的水面5超过涵洞4一半高度后，由水浸传感器7采集到涵洞4内水面状态信息后传输至智能数据处理单元。土压力计9和土壤含水量监测仪10都设置在路面3下方，且土压力计9和土壤含水量监测仪10均位于涵洞4附近；土压力计9将采集的到土压力信号以及土壤含水量监测仪10采集到的路面3内土壤含水量信息都传输至智能数据处理单元。
其中，水浸传感器7采用高灵敏度的带有绝缘垫板的水浸传感器。
上述各实施例中，智能数据处理单元包括智能控制单元2和蓄电池组。蓄电池组用于为智能控制单元2和水浸传感器7供电；智能控制单元2对接收到的状态信息进行处理后显示并发出警告信息。
上述各实施例中，供电模块包括太阳能电池板1和太阳能电池充电模块8。太阳能电池板1将太阳能转化为电能传输至太阳能电池充电模块8内。太阳能电池充电模块8与蓄电池组连接，用于为蓄电池组充电，进而为智能控制单元2和水浸传感器7供电。
在一个优选的实施例中，本发明的评估装置还包括电子显示牌11。电子显示牌11与智能控制单元2连接，智能控制单元2发出的警告信息传输至电子显示牌11，由电子显示牌11显示。
在本发明的第二实施方式中，基于第一实施方式中的评估装置，本实施例提供一种下穿涵洞道路通行安全评估方法，其包括以下步骤：
1)当涵洞4内的水位5发生变化时，水位5会触发设置在不同位置的水浸传感器7进行数据采集，并传输至智能控制单元2。
2)土压力计9和土壤含水量监测仪10实时采集路面3的状态数据，并传输至智能控制单元2。
3)智能控制单元2根据接收到的信息分析水位情况，并评估道路抗压能力，确定是否发出告警、确定车辆能否通行；
在智能数据分析单元收到涵洞最下部的水浸传感器的告警时，将读取土压计、土壤含水量监测仪的采集数据与设定的阈值进行对比，实现道路抗压能力评估，如表1所示。
表1道路抗压能力评估表
Figure BDA0002803334700000041
4)产生告警，并传输至电子显示牌11进行显示“禁止通行”，及时阻止车辆通行。
5)水面下降时，根据不同的传感器恢复情况向外发送不同级别的告警恢复。
在本发明的第三实施方式中，提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，一个或多个程序包括指令，指令当由计算设备执行时，使得计算设备执行上述第二实施方式中的任一方法。
在本发明的第四实施方式中，提供一种计算设备，其包括：一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在存储器中并被配置为一个或多个处理器执行，一个或多个程序包括用于执行上述第二实施方式中的任一方法的指令。
综上，本发明为了解决洪汛期间，通过涵洞水量过大，告警不及时，不能采取有效措施导致公路桥面等设施被水淹没损坏的问题。在涵洞内水位发生变化时，通过信号采集模块中的分布式部署的高灵敏度水浸传感器7、土压力计9、土壤含水量监测仪10采集相应数据发给智能数据处理单元，智能数据处理单元根据数据变化来确定是否产生防洪告警，并通过电子显示牌11发出告警信号，通知相关人员及时采取措施，电子显示牌11显示“禁止通行”，及时阻止车辆通行。
上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

Claims (10)

1.一种下穿涵洞道路通行安全评估方法，其特征在于包括以下步骤：
1)当涵洞内的水位发生变化时，水位会触发预先设置在涵洞内侧壁不同位置的水浸传感器进行数据采集，并传输至预先设置的智能控制单元；
2)由预先设置在路面内的土压力计和土壤含水量监测仪实时采集路面的状态数据，并传输至智能控制单元；
3)智能控制单元根据接收到的信息分析水位情况，并评估道路抗压能力，确定是否发出告警、确定车辆能否通行；
4)产生告警，并传输至电子显示牌进行显示“禁止通行”，及时阻止车辆通行。
2.如权利要求1所述评估方法，其特征在于：当水面下降时，根据不同的传感器恢复情况向外发送不同级别的告警恢复。
3.一种实现如权利要求1至2任一项所述评估方法的下穿涵洞道路通行安全评估装置，其特征在于：包括信号采集模块、智能数据处理单元和供电模块；所述信号采集模块设置为多个，每个涵洞对应设置一个所述信号采集模块；各所述信号采集模块用于采集所述涵洞及路面的状态信息，并将该状态信息均传输至所述智能数据处理单元，由所述智能数据处理单元对接收到的状态信息进行处理后显示并发出警告信息；所述供电模块用于为所述信号采集模块和智能数据处理单元供电。
4.如权利要求3所述评估装置，其特征在于：所述信号采集模块包括水浸传感器、土压力计和土壤含水量监测仪；所述水浸传感器设置为多个，且所述水浸传感器间隔设置在所述涵洞中上部的内侧壁上，由所述水浸传感器采集所述涵洞内水面状态信息后传输至所述智能数据处理单元；所述土压力计和所述土壤含水量监测仪都设置在路面下方，所述土压力计和土壤含水量监测仪均位于所述涵洞附近；所述土压力计将采集的到土压力信号以及所述土壤含水量监测仪采集到的路面内土壤含水量信息都传输至所述智能数据处理单元。
5.如权利要求4所述评估装置，其特征在于：所述水浸传感器采用高灵敏度的带有绝缘垫板的水浸传感器。
6.如权利要求3所述评估装置，其特征在于：所述智能数据处理单元包括智能控制单元和蓄电池组；所述蓄电池组用于为所述智能控制单元和水浸传感器供电；所述智能控制单元对接收到的状态信息进行处理后显示并发出警告信息。
7.如权利要求3所述评估装置，其特征在于：所述供电模块包括太阳能电池板和太阳能电池充电模块；所述太阳能电池板将太阳能转化为电能传输至所述太阳能电池充电模块内，所述太阳能电池充电模块与所述蓄电池组连接，用于为所述蓄电池组充电。
8.如权利要求3至7任一项所述评估装置，其特征在于：所述评估装置包括电子显示牌；所述电子显示牌与所述智能控制单元连接，所述智能控制单元发出的警告信息传输至所述电子显示牌进行显示。
9.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行如权利要求1至2所述方法中的任一方法。
10.一种计算设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1至2所述方法中的任一方法的指令。
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