CN114240692A - 公路作业布设方案生成系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种公路作业布设方案生成系统及方法，包括：作业需求获取和分析模块、标准查找模块以及布设方案生成模块；所述作业需求获取和分析模块：获取作业信息，包括作业地理位置、作业内容以及作业执行时间，对作业信息进行拆解；标准查找模块：根据拆解后的作业信息查找标准，得到对应的作业控制区参数；布设方案生成模块：根据标准查找模块生成的作业控制区参数，生成作业现场的布设方案。本发明通过采用物联网感知、多因数输入、多种识别技术融合的结构，解决了公路作业不规范，作业现场作业控制区布设不规范的问题，以及由布设于不规范造成的伤害问题。
Description
技术领域
本发明涉及公路作业技术领域，具体地，涉及一种公路作业布设方案生成系统及方法。
背景技术
随着我国经济的发展，公路交通需求和交通量不断增加，随之而来的公路事故和公路病害也不断增多，导致公路养护工作任务艰巨，占用道路的养护作业区不断增多，此外，随着交通需求的不断增大，现有公路大部分已经不能满足日益增长的出行需求，边施工边通车的公路改扩建工程越来越普遍。在上述大背景下公路养护作业呈现井喷式增长。
公路作业需要设置养护作业控制区，通常包括警告区、上游过渡区、纵向缓冲区、工作区、横向缓冲区、下游过渡区和终止区等区域。目前，公路公路作业布设方案主要由人工布设，存在不标准和不规范的情况。尤其是标志牌、信号灯、警示灯、交通锥等布设距离、设置位置不完全符合规范要求，导致公路作业现场安全隐患多，甚至发生严重交通事故。另外，在施工人员布设安全引导设施时，由于不熟悉规范，无法做到安全保护。
在公开号为CN112991746A的中国专利文献中，公开了一种道路作业区临时交通安全设施布局方案的确定方法及装置，涉及道路交通安全管理技术领域，包括：获取第一道路指标；基于第一道路指标和智能终端的用户图形界面获取多个备选道路作业区临时交通安全设施布局方案，和各个备选道路作业区临时交通安全设施布局方案分别对应的第二道路参数；根据各个备选道路作业区临时交通安全设施布局方案的第二道路参数，从各个备选道路作业区临时交通安全设施布局方案中确定目标道路作业区临时交通安全设施布局方案。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种公路作业布设方案生成系统及方法。
根据本发明提供的一种公路作业布设方案生成系统，包括：作业需求获取和分析模块、标准查找模块以及布设方案生成模块；
所述作业需求获取和分析模块：获取作业信息，包括作业地理位置、作业内容以及作业执行时间，对作业信息进行拆解；
标准查找模块：根据拆解后的作业信息查找标准，得到对应的作业控制区参数；
布设方案生成模块：根据标准查找模块生成的作业控制区参数，生成作业现场的布设方案。
优选的，所述作业需求获取和分析模块包括：
位置信息分析模块：根据作业地理位置获取道路等级、作业地点、作业路段最终限速值以及车道数量；
作业内容分解模块：根据作业内容所需的时间获取作业类型，根据作业区域范围获取作业区域长度，根据作业内容获取作业对象。
优选的，所述作业控制区参数包括：工作区参数、上游过渡区参数、横向缓冲区、警告区参数、缓冲区参数、下游过渡区参数。
优选的，还包括交通量获取模块：获取作业路段的交通量数据，所述作业需求获取和分析模块获取交通量数据。
优选的，所述作业需求获取与分析模块还包括交通量计算模块：根据获取的交通量数据，计算路段的当前交通量以及调取该路段的历史交通量。
优选的，所述位置信息分析模块根据识别的作业地点，获取道路的设计速度；所述识别车道信息包括：获取车道数量、车道宽度以及作业车道位置。
优选的，所述标准查找模块中，
获取要求执行作业时间和道路交通量信息，生成作业时间；
获取道路的交通量、公路设计速度、公路等级以及限速区段的最小速度，设置警告区最小长度；
获取限速区间的最小速度，生成上游过渡区最小长度和纵向缓冲区最小长度；
获取车道数量、车道宽度以及作业车道位置，生成横向缓冲区宽度；
获取作业区域和作业对象信息，设置工作区长度；
获取作业车道位置，设置大型载重汽车停靠区；
获取作业类型，根据作业内容所需的时间判断；
随后生成下游过渡区最小长度和终止区最小长度。
优选的，还包括病害、事故感知模块，第三方信息获取模块以及手动输入信息模块；
所述病害、事故感知模块包括：
物联网事故感知模块：通过物联网设备获取交通事故和自然灾害信息；
病害感知模块：通过病害探查车以及视频感知公路病害信息；
所述第三方信息获取模块：根据第三方途径获取交通事故以及公路病害信息；
所述手动输入信息模块：人工输入交通事故以及公路病害信息。
优选的，所述作业需求获取与分析模块还包括天气信息获取模块；所述天气信息获取模块获取互联网以及环境检测传感器中的天气信息，所述标准查找模块接收天气信息，生成作业控制区的增加值以及受环境影响所需增置的公路养护安全设施需求信息；
所述布设方案生成模块包括图上作业信息生成模块、作业时间计算模块以及作业需求计算模块；
图上作业信息生成模块：生成作业控制区地理位置、作业控制区各部分对应位置、各区域交安设置位置以及各区域限速标志位置；
所述作业时间计算模块：生成理想开始时间、作业时长和最晚结束时间；
所述作业需求计算模块：计算人员、车辆、设备、公路养护安全设施、机械、物料、作业工具类型及数量。
根据本发明提供的一种公路作业布设方案生成方法，包括：作业需求获取和分析步骤、标准查找步骤以及布设方案生成步骤；
所述作业需求获取和分析步骤：获取作业信息，包括作业地理位置、作业内容以及作业执行时间，对作业信息进行拆解；
标准查找步骤：根据拆解后的作业信息查找标准，得到对应的作业控制区参数；
布设方案生成步骤：根据标准查找模块生成的作业控制区参数，生成作业现场的布设方案。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过采用物联网感知、多因数输入、多种识别技术融合的结构，解决了公路养护作业不规范，作业现场作业控制区布设不规范的问题。
2、本发明通过引入公路设计速度，针对不同路段的设计速度进行设计警告区的逐级降速区间，解决了系统对不同路段适应性差的缺陷。
3、本系统增加对天气因素的考虑，根据天气因素对布设进行调整，提高了作业的安全性，且作业时间更加贴近实际需求。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例1公路作业布设方案生成系统框图；
图2为本发明实施例2公路作业布设方案生成系统框图；
图3为本发明实施例3公路作业布设方案生成系统框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明介绍了一种公路作业布设方案生成系统，通过作业需求获取和分析模块获取作业信息，包括作业地理位置、作业内容以及作业执行时间，对作业信息进行拆解，根据得到的拆解后的信息在标准模块中对应的作业控制区参数，最终由布设方案生成模块根据作业控制区参数生成布设方案。具体的，本系统在如下实施例中做进一步说明。
实施例1：
参照图1，本发明介绍了一种公路作业布设方案生成系统，包括：作业需求获取和分析模块、标准查找模块以及布设方案生成模块；
作业需求获取和分析模块：获取作业信息，包括作业地理位置、作业内容以及作业执行时间，对作业信息进行拆解。
作业信息通过形变检测设备、公路路面病害检测设备、公路交通设施病害检测设备、第三方告知信息以及人工巡检中的任一项或者任多项获取，所述形变设备布设在公路及周边地形，并感知布设地点的状态变化，所述公路路面病害检测设备用于采集公路路面病害信息。公路交通设施病害检测设备用于采集护栏、龙门架、灯杆等交通设施的病害信息。第三方告知信息包括群众电话上报信息、第三方推送信息等。其中，作业执行时间为根据事故内容初步分析以及交通量，天气信息等因素需要处理的时间，作业地理位置为事故或公路病害发生的具体地点，作业内容为根据事故或者病害的类型，所需要的工作的具体内容。
更为详细的，作业需求获取和分析模块包括：
位置信息分析模块：
-根据作业地理位置获取道路等级；道路等级包括高速公路、一级公路、二级公路、三极公路或者四级公路、隧道、桥涵、收费广场等。
-识别作业地点；例如：车道类型、是否需要借用对向车道、是否为立交出入口闸道、该路段的最终限速值等。
-获取作业路段最终限速值；根据设计速度得到该作业路段的最终限速值。
-获取车道数量信息；
作业内容分解模块：
-根据作业内容所需的时间获取作业类型；
-根据作业区域范围获取作业区域长度；
-根据作业内容获取作业对象，例如：路道和路肩等。
标准查找模块：根据拆解后的作业信息查找标准，得到对应的作业控制区参数；
布设方案生成模块：根据标准查找模块生成的作业控制区参数，生成作业现场的布设方案。
根据作业需求获取和分析模块对作业内容的拆解，在标准查找模块中按照国家标准以及相关规范查询对应的作业控制区参数，作业控制区参数包括警告区参数、上游过渡区参数、纵向缓冲区参数、工作区参数、横向缓冲区参数、下游过渡区参数和终止区参数等，最终由布设方案生成模块根据作业控制区参数生成最终的布设方案。
实施例2：
参照图2，本实施例与实施例1的区别之处在于：还包括交通量获取模块：获取作业路段的交通量数据，通过安装在作业路段周围的摄像头和雷达对该路段的交通量进行采集，并实时上传至交通量计算模块。采集的数据包括单位时间内该路段通过的汽车数量以及汽车速度。
作业需求获取与分析模块还包括交通量计算模块：根据获取的交通量数据，计算路段的当前交通量，根据该路段的当前交通量以及历史交通量，结合公路的设计速度，公路等级以及限速后最小速度，在标准查找模块中最终生成警告区最小长度。
根据当前路段的交通量以及历史交通量，结合根据作业内容而生成的作业时间，在标准查找模块中生成最终的作业时间要求。例如，对于交通拥挤，事故影响大的路段，则要求的作业时间较短；对于车道数量多，车流量少或者事故较小的路段，则允许的作业时间相对较长。
识别作业地点包括：获取道路的设计速度，所述识别车道信息包括：获取车道数量、车道宽度以及作业车道位置。可以通过在公路网系统中查询获取。
作业需求获取与分析模块包括作业类型判断模块，通过作业内容所需的时间，结合地图识别技术以及分析作业地点的交通量，分析出不同的作业类型。若作业内容较多、作业所需工作时间大于24小时，则需要进行长期养护作业。反之，若作业内容较少，作业所需工作时间大于4小时小于24小时，则需要进行短期养护作业。若作业内容较少，作业所需工作时间大于30分钟小于4小时，则需要临时养护作业。若作业的内容需要连续移动或者作业养护时间小于30分钟，则定义为移动养护作业。
更为详细的，标准查找模块包括：
-获取要求执行作业时间和道路交通量信息，对交通量的时间特性分析，生成合理的作业时间；
-获取道路的交通量、公路设计速度、公路等级以及限速区段的最小速度，根据公路设计速度计算警告区的逐级降速区间，从而设置警告区最小长度；
-获取限速区间的最小速度，生成上游过渡区最小长度和纵向缓冲区最小长度；
-获取车道数量、车道宽度以及作业车道位置，生成横向缓冲区宽度；
-获取作业区域和作业对象信息，设置工作区长度；
-获取作业车道位置，设置大型载重汽车停靠区；
-获取作业类型，根据作业内容所需的时间判断；
-随后生成下游过渡区最小长度和终止区最小长度。
实施例3：
参照图3，本实施例中考虑到人工输入对事故、病害获取的实时性较差，通过使用物联网感知的手段对不同类型的交通事故、自然灾害以及公路病害进行抓取的同时，仍保留手动输入参数的入口，满足不同情况下的输入参数需求。
实施例3与实施例2的区别之处在于：所述外部输入参数模块包括病害、事故感知模块，用于生成作业地理位置信息，所述病害、事故感知模块包括：
物联网事故感知模块：通过物联网设备感知交通事故和自然灾害的发生；物联网设备包括设置在交通设施的上的监控设备，例如安装在龙门架上的监控摄像头。
病害感知模块：通过病害探查车采集的数据或通过视频分析获取公路的病害信息。
将物联网事故感知模块和病害感知模块获取的信息实时上传，并进行分析，根据事故的严重程度、路面病害损坏程度以及病害部位物料库存情况，生成最终的公路养护方案。
同时，系统保留了手动输入参数入口，可使工作人员手动输入作业内容，工作人员在巡检过程中发现的路面险情以及司机上传的路面险情信息可以通过手动输入参数入口进行输入。
系统还可以通过收集第三方信息来获取公路险情信息，例如群众上报等途径获取最新的消息，完善了信息获取途径。
所述作业需求获取与分析模块还包括天气信息获取模块，所述天气信息获取模块通过互联网获取该路段的天气信息，包括实时天气和天气预测，所述标准查找模块接收天气信息，针对不同天气因素对作业控制区的进行对应的调整，并根据标准增加对应情况的公路养护安全设施，同时系统可根据实际现场的环境监测传感器获取的作业现场的实际环境条件，包括温湿度、风力风向等信息，反馈现场工作人员对作业现场的布设进行调整。
布设方案生成模块包括图上作业信息生成模块、作业时间计算模块以及作业需求计算模块；图上作业信息生成模块：生成作业控制区地理位置、作业控制区各部分对应位置、各区域交安设置位置以及各区域限速标志位置；所述作业时间计算模块：生成理想开始时间、作业时长和最晚结束时间；所述作业需求计算模块：计算作业人员的数量、各类公路养护安全设施数量以及作业车辆数量。
布设方案生成模块将生成的各区域信息通过地图进行显示，生成更简单直观的布设建议，并且根据计算的理想的作业时间、作业所需时长对作业的开始时间和最晚结束时间进行规范，同时根据作业内容，作业控制区的参数计算本次作业所需要的人员、车辆、设备、公路养护安全设施、机械、物料、作业工具类型及数量。
本发明的公路作业布设方案生成系统可广泛的应用于公路养护安全作业、公路施工作业、公路维修作业等多种场景的公路作业。
本发明还介绍了一种公路作业布设方案生成方法，包括：作业需求获取和分析步骤、标准查找步骤以及布设方案生成步骤；
作业需求获取和分析步骤：获取作业信息，包括作业地理位置、作业内容以及作业执行时间，对作业信息进行拆解；
标准查找步骤：根据拆解后的作业信息查找标准，得到对应的作业控制区参数；
布设方案生成步骤：根据标准查找模块生成的作业控制区参数，生成作业现场的布设方案。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种公路作业布设方案生成系统，其特征在于，包括：作业需求获取和分析模块、标准查找模块以及布设方案生成模块；
所述作业需求获取和分析模块：获取作业信息，包括作业地理位置、作业内容以及作业执行时间，对作业信息进行拆解；
标准查找模块：根据拆解后的作业信息查找标准，得到对应的作业控制区参数；
布设方案生成模块：根据标准查找模块生成的作业控制区参数，生成作业现场的布设方案。
2.根据权利要求1所述的公路作业布设方案生成系统，其特征在于：所述作业需求获取和分析模块包括：
位置信息分析模块：根据作业地理位置获取道路等级、作业地点、作业路段最终限速值以及车道数量；
作业内容分解模块：根据作业内容所需的时间获取作业类型，根据作业区域范围获取作业区域长度，根据作业内容获取作业对象。
3.根据权利要求1所述的公路作业布设方案生成系统，其特征在于：所述作业控制区参数包括：工作区参数、上游过渡区参数、横向缓冲区、警告区参数、缓冲区参数、下游过渡区参数。
4.根据权利要求1所述的公路作业布设方案生成系统，其特征在于：还包括交通量获取模块：获取作业路段的交通量数据，所述作业需求获取和分析模块获取交通量数据。
5.根据权利要求4所述的公路作业布设方案生成系统，其特征在于：所述作业需求获取与分析模块还包括交通量计算模块：根据获取的交通量数据，计算路段的当前交通量以及调取该路段的历史交通量。
6.根据权利要求2所述的公路作业布设方案生成系统，其特征在于：所述位置信息分析模块根据识别的作业地点，获取道路的设计速度；所述识别车道信息包括：获取车道数量、车道宽度以及作业车道位置。
7.根据权利要求1所述的公路作业布设方案生成系统，其特征在于：所述标准查找模块中，
获取要求执行作业时间和道路交通量信息，生成作业时间；
获取道路的交通量、公路设计速度、公路等级以及限速区段的最小速度，设置警告区最小长度；
获取限速区间的最小速度，生成上游过渡区最小长度和纵向缓冲区最小长度；
获取车道数量、车道宽度以及作业车道位置，生成横向缓冲区宽度；
获取作业区域和作业对象信息，设置工作区长度；
获取作业车道位置，设置大型载重汽车停靠区；
获取作业类型，根据作业内容所需的时间判断；
随后生成下游过渡区最小长度和终止区最小长度。
8.根据权利要求1所述的公路作业布设方案生成系统，其特征在于：还包括病害、事故感知模块，第三方信息获取模块以及手动输入信息模块；
所述病害、事故感知模块包括：
物联网事故感知模块：通过物联网设备获取交通事故和自然灾害信息；
病害感知模块：通过病害探查车以及视频感知公路病害信息；
所述第三方信息获取模块：根据第三方途径获取交通事故以及公路病害信息；
所述手动输入信息模块：人工输入交通事故以及公路病害信息。
9.根据权利要求1所述的公路作业布设方案生成系统，其特征在于：所述作业需求获取与分析模块还包括天气信息获取模块；所述天气信息获取模块获取互联网以及环境检测传感器中的天气信息，所述标准查找模块接收天气信息，生成作业控制区的增加值以及受环境影响所需增置的公路养护安全设施需求信息；
所述布设方案生成模块包括图上作业信息生成模块、作业时间计算模块以及作业需求计算模块；
图上作业信息生成模块：生成作业控制区地理位置、作业控制区各部分对应位置、各区域交安设置位置以及各区域限速标志位置；
所述作业时间计算模块：生成理想开始时间、作业时长和最晚结束时间；
所述作业需求计算模块：计算人员、车辆、设备、公路养护安全设施、机械、物料、作业工具类型及数量。
10.一种公路作业布设方案生成方法，其特征在于，包括：作业需求获取和分析步骤、标准查找步骤以及布设方案生成步骤；
所述作业需求获取和分析步骤：获取作业信息，包括作业地理位置、作业内容以及作业执行时间，对作业信息进行拆解；
标准查找步骤：根据拆解后的作业信息查找标准，得到对应的作业控制区参数；
布设方案生成步骤：根据标准查找模块生成的作业控制区参数，生成作业现场的布设方案。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115497288A (zh) * | 2022-09-06 | 2022-12-20 | 玺大建设工程有限公司 | 一种高速公路养护施工智慧管理预警方法、装置及系统 |
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2021
- 2021-12-08 CN CN202111495583.6A patent/CN114240692A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115497288A (zh) * | 2022-09-06 | 2022-12-20 | 玺大建设工程有限公司 | 一种高速公路养护施工智慧管理预警方法、装置及系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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