CN113192334B - 一种用于施工人员警示的系统及其使用方法 - Google Patents

一种用于施工人员警示的系统及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于施工人员警示的系统及其使用方法，属于交通工程、道路工程技术领域。系统包括主杆、监测系统、处理系统和供电系统，其中，主杆上设置监测系统，监测系统连接至处理系统，处理系统将监测系统监测的交通量信息处理后反馈至交通控制中心，监测系统和处理系统均连接至供电系统。本发明通过激光雷达自动采集信息，统计通过公路的不同车型的机动车、非机动车以及行人，对道路交通量进行监测，并对即将驶入施工区的车辆进行警示，保证道路施工人员的施工安全。

Description

一种用于施工人员警示的系统及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种用于施工人员警示的系统及其使用方法，属于交通工程、道路工程技术领域。
背景技术
道路交通事业的顺利发展，需要及时掌握道路的交通量和路况信息，为满足人们的出行需求，必须重视对道路交通量的调查和分析，交通量是道路实际通行能力的测算指标，也是确定道路等级的重要依据。目前普遍采用摄像头来进行交通量的监测，通过摄像头采集的信息需要对机动车、非机动车、行人进行清数，费时费力并且精确度低。
除此以外，在未完全禁止通行的道路段进行施工时，相关施工人员的安全会在某种程度上受到威胁，这些威胁主要来自过往的大型、重型卡车，目前普遍采用设置标志物对车辆进行提醒，但是在行驶条件较为恶劣或标志物处于驾驶员视野盲区时，可能会造成一些人员财产损失。
中国专利文件CN110648532B公开了一种基于智慧交通物联网的交通监测系统，包括监测采集模块、违规分析模块、数据库、控制器、信号处理模块和更新覆盖模块；监测采集模块用于实时的监测并采集车辆驾驶人员的交通违章信息，将其传输至违规分析模块；本发明是将车辆驾驶人员的交通违章状况进行数据化分析，再据此与行为状况一同进行二次的公式化权重处理，以将车辆驾驶人员分层次的赋予不同关注度，并通过后续的行为状况对关注度情况进行实时的更新覆盖，进而将交通状况的监测落实至相应的源头驾驶人员，该系统用于对拥堵与违规多发路口进行及时的交通疏导，提高路面交通的整体通畅程度，并不能对道路的交通量进行监测。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种用于施工人员警示的系统，通过激光雷达自动采集信息，统计通过公路的不同车型的机动车、非机动车以及行人，对道路交通量进行监测，并对即将驶入施工区的车辆进行警示，保证道路施工人员的施工安全。
本发明还提供一种用于施工人员警示的系统的使用方法。
本发明的技术方案如下：
一种用于施工人员警示的系统，包括主杆、监测系统、处理系统和供电系统，其中，主杆上设置监测系统，监测系统连接至处理系统，处理系统将监测系统监测的交通量信息处理后反馈至交通控制中心，监测系统和处理系统均连接至供电系统。
优选的，监测系统为激光雷达，激光雷达设置于主杆上端，激光雷达连接GPS，对激光雷达进行定位，激光雷达监测实时交通情况，得到每个车道的交通量，激光雷达与其他传感器相比具有分辨率高、受环境干扰小、体积小、质量轻等优点，保证交通情况的监测效果。
优选的，处理系统为计算机控制系统，计算机控制系统安装GPRS，计算机控制系统通过GPRS连接至交通控制中心，计算机控制系统置于保护箱内，保护箱设置于主杆上，计算机控制系统连接激光雷达。计算机控制系统将激光雷达反馈的交通量信息处理后通过GPRS传输到交通控制中心。
优选的，供电系统为光伏路面，光伏路面设置于道路中央，防止车轮碾压，增加耐久性和使用寿命，光伏路面通过电缆连接至监测系统和处理系统，光伏路面铺设于面层，为一种新型路面，提供承载能力的同时，可以将收集到的太阳能转化为电能，从而实现太阳能发电。
优选的，主杆顶端设置动态显示屏，动态显示屏连接至处理系统。通过动态显示屏对来往车辆进行警示，动态显示屏上同时显示前方地图，在地图上标示施工人员位置，以此警示驾驶员注意躲避施工人员。
优选的，主杆设置于道路一侧，主杆面向道路的两侧均设置动态显示屏，方便向双向车流显示信息，主杆为竖向伸缩杆，方便进行高度调整。
优选的，处理系统连接有警示系统，警示系统包括安全背心、二极管、无线电接收器和自动计时器，安全背心前后两面上分别设置二极管，二极管通过自动计时器连接无线电接收器。当施工人员所处区域前方有重型、大型货车等危险系数较高的车辆驶来时，处理系统控制动态显示屏及时滚动“前方施工请注意”信息，提前告知即将驶入施工区域的车辆减速慢行，同时处理系统通过无线电发送器发出信号至施工人员所穿的安全背心上的无线电接收器，进而使二极管不停闪烁，引起施工人员和即将驶来车辆的注意，在自动计时器控制下，二极管在闪烁20s后自动停止，提高施工安全系数，保障施工安全。
优选的，安全背心上设置GPRS，GPRS连接至处理系统，GPRS用于在动态显示屏的地图上实时显示施工人员所处位置，提高车辆避让准确度。
上述用于施工人员警示的系统的使用方法，步骤如下：
(1)在公路面层上铺设光伏路面，并且将电缆埋设于光伏路面底部；
(2)在施工区域前埋设主杆，同时将电缆设于杆内，若施工区域为关键路段，需要长期进行交通量统计，则主杆永久性架设，若施工区域车流较小，无需长期进行交通量监测，则在施工完成后撤销主杆；
(3)安装激光雷达，连接电缆供电，同时配置GPS，完成后进行调试；
(4)安装计算机控制系统及保护箱，并连接电缆和激光雷达，计算机控制系统连接GPRS；
(5)安装动态显示屏，检查安装是否牢固；
(6)进行第一次监测，激光雷达测得数据后将数据传输到计算机控制系统，计算机控制系统对数据进行处理，并通过GPRS传回交通控制中心，以此对系统进行校验；
(7)施工人员施工时穿好安全背心，监测系统和警示系统进行正常工作，通过激光雷达自动采集信息，统计通过公路的不同车型的机动车、非机动车以及行人，对道路交通量进行监测，并通过安全背心和动态显示屏对即将驶入施工区的车辆进行警示，保证道路施工人员的施工安全。
优选的，步骤(6)中计算机控制系统对数据的处理方法如下：
(1)数据清洗，滤除激光雷达收集到的道路以外的数据，只留下道路上可以运动的物体；
(2)物体聚类，激光雷达收集的数据为点的数据，将属于某一物体的点聚集在一起，将激光雷达获得的数据进行划分，分成由类似的对象所组成的若干类；
(3)目标分类，根据步骤(2)所获得的若干类，通过随机分遴将其区别为行人、自行车、小轿车、卡车和公交车，在激光雷达中预先选定一个矩形区域，作为探测区域，对探测区域内通过的目标进行计数，完成基于车道的各车辆类型交通量统计。
本发明的有益效果在于：
1、本发明通过激光雷达自动采集信息，统计通过公路的不同车型的机动车、非机动车以及行人，对道路交通量进行监测，并对即将驶入施工区的车辆进行警示，保证道路施工人员的施工安全，避免了可能会出现的人员财产损失。
2、本发明使用激光雷达对交通量进行监测，主杆上的计算机控制系统对数据进行处理，可以直接得到交通量的数据，既准确又便捷。
3、本发明的激光雷达连接GPS可以对测试的区域进行定位，根据激光雷达测得的数据还原到其实际的位置，得到该区域的实际交通情况。
4、本发明的激光雷达可以识别不同类型的机动车、非机动车、行人，从而得到其各自相应的交通量及每个车道的交通量，以及十字路口左右转向的交通量。
5、本发明的光伏路面利用太阳能进行发电，解决了偏远地区公路的供电以及发电不便，节约能源。
6、本发明的激光雷达所测得的原始数据极为庞大，无法使用GPRS直接传播，而通过计算机控制系统处理简化过后的交通量可以直接使用GPRS传输回交通控制中心，解决了偏远地区的数据传输不便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的结构俯视图；
图3为本发明的安全背心正面示意图；
图4为本发明的安全背心背面示意图；
其中：1、动态显示屛；2、主杆；3、激光雷达；4、计算机控制系统；5、保护箱；6、电缆；7、光伏路面；8、无线电发送器；9、无线电接收器；10、自动计时器；11、二极管；12、GPRS；13、电线；14、安全背心。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例1：
如图1-4所示，本实施例提供一种用于施工人员警示的系统，包括主杆2、监测系统、处理系统和供电系统，其中，主杆上设置监测系统，监测系统连接至处理系统，处理系统将监测系统监测的交通量信息处理后反馈至交通控制中心，监测系统和处理系统均连接至供电系统。
监测系统为激光雷达3，激光雷达3设置于主杆2上端，激光雷达连接GPS，对激光雷达进行定位，激光雷达监测实时交通情况，得到每个车道的交通量，激光雷达与其他传感器相比具有分辨率高、受环境干扰小、体积小、质量轻等优点，保证交通情况的监测效果。
处理系统为计算机控制系统4，计算机控制4系统安装GPRS，计算机控制系统通过GPRS连接至交通控制中心，计算机控制系统4置于保护箱5内，保护箱设置于主杆上，计算机控制系统连接激光雷达。计算机控制系统将激光雷达反馈的交通量信息处理后通过GPRS传输到交通控制中心。
供电系统为光伏路面7，光伏路面7设置于道路中央，防止车轮碾压，增加耐久性和使用寿命，光伏路面7通过电缆6连接至监测系统和处理系统，光伏路面铺设于面层，为一种新型路面，提供承载能力的同时，可以将收集到的太阳能转化为电能，从而实现太阳能发电。
主杆2顶端设置动态显示屏1，动态显示屏1连接至处理系统。通过动态显示屏对来往车辆进行警示，动态显示屏上同时显示前方地图，在地图上标示施工人员位置，以此警示驾驶员注意躲避施工人员。
主杆2设置于道路一侧，主杆2面向道路的两侧均设置动态显示屏，方便向双向车流显示信息，主杆为竖向伸缩杆，方便进行高度调整。
处理系统连接有警示系统，警示系统包括安全背心14、二极管11、无线电接收器9和自动计时器10，安全背心前后两面上分别设置二极管11，二极管11通过自动计时器10连接无线电接收器9。二极管11、无线电接收器9和自动计时器10通过电线13连接，激光雷达对来往车辆进行扫描后得到与之相对应的点云数据，通过将这些点云数据与系统内的车型点云数据库进行匹配对比，则可判断是否车辆驶来，并能确定过往车辆车型，当监测系统上的激光雷达监测到施工人员所处区域前方有重型、大型货车等危险系数较高的车辆驶来时，处理系统控制动态显示屏1及时滚动“前方施工请注意”信息，提前告知即将驶入施工区域的车辆减速慢行，同时处理系统通过无线电发送器8发出信号至施工人员所穿的安全背心14上的无线电接收器9，进而使二极管不停闪烁，引起施工人员和即将驶来车辆的注意，在自动计时器控制下，二极管在闪烁20s后自动停止，提高施工安全系数，保障施工安全。
安全背心14上设置GPRS12，GPRS连接至处理系统，GPRS用于在动态显示屏的地图上实时显示施工人员所处位置，提高车辆避让准确度。
上述用于施工人员警示的系统的使用方法，步骤如下：
(1)在公路面层上铺设光伏路面，并且将电缆埋设于光伏路面底部；
(2)在施工区域前埋设主杆，同时将电缆设于杆内，若施工区域为关键路段，需要长期进行交通量统计，则主杆永久性架设，若施工区域车流较小，无需长期进行交通量监测，则在施工完成后撤销主杆；
(3)安装激光雷达，连接电缆供电，同时配置GPS，完成后进行调试；
(4)安装计算机控制系统及保护箱，并连接电缆和激光雷达，计算机控制系统连接GPRS；
(5)安装动态显示屏，检查安装是否牢固；
(6)进行第一次监测，激光雷达测得数据后将数据传输到计算机控制系统，计算机控制系统对数据进行处理，并通过GPRS传回交通控制中心，以此对系统进行校验；
(7)施工人员施工时穿好安全背心，监测系统和警示系统进行正常工作，通过激光雷达自动采集信息，统计通过公路的不同车型的机动车、非机动车以及行人，对道路交通量进行监测，并通过安全背心和动态显示屏对即将驶入施工区的车辆进行警示，保证道路施工人员的施工安全。
实施例2：
一种用于施工人员警示的系统的使用方法，如实施例1所述，不同之处在于，步骤(6)中计算机控制系统对数据的处理方法如下：
(1)数据清洗，滤除激光雷达收集到的道路以外的数据，只留下道路上可以运动的物体；
(2)物体聚类，激光雷达收集的数据为点的数据，将属于某一物体的点聚集在一起，将激光雷达获得的数据进行划分，分成由类似的对象所组成的若干类；
(3)目标分类，根据步骤(2)所获得的若干类，通过随机分遴将其区别为行人、自行车、小轿车、卡车和公交车，在激光雷达中预先选定一个矩形区域，作为探测区域，对探测区域内通过的目标进行计数，完成基于车道的各车辆类型交通量统计。

Claims (2)

1.一种用于施工人员警示的系统的使用方法，其特征在于，系统包括主杆、监测系统、处理系统和供电系统，其中，主杆上设置监测系统，监测系统连接至处理系统，处理系统将监测系统监测的交通量信息处理后反馈至交通控制中心，监测系统和处理系统均连接至供电系统；
处理系统为计算机控制系统，计算机控制系统安装GPRS，计算机控制系统通过GPRS连接至交通控制中心，计算机控制系统置于保护箱内，保护箱设置于主杆上，计算机控制系统连接激光雷达；
供电系统为光伏路面，光伏路面设置于道路中央，光伏路面通过电缆连接至监测系统和处理系统；
主杆顶端设置动态显示屏，动态显示屏连接至处理系统；
主杆设置于道路一侧，主杆面向道路的两侧均设置动态显示屏，主杆为竖向伸缩杆；
处理系统连接有警示系统，警示系统包括安全背心、二极管、无线电接收器和自动计时器，安全背心前后两面上分别设置二极管，二极管通过自动计时器连接无线电接收器；
安全背心上设置GPRS，GPRS连接至处理系统；
上述用于施工人员警示的系统的使用方法，步骤如下：
（1）在公路面层上铺设光伏路面，并且将电缆埋设于光伏路面底部；
（2）在施工区域前埋设主杆，同时将电缆设于杆内，若施工区域为关键路段，需要长期进行交通量统计，则主杆永久性架设，若施工区域车流较小，无需长期进行交通量监测，则在施工完成后撤销主杆；
（3）安装激光雷达，连接电缆供电，同时配置GPS，完成后进行调试；
（4）安装计算机控制系统及保护箱，并连接电缆和激光雷达，计算机控制系统连接GPRS；
（5）安装动态显示屏，检查安装是否牢固；
（6）进行第一次监测，激光雷达测得数据后将数据传输到计算机控制系统，计算机控制系统对数据进行处理，并通过GPRS传回交通控制中心，以此对系统进行校验；
（7）施工人员施工时穿好安全背心， 监测系统和警示系统进行正常工作，通过激光雷达自动采集信息，统计通过公路的不同车型的机动车、非机动车以及行人，对道路交通量进行监测，并通过安全背心和动态显示屏对即将驶入施工区的车辆进行警示，保证道路施工人员的施工安全；
当施工人员所处区域前方有重型或大型货车驶来时，处理系统控制动态显示屏及时滚动前方施工请注意信息，提前告知即将驶入施工区域的车辆减速慢行，同时处理系统通过无线电发送器发出信号至施工人员所穿的安全背心上的无线电接收器，进而使二极管不停闪烁，引起施工人员和即将驶来车辆的注意，在自动计时器控制下，二极管在闪烁20s后自动停止；
步骤（6）中，计算机控制系统对数据的处理方法如下：
（1）数据清洗，滤除激光雷达收集到的道路以外的数据，只留下道路上可以运动的物体；
（2）物体聚类，激光雷达收集的数据为点的数据，将属于某一物体的点聚集在一起，将激光雷达获得的数据进行划分，分成由类似的对象所组成的若干类；
（3）目标分类，根据步骤（2）所获得的若干类，通过随机分遴将其区别为行人、自行车、小轿车、卡车和公交车，在激光雷达中预先选定一个矩形区域，作为探测区域，对探测区域内通过的目标进行计数，完成基于车道的各车辆类型交通量统计。
2.如权利要求1所述的用于施工人员警示的系统的使用方法，其特征在于，监测系统为激光雷达，激光雷达设置于主杆上端，激光雷达连接GPS。
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