CN114333325A - 高速公路异常状况检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高速公路异常状况检测方法及系统，方法包括：构建检测管理平台，沿高速公路分段设置检测装置，并将各检测装置与检测管理平台相互连接形成监测网络；采用检测装置监测相应路段的高速公路是否存在异常状况；若发现存在异常状况，则通过监测网络向各路段发出交通预警信息。系统包括检测管理平台和多个检测装置，所述检测装置沿高速公路分段设置，所述检测管理平台和多个检测装置相互连接形成监测网络；采用上述方法检测高速公路异常状况并发出交通预警信息。本发明可以快速实现实时运算，保障警示信息的实时性与及时性，避免检测管理平台集中处理导致排伍与延误，提高高速公路安全性，防止交通事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及公路交通检测与控制技术领域，特别涉及一种高速公路异常状况检测方法及系统。
背景技术
在公路交通中，高速公路具有车速快和封闭管理等特点，为保障安全，不允许非机动车及行人进入高速公路。高速公路上较快的行车速度，若路面情况存在异常，例如路面有(车辆掉落、高处坠落或者人为设置)异物、车辆抛锚、发生交通事故、设有路障正在修路或者路面发生塌陷等，很容易引发车祸，因此，有必要提前进行警示。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高速公路异常状况检测方法，包括以下步骤：
S100构建检测管理平台，沿高速公路分段设置检测装置，并将各检测装置与检测管理平台相互连接形成监测网络；
S200采用检测装置监测相应路段的高速公路是否存在异常状况；
S300若发现存在异常状况，则通过监测网络向各路段发出交通预警信息。
可选的，在S200步骤中，检测装置的监测方法如下：
S210拍摄相应路段高速公路的路面图像；
S220采用图像识别从路面图像中识别路面情况及通行车辆；
S230若路面情况存在异物、静止车辆或者路面塌陷，则判断存在异常状况。
可选的，在S200步骤中，所述检测管理平台接收并保存检测装置的检测数据、异常状况及交通预警信息，对于检测装置判断存在异常状况的路段，对该路段的检测数据进行分析验证高速公路是否存在异常状况；
若通过验证存在异常状况，则向各检测装置分享交通预警信息。
可选的，在S200步骤中，检测装置监测相应路段的车辆行驶速度，计算平均车辆行驶速度；
同步获取相应路段地区的实时天气，将车辆行驶速度、平均车辆行驶速度和实时天气传输至检测管理平台进行保存；
所述检测管理平台对检测数据进行分析验证高速公路是否存在异常状况的方式为：计算与实时天气相同天气下记录的全部平均车辆行驶速度的平均速度和均方差值，以平均速度减去均方差值作为速度阈值；若相应路段当前的平均车辆行驶速度低于速度阈值，则判断存在异常状况。
可选的，在监测网络中，检测装置向检测管理平台传输检测数据之前将检测数据进行加密处理；
检测管理平台对接收到的加密检测数据进行解密后，再进行数据保存与分析。
本发明还提供了一种高速公路异常状况检测系统，包括检测管理平台和多个检测装置，所述检测装置沿高速公路分段设置，所述检测管理平台和多个检测装置相互连接形成监测网络；
所述检测装置监测用于相应路段的高速公路是否存在异常状况以及发布交通预警信息；
所述检测管理平台用于监测网络的管理，接收并保存检测装置的检测数据，在发现高速公路存在异常状况，将交通预警信息通过监测网络发送给至各路段的检测装置进行发布。
可选的，所述检测装置包括PLC模块、数据采集器、图像识别模块、摄像头和显示屏；
所述图像识别模块与摄像头连接，用于根据摄像头拍摄的路面图像识别路面情况及通行车辆；
所述数据采集器与图像识别模块连接；
所述PLC模块分别与数据采集器和显示屏连接，所述PLC模块用于路面情况若存在非通行车辆异物或者路面塌陷，则判断相应路段的高速公路存在异常状况，发出交通预警信息；
所述显示屏用于显示交通预警信息。
可选的，所述检测管理平台包括数据交互模块、处理模块和存储模块；
所述数据交互模块用于连接监测网络与检测装置进行数据交互；
所述处理模块分别与数据交互模块和存储模块连接，对于检测装置判断存在异常状况的路段，所述处理模块用于对异常状况路段的检测数据进行分析验证高速公路是否存在异常状况，若通过验证存在异常状况，则通过数据交互模块向检测装置分享交通预警信息；
所述存储模块用于保存接收到的检测数据、异常状况及交通预警信息。
可选的，所述数据采集器连接有速度传感器，所述速度传感器用于检测车辆行驶速度，所述PLC模块计算平均车辆行驶速度；
监测网络连接各路段所在地区的气象站，同步获取相应路段地区的实时天气，将车辆行驶速度、平均车辆行驶速度和实时天气传输至检测管理平台进行保存；
所述检测管理平台对检测数据进行分析验证高速公路是否存在异常状况方式为：计算与实时天气相同天气下记录的全部平均车辆行驶速度的平均速度和均方差值，以平均速度减去均方差值作为速度阈值；若相应路段当前的平均车辆行驶速度低于速度阈值，则判断存在异常状况。
可选的，所述检测装置设有数据加密模块，所述数据加密模块用于在传输前将检测数据进行加密处理；
所述检测管理平台包括数据解密模块，所述数据解密模块用于对接收到的加密检测数据进行解密，然后再进行数据保存与分析。
本发明的高速公路异常状况检测方法及系统，通过构建检测管理平台，并且沿高速公路分段设置检测装置，将高速公路各分段的检测装置与检测管理平台相互连接形成一个高速公路监测网络，以检测装置监测相应路段的高速公路是否存在异常状况，若发现存在异常状况，则通过监测网络向各分段的检测装置发出交通预警信息，由检测装置在相应路段警示行驶车辆，以便驾驶员提前对应，例如重新选择行驶路线等，以提高安全性，防止交通事故的发生；其中，检测管理平台可以通过监测网络向部分受影响路段的检测装置发出交通预警信息，受影响路段一般指存在异常状况路段的行驶方向前端部分路段。本发明采用分段监测判断方式，充分利用各检测装置的运算分析功能，快速实现实时运算，保障警示信息的实时性与及时性，避免检测管理平台集中处理导致排伍与延误，降低对检测管理平台这个集中处理设备的要求。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种高速公路异常状况检测方法流程图；
图2为本发明的高速公路异常状况检测方法实施例中检测装置的监测方法流程图；
图3为本发明实施例中一种高速公路异常状况检测系统示意图；
图4为本发明的高速公路异常状况检测系统实施例中的检测装置示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种高速公路异常状况检测方法，包括以下步骤：
S100构建检测管理平台，沿高速公路分段设置检测装置，并将各检测装置与检测管理平台相互连接形成监测网络；
S200采用检测装置监测相应路段的高速公路是否存在异常状况；
S300若发现存在异常状况，则通过监测网络向各路段发出交通预警信息。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过构建检测管理平台，并且沿高速公路分段设置检测装置，将高速公路各分段的检测装置与检测管理平台相互连接形成一个高速公路监测网络，以检测装置监测相应路段的高速公路是否存在异常状况，若发现存在异常状况，则通过监测网络向各分段的检测装置发出交通预警信息，由检测装置在相应路段警示行驶车辆，以便驾驶员提前对应，例如重新选择行驶路线等，以提高安全性，防止交通事故的发生；其中，检测管理平台可以通过监测网络向部分受影响路段的检测装置发出交通预警信息，受影响路段一般指存在异常状况路段的行驶方向前端部分路段；本方案采用分段监测判断方式，充分利用各检测装置的运算分析功能，快速实现实时运算，保障警示信息的实时性与及时性，避免检测管理平台集中处理导致排伍与延误，降低对检测管理平台这个集中处理设备的要求。
在一个实施例中，如图2所示，在S200步骤中，检测装置的监测方法如下：
S210拍摄相应路段高速公路的路面图像；
S220采用图像识别从路面图像中识别路面情况及通行车辆；
S230若路面情况存在异物、静止车辆或者路面塌陷，则判断存在异常状况。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案的检测装置采用拍摄路面图像的方式采集路面数据，通过图像识别从路面图像中识别路面情况及通行车辆，辨别路面情况是否存在异物、静止车辆或者路面塌陷，若存在则判断为高速公路在该路段出现异常状况，本方案每个路段设置的检测装置都可以实现实时的路面状况检测与分析，提高了反应速度，增强的监测性能。
在一个实施例中，在S200步骤中，所述检测管理平台接收并保存检测装置的检测数据、异常状况及交通预警信息，对于检测装置判断存在异常状况的路段，对该路段的检测数据进行分析验证高速公路是否存在异常状况；
若通过验证存在异常状况，则向各检测装置分享交通预警信息。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案在检测管理平台接收到检测装置的数据后，对于高速公路是否存在异常状况进行验证，提高判断的准确性，降低判断误差，防止检测失误导致对高速公路交通产生不利影响，保障高速公路通行能力得到充分利用；仅对检测装置判断存在异常的路段进行验证，可以减少验证运算的计算量，提高运算速度，保障验证的实时性。
在一个实施例中，在S200步骤中，检测装置监测相应路段的车辆行驶速度，计算平均车辆行驶速度；
同步获取相应路段地区的实时天气，将车辆行驶速度、平均车辆行驶速度和实时天气传输至检测管理平台进行保存；
所述检测管理平台对检测数据进行分析验证高速公路是否存在异常状况的方式为：计算与实时天气相同天气下记录的全部平均车辆行驶速度的平均速度和均方差值，以平均速度减去均方差值作为速度阈值；若相应路段当前的平均车辆行驶速度低于速度阈值，则判断存在异常状况。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案采用检测行车速度的方式来对公路状况进行验证，由检测装置预先计算对应路的平均车辆行驶速度作为验证的基础数据，充分利用检测装置的运算能力，减少检测管理平台验证时的计算量，降低检测管理平台配置要求；验证时，考虑天气因素对交通的影响，以相同天气的数据记录为基础，以平均车辆行驶速度的平均速度减去平均车辆行驶速度的均方差值作为速度阈值，提高验证的准确性，避免由于不同天气造成验证错误影响行车及安全。
在一个实施例中，在监测网络中，检测装置向检测管理平台传输检测数据之前将检测数据进行加密处理；
检测管理平台对接收到的加密检测数据进行解密后，再进行数据保存与分析。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案对于检测装置检测数据的传输，在传输前进行数据加密处理，由检测管理平台接收后解密，再用于数据保存与分析；由于检测数据包括有各通行车辆的信息，涉及车辆使用人的行踪隐私，通过数据加密，可以提高数据的安全性，防止数据泄漏，避免数据被他人不正当使用。
如图3所示，本发明实施例提供了一种高速公路异常状况检测系统，包括检测管理平台和多个检测装置，所述检测装置沿高速公路分段设置，所述检测管理平台和多个检测装置相互连接形成监测网络；
所述检测装置监测用于相应路段的高速公路是否存在异常状况以及发布交通预警信息；
所述检测管理平台用于监测网络的管理，接收并保存检测装置的检测数据，在发现高速公路存在异常状况，将交通预警信息通过监测网络发送给至各路段的检测装置进行发布。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过构建检测管理平台，并且沿高速公路分段设置检测装置，将高速公路各分段的检测装置与检测管理平台相互连接形成一个高速公路监测网络，以检测装置监测相应路段的高速公路是否存在异常状况，若发现存在异常状况，则通过监测网络向各分段的检测装置发出交通预警信息，由检测装置在相应路段警示行驶车辆，以便驾驶员提前对应，例如重新选择行驶路线等，以提高安全性，防止交通事故的发生；其中，检测管理平台可以通过监测网络向部分受影响路段的检测装置发出交通预警信息，受影响路段一般指存在异常状况路段的行驶方向前端部分路段；本方案采用分段监测判断方式，充分利用各检测装置的运算分析功能，快速实现实时运算，保障警示信息的实时性与及时性，避免检测管理平台集中处理导致排伍与延误，降低对检测管理平台这个集中处理设备的要求。
在一个实施例中，如图4所示，所述检测装置包括PLC模块10、数据采集器20、图像识别模块30、摄像头40和显示屏60；
所述图像识别模块30与摄像头40连接，用于根据摄像头40拍摄的路面图像识别路面情况及通行车辆；
所述数据采集器20与图像识别模块30连接；
所述PLC模块10分别与数据采集器20和显示屏60连接，所述PLC模块10用于路面情况若存在非通行车辆异物或者路面塌陷，则判断相应路段的高速公路存在异常状况，发出交通预警信息；
所述显示屏60用于显示交通预警信息。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案的检测装置采用拍摄路面图像的方式采集路面数据，通过图像识别从路面图像中识别路面情况及通行车辆，辨别路面情况是否存在异物、静止车辆或者路面塌陷，若存在则判断为高速公路在该路段出现异常状况，本方案每个路段设置的检测装置都可以实现实时的路面状况检测与分析，提高了反应速度，增强的监测性能。
在一个实施例中，如图3所示，所述检测管理平台包括数据交互模块、处理模块和存储模块；
所述数据交互模块用于连接监测网络与检测装置进行数据交互；
所述处理模块分别与数据交互模块和存储模块连接，对于检测装置判断存在异常状况的路段，所述处理模块用于对异常状况路段的检测数据进行分析验证高速公路是否存在异常状况，若通过验证存在异常状况，则通过数据交互模块向检测装置分享交通预警信息；
所述存储模块用于保存接收到的检测数据、异常状况及交通预警信息。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案在检测管理平台接收到检测装置的数据后，对于高速公路是否存在异常状况进行验证，提高判断的准确性，降低判断误差，防止检测失误导致对高速公路交通产生不利影响，保障高速公路通行能力得到充分利用；仅对检测装置判断存在异常的路段进行验证，可以减少验证运算的计算量，提高运算速度，保障验证的实时性。
在一个实施例中，所述数据采集器连接有速度传感器，所述速度传感器用于检测车辆行驶速度，所述PLC模块计算平均车辆行驶速度；
监测网络连接各路段所在地区的气象站，同步获取相应路段地区的实时天气，将车辆行驶速度、平均车辆行驶速度和实时天气传输至检测管理平台进行保存；
所述检测管理平台对检测数据进行分析验证高速公路是否存在异常状况方式为：计算与实时天气相同天气下记录的全部平均车辆行驶速度的平均速度和均方差值，以平均速度减去均方差值作为速度阈值；若相应路段当前的平均车辆行驶速度低于速度阈值，则判断存在异常状况。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案采用检测行车速度的方式来对公路状况进行验证，由检测装置预先计算对应路的平均车辆行驶速度作为验证的基础数据，充分利用检测装置的运算能力，减少检测管理平台验证时的计算量，降低检测管理平台配置要求；验证时，考虑天气因素对交通的影响，以相同天气的数据记录为基础，以平均车辆行驶速度的平均速度减去平均车辆行驶速度的均方差值作为速度阈值，提高验证的准确性，避免由于不同天气造成验证错误影响行车及安全。
在一个实施例中，所述检测装置设有数据加密模块，所述数据加密模块用于在传输前将检测数据进行加密处理；
所述检测管理平台包括数据解密模块，所述数据解密模块用于对接收到的加密检测数据进行解密，然后再进行数据保存与分析。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案对于检测装置检测数据的传输，在传输前进行数据加密处理，由检测管理平台接收后解密，再用于数据保存与分析；由于检测数据包括有各通行车辆的信息，涉及车辆使用人的行踪隐私，通过数据加密，可以提高数据的安全性，防止数据泄漏，避免数据被他人不正当使用。
在一个实施例中，所述检测管理平台的处理模块内置数据安全评价模型，所述数据安全评价模型采用以下公式计算安全系数：
上式中，γ表示监测网络的安全系数；Ti表示第i个检测装置传输数据的当前加密特征参数，从接收到的加密数据中提取得到，提取方式/规则预先设定；n表示检测装置的数量；
若计算得到的安全系数大于预设的安全阈值，则表示监测网络的数据安全保障符合要求；反之，则表示监测网络的数据安全保障不符合要求，系统发出数据安全警示信息。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过设置数据安全评价模型，在系统中对检测数据的加密及传输安全性进行评估，防止加密方式落后造成数据不安全，若通过评估发现数据存在安全隐患，系统发出数据安全警示信息，提醒及时对系统的加密方案进行调整，防止数据泄漏；例如：将安全阈值设置为0.5，若计算得到的安全系数大于0.5，表示监测网络的数据处于安全状态。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种高速公路异常状况检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100构建检测管理平台，沿高速公路分段设置检测装置，并将各检测装置与检测管理平台相互连接形成监测网络；
S200采用检测装置监测相应路段的高速公路是否存在异常状况；
S300若发现存在异常状况，则通过监测网络向各路段发出交通预警信息。
2.根据权利要求1所述的高速公路异常状况检测方法，其特征在于，在S200步骤中，检测装置的监测方法如下：
S210拍摄相应路段高速公路的路面图像；
S220采用图像识别从路面图像中识别路面情况及通行车辆；
S230若路面情况存在异物、静止车辆或者路面塌陷，则判断存在异常状况。
3.根据权利要求1所述的高速公路异常状况检测方法，其特征在于，在S200步骤中，所述检测管理平台接收并保存检测装置的检测数据、异常状况及交通预警信息，对于检测装置判断存在异常状况的路段，对该路段的检测数据进行分析验证高速公路是否存在异常状况；
若通过验证存在异常状况，则向各检测装置分享交通预警信息。
4.根据权利要求3所述的高速公路异常状况检测方法，其特征在于，在S200步骤中，检测装置监测相应路段的车辆行驶速度，计算平均车辆行驶速度；
同步获取相应路段地区的实时天气，将车辆行驶速度、平均车辆行驶速度和实时天气传输至检测管理平台进行保存；
所述检测管理平台对检测数据进行分析验证高速公路是否存在异常状况的方式为：计算与实时天气相同天气下记录的全部平均车辆行驶速度的平均速度和均方差值，以平均速度减去均方差值作为速度阈值；若相应路段当前的平均车辆行驶速度低于速度阈值，则判断存在异常状况。
5.根据权利要求1所述的高速公路异常状况检测方法，其特征在于，在监测网络中，检测装置向检测管理平台传输检测数据之前将检测数据进行加密处理；
检测管理平台对接收到的加密检测数据进行解密后，再进行数据保存与分析。
6.一种高速公路异常状况检测系统，其特征在于，包括检测管理平台和多个检测装置，所述检测装置沿高速公路分段设置，所述检测管理平台和多个检测装置相互连接形成监测网络；
所述检测装置监测用于相应路段的高速公路是否存在异常状况以及发布交通预警信息；
所述检测管理平台用于监测网络的管理，接收并保存检测装置的检测数据，在发现高速公路存在异常状况，将交通预警信息通过监测网络发送给至各路段的检测装置进行发布。
7.根据权利要求6所述的高速公路异常状况检测系统，其特征在于，所述检测装置包括PLC模块、数据采集器、图像识别模块、摄像头和显示屏；
所述图像识别模块与摄像头连接，用于根据摄像头拍摄的路面图像识别路面情况及通行车辆；
所述数据采集器与图像识别模块连接；
所述PLC模块分别与数据采集器和显示屏连接，所述PLC模块用于路面情况若存在非通行车辆异物或者路面塌陷，则判断相应路段的高速公路存在异常状况，发出交通预警信息；
所述显示屏用于显示交通预警信息。
8.根据权利要求1所述的高速公路异常状况检测系统，其特征在于，所述检测管理平台包括数据交互模块、处理模块和存储模块；
所述数据交互模块用于连接监测网络与检测装置进行数据交互；
所述处理模块分别与数据交互模块和存储模块连接，对于检测装置判断存在异常状况的路段，所述处理模块用于对异常状况路段的检测数据进行分析验证高速公路是否存在异常状况，若通过验证存在异常状况，则通过数据交互模块向检测装置分享交通预警信息；
所述存储模块用于保存接收到的检测数据、异常状况及交通预警信息。
9.根据权利要求7所述的高速公路异常状况检测系统，其特征在于，所述数据采集器连接有速度传感器，所述速度传感器用于检测车辆行驶速度，所述PLC模块计算平均车辆行驶速度；
监测网络连接各路段所在地区的气象站，同步获取相应路段地区的实时天气，将车辆行驶速度、平均车辆行驶速度和实时天气传输至检测管理平台进行保存；
所述检测管理平台对检测数据进行分析验证高速公路是否存在异常状况方式为：计算与实时天气相同天气下记录的全部平均车辆行驶速度的平均速度和均方差值，以平均速度减去均方差值作为速度阈值；若相应路段当前的平均车辆行驶速度低于速度阈值，则判断存在异常状况。
10.根据权利要求6所述的高速公路异常状况检测系统，其特征在于，所述检测装置设有数据加密模块，所述数据加密模块用于在传输前将检测数据进行加密处理；
所述检测管理平台包括数据解密模块，所述数据解密模块用于对接收到的加密检测数据进行解密，然后再进行数据保存与分析。
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114333325B (zh) | 2023-06-27 |
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