CN113870578A - 一种道路护栏智能检测系统及其检测方法 - Google Patents

一种道路护栏智能检测系统及其检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种道路护栏智能检测系统及其检测方法，包括道路护栏智能检测主机和智能检测平台，所述道路护栏智能检测主机的数量设置为多个，且多个道路护栏智能检测主机均匀布设在道路边侧，所述道路护栏智能检测主机的连接端设有网络传输设备，且道路护栏智能检测主机与智能检测平台通过网络传输设备通信连接。本发明通过利用光缆作为传感器来探测道路护栏扰动并通过信号处理判别是否入侵，可在复杂恶劣环境下工作，使用安全，易于安装，并且其分布式传感能力强、可直接针对道路护栏进行远距离、大范围、多角度、多功能、全方位的护栏感知能力和检测能力，解决了现有技术中精度低、误报、漏报的问题，能够适用于各类恶劣环境和天气。

Description

一种道路护栏智能检测系统及其检测方法
技术领域
本发明涉及道路护栏监测的应用领域，具体涉及一种道路护栏智能检测系统及其检测方法。
背景技术
道路护栏作为道路交通安全保障的一部分，由于多种交通事故的发生都对护栏造成破坏，尤其是夜间交通事故的发生。交通管理职能部门对道路护栏的直接智能检测缺失给职能部门采取及时救援和准确的掌握事发时间、地点和路况信息构成盲区。为此，研究道路护栏智能检测系统，有利于交通管理部门及时准确地了解和掌握事故的时间、地点、路况信息和事故状况，进而采取必要的科学检测措施和必要的及时救援，更有利于道路交通运输安全、健康运行。
目前国内外对道路护栏的检测主要采取间接的视频监控和人员巡检，人员巡检周期长、成本高，而间接的视频监控在恶劣的气候(如雨天、雪天、雾天等)、夜间等情况下存在大量的盲区、误报和漏报。
因此，发明一种道路护栏智能检测系统及其检测方法来解决上述问题很有必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种道路护栏智能检测系统及其检测方法，通过利用光缆作为传感器来探测道路护栏扰动并通过信号处理判别是否入侵，不受雷击和电磁干扰的影响，可在复杂恶劣环境下工作且具有分布式传感能力强、可直接针对道路护栏进行远距离、大范围、多角度、多功能、全方位的护栏感知能力和检测能力，各类数据精度高、误报、漏报少、能够适用于各类恶劣环境和天气等诸多优点，以解决技术中的上述不足之处。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种道路护栏智能检测系统，包括道路护栏智能检测主机和智能检测平台，所述道路护栏智能检测主机的数量设置为多个，且多个道路护栏智能检测主机均匀布设在道路边侧，所述道路护栏智能检测主机的连接端设有网络传输设备，且道路护栏智能检测主机与智能检测平台通过网络传输设备通信连接；
所述道路护栏智能检测主机包括光缆传感器、护栏光缆探测器、护栏光缆控制器、供配电设备和控制柜，所述护栏光缆探测器、护栏光缆控制器和供配电设备均固定在控制柜内部，且光缆传感器、护栏光缆探测器和护栏光缆控制器均与供配电设备电性连接，所述光缆传感器设置于检测区域护栏上，所述光缆传感器用于感知外界机械扰动，所述护栏光缆探测器通过光缆传感器实时收集外界对光缆的扰动信号，所述护栏光缆控制器接收护栏光缆探测器的扰动信号并识别扰动信号的位置及事件特征，所述护栏光缆控制器包括信号处理控制器和防雷接地保护设备，所述信号处理控制器的输入端设有A/D转换器，所述护栏光缆探测器包括脉冲发射器、采集控制单元、UPS电源和光电探测器模块，所述脉冲发射器与光缆传感器的光缆纤芯相匹配，所述采集控制单元、UPS电源和光电探测器模块均与光缆传感器电性连接，所述智能检测平台包括电子地图界面显示器、报警显示与接口输出和事件存储统计模块，所述智能检测平台用于监控道路护栏状态信息，智能检测平台通过网络传输设备接收道路护栏智能检测主机检测的事件信号，所述智能检测平台的连接端电性连接有显示屏，所述智能检测平台的连接端还电性连接有广播系统和摄像头系统，所述广播系统和摄像头系统分别由多个广播设备和多个摄像头装置组成，且多个广播设备和多个摄像头装置分别与道路护栏智能检测主机侧的路段相匹配。
优选的，所述光缆传感器采用国际铠装，且光缆传感器内部光缆的数量设置为四个以上，所述光缆传感器呈“∽”型铺设在检测区域护栏的波形板或水泥防撞墩内侧，所述波形板或水泥防撞墩外侧设有用于光缆传感器保护的橡胶护垫，且波形板或水泥防撞墩顶部设有警示灯带。
优选的，所述光缆传感器在检测区域护栏上的任意一根光缆的不同纤芯接入相邻两台光缆探测器的通道中。
优选的，所述护栏光缆控制器与护栏光缆探测器信号连接，且采集控制单元与A/D转换器电性连接，所述护栏光缆控制器还用于对护栏光缆探测器状态实时检测及进行故障自动巡检。
优选的，所述道路护栏智能检测主机实时监测检测区域护栏的外界扰动信号，识别事件发生在检测区域护栏的具体位置及事件类型，并将事件信息及主机运行状态通过所述网络传输设备发送给智能检测平台，所述智能检测平台通过网络传输设备对道路护栏智能检测主机进行相关参数配置。
优选的，所述电子地图界面显示器用于设置护栏检测区域及显示检测护栏异常事件发生具体位置及异常事件类型，所述报警显示与接口输出用于当道路护栏智能检测主机监测护栏异常时输出报警信号，并发送至显示屏、广播系统、摄像头系统等进行联动，存储统计模块用于将事件信息进行存储及统计。
一种道路护栏智能检测系统的检测方法，包括上述的道路护栏智能检测系统，具体步骤如下：
步骤M1：将光缆传感器按照“∽”型铺设在检测区域护栏的波形板或水泥防撞墩内侧；
步骤M2：用同一根光缆的不同纤芯分别接入其相邻道路的护栏智能检测主机，道路护栏智能检测主机接收光缆传感器的扰动信号，进一步识别扰动信号的发生位置及具体事件，并将事件信息及主机运行状态通过网络传输设备发送给智能检测平台。
步骤M3：智能检测平台接收由道路护栏智能检测主机发送的异常事件发生具体位置及异常事件类型，将事件信息进行存储及统计，并发送至显示屏，进一步通过广播系统和摄像头系统进行联动处理
优选的，所述步骤M2中，包括以下步骤：
步骤M21：护栏光缆探测器获取光缆传感器的扰动信号；
步骤M22：信号处理控制器提取扰动信号特征，利用机器学习模型识别出扰动信号对应的具体事件并排除外界干扰；
步骤M23：通过网络传输设备按照设定协议内容包含事件位置和识别类型及主机运行状态的格式发送给智能检测平台。
优选的，所述步骤M3中，包括以下步骤：
步骤M31：智能检测平台按照协议格式解析接收的事件相关信息；
步骤M32：检测区域护栏的同一位置发生报警，智能检测平台会接收到相邻两台主机发送的事件相关信息，结合两台主机报警信息，过滤重复报警信息；
步骤M33：智能检测平台触发电子地图报警，对应编号的摄像头进行视频弹窗并存储，触发广播系统播报报警信息；
步骤M34：智能检测平台对事件信息进行本地存储、并实时进行事件统计和分析。
在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：
1、本系统通过利用光缆作为传感器来探测道路护栏扰动并通过信号处理判别是否入侵，可在复杂恶劣环境下工作，使用安全，易于安装，并且其分布式传感能力强、可直接针对道路护栏进行远距离、大范围、多角度、多功能、全方位的护栏感知能力和检测能力，解决了现有技术中精度低、误报、漏报的问题，能够适用于各类恶劣环境和天气；
2、本系统能够及时准确提供道路护栏发生事故的时间，地点，路况信息和事故状况，进而采取必要的科学检测措施和必要的及时救援，更有利于道路交通运输安全、健康运行。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的拓扑结构示意图；
图2为本发明的系统控制流程图。
附图标记说明：
1道路护栏智能检测主机、101光缆传感器、102护栏光缆探测器、103护栏光缆控制器、2智能检测平台、3网络传输设备、4显示屏、5广播系统、6摄像头系统。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
本发明提供了如图1-2所示的一种道路护栏智能检测系统，包括道路护栏智能检测主机1和智能检测平台2，所述道路护栏智能检测主机1的数量设置为多个，且多个道路护栏智能检测主机1均匀布设在道路边侧，所述道路护栏智能检测主机1的连接端设有网络传输设备3，且道路护栏智能检测主机1与智能检测平台2通过网络传输设备3通信连接；
所述道路护栏智能检测主机1包括光缆传感器101、护栏光缆探测器102、护栏光缆控制器103、供配电设备和控制柜，所述护栏光缆探测器102、护栏光缆控制器103和供配电设备均固定在控制柜内部，且光缆传感器101、护栏光缆探测器102和护栏光缆控制器103均与供配电设备电性连接，所述光缆传感器101设置于检测区域护栏上，光缆传感器101作为道路护栏智能检测系统的传感器，所述光缆传感器101用于感知外界机械扰动，所述护栏光缆探测器102通过光缆传感器101实时收集外界对光缆的扰动信号，所述护栏光缆控制器103接收护栏光缆探测器102的扰动信号并识别扰动信号的位置及事件特征，所述护栏光缆控制器103包括信号处理控制器和防雷接地保护设备，所述信号处理控制器的输入端设有A/D转换器，所述护栏光缆探测器102包括脉冲发射器、采集控制单元、UPS电源和光电探测器模块，所述脉冲发射器与光缆传感器101的光缆纤芯相匹配，所述采集控制单元、UPS电源和光电探测器模块均与光缆传感器101电性连接，所述智能检测平台2包括电子地图界面显示器、报警显示与接口输出和事件存储统计模块，所述智能检测平台2用于监控道路护栏状态信息，智能检测平台2通过网络传输设备3接收道路护栏智能检测主机1检测的事件信号，所述智能检测平台2的连接端电性连接有显示屏4，所述智能检测平台2的连接端还电性连接有广播系统5和摄像头系统6，所述广播系统5和摄像头系统6分别由多个广播设备和多个摄像头装置组成，且多个广播设备和多个摄像头装置分别与道路护栏智能检测主机1侧的路段相匹配，智能检测平台2结合实际情况，判断出检测区域护栏报警的实际位置，触发电子地图界面显示器在电子地图的对应位置报警，对应编号的摄像头进行视频弹窗并存储，触发广播系统5播报报警信息，这里道路护栏智能检测主机1个数依赖所检测护栏长度和实际需求而定。
进一步的，在上述技术方案中，所述光缆传感器101采用国际铠装，且光缆传感器101内部光缆的数量设置为四个以上，所述光缆传感器101呈“∽”型铺设在检测区域护栏的波形板或水泥防撞墩内侧，所述波形板或水泥防撞墩外侧设有用于光缆传感器101保护的橡胶护垫，且波形板或水泥防撞墩顶部设有警示灯带。
进一步的，在上述技术方案中，所述光缆传感器101在检测区域护栏上的任意一根光缆的不同纤芯接入相邻两台光缆探测器的通道中，该连接具有多通道探测功能，能够防止光缆传感器101中间被撞断造成检测盲区。
进一步的，在上述技术方案中，所述护栏光缆控制器103与护栏光缆探测器102信号连接，且采集控制单元与A/D转换器电性连接，所述护栏光缆控制器103还用于对护栏光缆探测器102状态实时检测及进行故障自动巡检。
进一步的，在上述技术方案中，所述道路护栏智能检测主机1实时监测检测区域护栏的外界扰动信号，识别事件发生在检测区域护栏的具体位置及事件类型，并将事件信息及主机运行状态通过所述网络传输设备3发送给智能检测平台2，所述智能检测平台2通过网络传输设备3对道路护栏智能检测主机1进行相关参数配置。
进一步的，在上述技术方案中，所述电子地图界面显示器用于设置护栏检测区域及显示检测护栏异常事件发生具体位置及异常事件类型，所述报警显示与接口输出用于当道路护栏智能检测主机1监测护栏异常时输出报警信号，并发送至显示屏4、广播系统5、摄像头系统6等进行联动，存储统计模块用于将事件信息进行存储及统计。
一种道路护栏智能检测系统的检测方法，包括上述的道路护栏智能检测系统，具体步骤如下：
步骤M1：将光缆传感器101按照“∽”型铺设在检测区域护栏的波形板或水泥防撞墩内侧；
步骤M2：用同一根光缆的不同纤芯分别接入其相邻道路的护栏智能检测主机，能够防止光缆传感器101中间被撞断造成检测盲区，道路护栏智能检测主机1接收光缆传感器101的扰动信号，进一步识别扰动信号的发生位置及具体事件，并将事件信息及主机运行状态通过网络传输设备3发送给智能检测平台2。
步骤M3：智能检测平台2接收由道路护栏智能检测主机1发送的异常事件发生具体位置及异常事件类型，将事件信息进行存储及统计，并发送至显示屏4，进一步通过广播系统5和摄像头系统6进行联动处理
进一步的，在上述技术方案中，所述步骤M2中，包括以下步骤：
步骤M21：护栏光缆探测器102获取光缆传感器101的扰动信号；
步骤M22：信号处理控制器提取扰动信号特征，利用机器学习模型识别出扰动信号对应的具体事件并排除外界干扰；
步骤M23：通过网络传输设备3按照设定协议内容包含事件位置和识别类型及主机运行状态的格式发送给智能检测平台2。
进一步的，在上述技术方案中，所述步骤M3中，包括以下步骤：
步骤M31：智能检测平台2按照协议格式解析接收的事件相关信息；
步骤M32：检测区域护栏的同一位置发生报警，智能检测平台2会接收到相邻两台主机发送的事件相关信息，结合两台主机报警信息，过滤重复报警信息；
步骤M33：智能检测平台2触发电子地图报警，对应编号的摄像头进行视频弹窗并存储，触发广播系统5播报报警信息；
步骤M34：智能检测平台2对事件信息进行本地存储、并实时进行事件统计和分析。
本系统通过利用光缆传感器101作为传感器来探测道路护栏扰动并通过信号处理判别是否入侵，相比于许多传统道路护栏检测领域，光缆具有极高的耐腐蚀性，不受雷击和电磁干扰的影响，可在复杂恶劣环境下工作。由于光缆还具有无需供电，使用安全，易于安装，并且其分布式传感能力强、可直接针对道路护栏进行远距离、大范围、多角度、多功能、全方位的护栏感知能力和检测能力，能够及时准确提供道路护栏发生事故的时间，地点，路况信息和事故状况，进而采取必要的科学检测措施和必要的及时救援，更有利于道路交通运输安全、健康运行。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (9)

1.一种道路护栏智能检测系统，包括道路护栏智能检测主机(1)和智能检测平台(2)，其特征在于：所述道路护栏智能检测主机(1)的数量设置为多个，且多个道路护栏智能检测主机(1)均匀布设在道路边侧，所述道路护栏智能检测主机(1)的连接端设有网络传输设备(3)，且道路护栏智能检测主机(1)与智能检测平台(2)通过网络传输设备(3)通信连接；
所述道路护栏智能检测主机(1)包括光缆传感器(101)、护栏光缆探测器(102)、护栏光缆控制器(103)、供配电设备和控制柜，所述护栏光缆探测器(102)、护栏光缆控制器(103)和供配电设备均固定在控制柜内部，且光缆传感器(101)、护栏光缆探测器(102)和护栏光缆控制器(103)均与供配电设备电性连接，所述光缆传感器(101)设置于检测区域护栏上，所述光缆传感器(101)用于感知外界机械扰动，所述护栏光缆探测器(102)通过光缆传感器(101)实时收集外界对光缆的扰动信号，所述护栏光缆控制器(103)接收护栏光缆探测器(102)的扰动信号并识别扰动信号的位置及事件特征，所述护栏光缆控制器(103)包括信号处理控制器和防雷接地保护设备，所述信号处理控制器的输入端设有A/D转换器，所述护栏光缆探测器(102)包括脉冲发射器、采集控制单元、UPS电源和光电探测器模块，所述脉冲发射器与光缆传感器(101)的光缆纤芯相匹配，所述采集控制单元、UPS电源和光电探测器模块均与光缆传感器(101)电性连接，所述智能检测平台(2)包括电子地图界面显示器、报警显示与接口输出和事件存储统计模块，所述智能检测平台(2)用于监控道路护栏状态信息，智能检测平台(2)通过网络传输设备(3)接收道路护栏智能检测主机(1)检测的事件信号，所述智能检测平台(2)的连接端电性连接有显示屏(4)，所述智能检测平台(2)的连接端还电性连接有广播系统(5)和摄像头系统(6)，所述广播系统(5)和摄像头系统(6)分别由多个广播设备和多个摄像头装置组成，且多个广播设备和多个摄像头装置分别与道路护栏智能检测主机(1)侧的路段相匹配。
2.根据权利要求1所述一种道路护栏智能检测系统，其特征在于：所述光缆传感器(101)采用国际铠装，且光缆传感器(101)内部光缆的数量设置为四个以上，所述光缆传感器(101)呈“∽”型铺设在检测区域护栏的波形板或水泥防撞墩内侧，所述波形板或水泥防撞墩外侧设有用于光缆传感器(101)保护的橡胶护垫，且波形板或水泥防撞墩顶部设有警示灯带。
3.根据权利要求1所述一种道路护栏智能检测系统，其特征在于：所述光缆传感器(101)在检测区域护栏上的任意一根光缆的不同纤芯接入相邻两台光缆探测器的通道中。
4.根据权利要求1所述一种道路护栏智能检测系统，其特征在于：所述护栏光缆控制器(103)与护栏光缆探测器(102)信号连接，且采集控制单元与A/D转换器电性连接，所述护栏光缆控制器(103)还用于对护栏光缆探测器(102)状态实时检测及进行故障自动巡检。
5.根据权利要求1所述一种道路护栏智能检测系统，其特征在于：所述道路护栏智能检测主机(1)实时监测检测区域护栏的外界扰动信号，识别事件发生在检测区域护栏的具体位置及事件类型，并将事件信息及主机运行状态通过所述网络传输设备(3)发送给智能检测平台(2)，所述智能检测平台(2)通过网络传输设备(3)对道路护栏智能检测主机(1)进行相关参数配置。
6.根据权利要求1所述一种道路护栏智能检测系统，其特征在于：所述电子地图界面显示器用于设置护栏检测区域及显示检测护栏异常事件发生具体位置及异常事件类型，所述报警显示与接口输出用于当道路护栏智能检测主机(1)监测护栏异常时输出报警信号，并发送至显示屏(4)、广播系统(5)、摄像头系统(6)等进行联动，存储统计模块用于将事件信息进行存储及统计。
7.一种道路护栏智能检测系统的检测方法，包括如权利要求1-6任意一项所述一种道路护栏智能检测系统，其特征在于：具体步骤如下：
步骤M1：将光缆传感器(101)按照“∽”型铺设在检测区域护栏的波形板或水泥防撞墩内侧；
步骤M2：用同一根光缆的不同纤芯分别接入其相邻道路的护栏智能检测主机，道路护栏智能检测主机(1)接收光缆传感器(101)的扰动信号，进一步识别扰动信号的发生位置及具体事件，并将事件信息及主机运行状态通过网络传输设备(3)发送给智能检测平台(2)。
步骤M3：智能检测平台(2)接收由道路护栏智能检测主机(1)发送的异常事件发生具体位置及异常事件类型，将事件信息进行存储及统计，并发送至显示屏(4)，进一步通过广播系统(5)和摄像头系统(6)进行联动处理。
8.根据权利要求7所述一种道路护栏智能检测系统的检测方法，其特征在于：所述步骤M2中，包括以下步骤：
步骤M21：护栏光缆探测器(102)获取光缆传感器(101)的扰动信号；
步骤M22：信号处理控制器提取扰动信号特征，利用机器学习模型识别出扰动信号对应的具体事件并排除外界干扰；
步骤M23：通过网络传输设备(3)按照设定协议内容包含事件位置和识别类型及主机运行状态的格式发送给智能检测平台(2)。
9.根据权利要求7所述一种道路护栏智能检测系统的检测方法，其特征在于：所述步骤M3中，包括以下步骤：
步骤M31：智能检测平台(2)按照协议格式解析接收的事件相关信息；
步骤M32：检测区域护栏的同一位置发生报警，智能检测平台(2)会接收到相邻两台主机发送的事件相关信息，结合两台主机报警信息，过滤重复报警信息；
步骤M33：智能检测平台(2)触发电子地图报警，对应编号的摄像头进行视频弹窗并存储，触发广播系统(5)播报报警信息；
步骤M34：智能检测平台(2)对事件信息进行本地存储、并实时进行事件统计和分析。
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