CN114973148A - 一种基于智慧城市建设的市政设施在线监测数字化智能管理平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开提供的一种基于智慧城市建设的市政设施在线监测数字化智能管理平台。该基于智慧城市建设的市政设施在线监测数字化管理平台包括护栏信息采集模块，护栏信息初步处理与分析模块，移动护栏固定信息采集与分析模块，护栏稳定信息采集与分析模块，护栏安全分析模块，设备避障辅助分析模块，数据库和显示终端；本发明通过移动护栏巡视设备上搭载的设备对当前巡视护栏进行信息采集并处理分析，一方面，有效的解决了当前技术无法提高护栏异常信息的响应和处理的及时性问题，节省了人力物力，另一方面，通过移动护栏巡视设备监测护栏状态，消除了人工监测的误差，确保了护栏监测信息的可靠性，智能化和自动化水平高。

Description

一种基于智慧城市建设的市政设施在线监测数字化智能管理 平台
技术领域
本发明属于市政设施在线监测管理平台技术领域，涉及到一种基于智慧城市建设的市政设施在线监测数字化智能管理平台。
技术背景
近年来，随着城市经济的社会转型和生产生活方式的变革，智慧城市应运而生，市政设施也逐渐偏向智能化，为了保障市政设施利用的合理性和规范性，需要对市政设施的使用状态进行监测和管理。
目前对市政设施的进行监测和管理主要针对路灯、井盖等设施进行监测和管理，但是护栏作为道路上重要的市政设施组成部分，其使用状态的监测和管理的重要性不言而喻，然而当前对护栏的监测与管理仅通过巡视人员进行简单的巡视，很显然，当前道路的护栏监测与管理主要存在以下几点问题：
1、护栏长时间暴露在外，容易受到来自于外界的损坏，进而导致护栏遭受腐蚀、变形、断裂、异物黏附等安全隐患，当护栏异常时，人们无法第一时间得知护栏异常信息，进而无法及时去修理调整，并且当护栏出现异常时继续使用，容易造成护栏的使用安全性不高，降低了护栏的使用寿命和利用率，使得护栏使用成本上升；
2、护栏会因为外力原因导致螺栓松动甚至丢失，不利于护栏的稳固性，进而增加了护栏的损坏风险，也无法保障车辆在道路上行驶的安全性，并且还无法为护栏后续使用的安全性提供有力保障。
3、当前对护栏监测方式属于人工监测方式，监测效率低，并且监测内容存在很大的局限性，同时当前监测方式存在很大的误差，无法保障护栏的监测效果和护栏的预警效率。
为了解决以上问题，现设计一种基于智慧城市建设的市政设施在线监测数字化智能管理平台。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于智慧城市建设的市政设施在线监测数字化智能管理平台，解决了背景技术中存在的问题。
为了实现上述目的及其他目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供了一种基于智慧城市建设的市政设施在线监测数字化智能管理平台，该系统包括护栏信息采集模块，护栏信息初步处理与分析模块，移动护栏固定信息采集与分析模块，护栏稳定信息采集与分析模块，护栏安全分析模块，设备避障辅助分析模块，数据库和显示终端；
所述护栏信息采集模块，用于通过移动护栏巡视设备上搭载的第一高清摄像头对其当前巡视护栏位置中的横杆进行图像采集，并获取移动护栏巡视设备当前对应的位置，同时通过移动护栏巡视设备上搭载的第二高清摄像头对其当前巡视护栏位置中的竖杆进行图像采集,进而将第一高清摄像头采集的横杆图像和第二高清摄像头采集的竖杆图像发送至护栏信息初步处理与分析模块；
所述护栏信息初步处理与分析模块，用于将第一高清摄像头采集的横杆图像和第二高清摄像头采集的竖杆图像与设定的各类型缺陷特征图像进行对应对比，进而从中识别出护栏横杆和竖杆对应的缺陷信息，并分别对横杆对应的缺陷信息和竖杆对应的缺陷信息进行分析，得到横杆缺陷预警评估指数和竖杆缺陷预警评估指数；
所述移动护栏固定信息采集与分析模块，当移动护栏巡视设备巡视至护栏固定区域位置时，启动移动护栏巡视设备中的固定区域检测摄像头对该固定区域进行图像采集，并从中提取出螺栓数目、各螺栓对应的高度，进而输出护栏固定状态评估系数；
所述护栏稳定信息采集与分析模块，用于通过护栏稳定检测设备对移动护栏巡视设备当前巡视护栏位置内护栏对应的稳定信息进行采集，并分析得到护栏稳定状态评估系数；
所述护栏安全分析模块用于接收横杆缺陷预警评估指数，竖杆缺陷预警评估指数，护栏固定状态评估系数和护栏稳定状态评估系数，并综合计算得出护栏安全评估系数，进而将护栏安全评估系数发送至显示终端；
所述数据库用于存储指定区域内初始布设护栏结构信息、初始布设护栏固定信息和护栏对应的标准振动频率，其中，初始布设护栏结构信息包括横杆初始形态图像、竖杆初始形态图像，初始布设护栏固定信息包括固定区域设定螺栓数目和螺栓初始设定高度；
所述显示终端用于接收护栏安全评估系数，并进行后台显示。
根据一个优选实施方式，所述护栏横杆和竖杆对应的缺陷信息包括缺陷类型数目和各类型缺陷对应的缺陷参数，其中，缺陷类型包括变形、断裂、腐蚀和异物粘附，变形缺陷对应的缺陷参数为形变度，断裂缺陷参数为断裂长度和断裂宽度，腐蚀缺陷参数为腐蚀区域面积，异物粘附缺陷参数为异物体积。
根据一个优选实施方式，所述护栏横杆和竖杆对应的缺陷信息具体识别过程为：
A1、获取移动护栏巡视设备上搭载的第一高清摄像头采集的横杆图像，将其与设定的各类型缺陷特征图像进行对比，定位得出横杆缺陷类型数目；
A2、若横杆缺陷类型为变形缺陷时，提取变形区域轮廓，将其与横杆初始形态图像进行重叠对比，进而得到横杆形变度；
A3、若横杆缺陷类型为断裂缺陷时，提取断裂区域对应的轮廓，进而提取断裂区域长度和断裂区域宽度；
A4、若横杆缺陷类型为腐蚀缺陷时，提取腐蚀区域对应的轮廓，进而获取腐蚀区域对应的面积；
A5、若横杆缺陷类型为异物粘附缺陷时，提取异物体积；
A6、获取移动护栏巡视设备上搭载的第二高清摄像头采集的竖杆图像，按照横杆缺陷信息的获取方式获取竖杆对应的缺陷类型数目和各缺陷类型对应的缺陷参数。
根据一个优选实施方式，所述对横杆对应的缺陷信息进行分析，具体分析过程如下：
获取横杆对应的缺陷类型数目和缺陷类型参数，将各类型缺陷对应的缺陷类型数目和缺陷类型参数代入计算公式
Figure BDA0003707822030000041
计算得出横杆缺陷预警评估指数ω，其中，B'、L'、D'、S'、V'、X'分别表示为设定的横杆许可形变度、许可断裂长度、许可断裂宽度、许可腐蚀区域面积、许可异物黏附的体积、许可缺陷类型数目，B、L、D、S、V、X分别表示为横杆对应的形变度、断裂长度、断裂宽度、腐蚀区域面积、异物黏附体积、缺陷类型数目，λ1表示为横杆设定的护栏缺陷补偿因子，a1、a2、a3、a4、a5分别表示为横杆形变度、断裂尺寸、腐蚀区域面积、异物黏附体积、缺陷类型数目对应的横杆缺陷影响权重，a2>a1>a3>a4>a5,且a1+a2+a3+a4+a5＝1。
根据一个优选实施方式，所述竖杆对应的缺陷信息分析方式与横杆缺陷信息的分析方式为同种方式，其具体计算公式为
Figure BDA0003707822030000051
其中，ω″表示为竖杆缺陷预警评估指数，B1'、L1'、D1'、S1'、V1'、X1'分别表示为设定的竖杆许可形变度、许可断裂长度、许可断裂宽度、许可腐蚀区域面积、许可异物黏附的体积、许可缺陷类型数目，B1、L1、D1、S1、V1、X1分别表示为竖杆对应的形变度、断裂长度、断裂宽度、竖杆腐蚀区域面积、竖杆异物黏附体积、缺陷类型数目，λ2表示为竖杆设定的护栏缺陷补偿因子，b1、b2、b3、b4、b5分别表示为竖杆形变度、断裂尺寸、腐蚀区域面积、异物黏附体积、缺陷类型数目对应的竖杆缺陷影响权重，b2>b1>b3>b4>b5,且b1+b2+b3+b4+b5＝1。
根据一个优选实施方式，所述输出护栏固定状态评估指数，其具体分析过程包括以下步骤：
R1、从数据库中提取固定区域对应的设定螺栓数目，根据固定区域中对应的螺栓数目，利用计算公式计算得出该固定区域螺栓数目符合指数，记为α；
R2、从数据库中提取固定区域对应的螺栓初始设定高度，基于固定区域中对各螺栓对应的高度，利用计算公式计算得出该固定区域螺栓高度符合指数，记为β；
R3、基于该固定区域螺栓数目符合指数、螺栓高度符合指数，依据计算公式
Figure BDA0003707822030000061
计算得出护栏固定状态评估指数θ，c1和c2分别表示为固定区域对应的螺栓数目和固定区域中对各螺栓对应的高度在护栏固定状态评估指数中的影响占比，且c1+c2＝1。
根据一个优选实施方式，所述护栏稳定检测设备包括振动传感器和压力传感器，其中振动传感器用于对护栏对应的振动频率进行检测，压力传感器用于对护栏中移动护栏巡视设备对应各接触点的压力值进行检测。
根据一个优选实施方式，所述护栏稳定状态评估系数具体分析过程包括以下步骤：
U1、获取移动护栏巡视设备当前巡视护栏位置对应的护栏稳定信息，其中，护栏稳定信息包括护栏振动频率和护栏中移动护栏巡视设备对应各接触点的压力值；
U2、根据移动护栏巡视设备对应各接触点的压力值，从中筛选出最大压力值，将其作为护栏最大压力值，同时通过均值计算计算得出移动巡视设备对应接触点的平均压力值，并作为护栏平均压力值；
U3、将护栏对应的振动频率、最大压力值和平均压力值代入计算公式
Figure BDA0003707822030000071
得出护栏稳定状态评估系数η，其中p为移动护栏巡视设备采集的振动频率，p'为护栏的标准振动频率，Nmax为护栏中移动护栏巡视设对应各接触点的最大压力值,
Figure BDA0003707822030000072
为护栏中移动护栏巡视设对应各接触点的平均压力值，e表示为自然数,y1和y2分别表示为护栏振动频率和护栏压力均匀度对应的护栏稳定状态评估影响权重,且y1+y2＝1。
根据一个优选实施方式，所述护栏安全评估系数具体计算公式为
Figure BDA0003707822030000073
其中，
Figure BDA0003707822030000074
为护栏安全评估系数，f1、f2、f3和f4分别表示为横杆缺陷、竖杆缺陷、护栏固定状态和护栏稳定状态对应的影响占比，且f1+f2+f3+f4＝1。
根据一个优选实施方式，所述该系统还包括设备避障辅助分析模块，所述设备避障辅助分析模块用于当移动护栏巡视设备进行护栏信息采集时，通过移动护栏巡视设备中的红外测距传感器对障碍物的距离进行检测，进而当障碍物的距离小于或者等于其设定的避障需求距离时，启动避障指令，并进行避障。
如上所述，本发明提供的一种基于智慧城市建设的市政设施在线监测数字化智能管理平台，至少具有以下有益效果：
(1)本发明提供的一种基于智慧城市建设的市政设施在线监测数字化智能管理平台，通过移动护栏巡视设备上搭载的第一高清摄像头对其当前巡视护栏位置中的横杆进行图像采集，同时通过移动护栏巡视设备上搭载的第二高清摄像头对其当前巡视护栏位置中的竖杆进行图像采集,进而队第一高清摄像头和第二高清摄像头采集的图像进行分析处理，分别识别出护栏横杆和竖杆对应的缺陷信息，得到横杆缺陷预警评估指数和竖杆缺陷预警评估指数，一方面，有效的解决了当前技术无法提高护栏异常信息响应和处理的及时性问题，同时通过移动护栏巡视设备进行护栏巡视的方式，大幅度提升了护栏信息监测的全面性和精准性，实现了护栏状态的高效监测，进而还节省了大量的人力和物力，一方面，通过移动护栏巡视设备的监测方式，在一定程度上保障了护栏的使用寿命，避免了护栏损坏程度的加重，提高了护栏的使用效率，节约了护栏的使用成本，另一方面，通过移动护栏巡视设备监测护栏状态，消除了人工监测的误差，确保了护栏监测信息的可靠性、参考性和合理性，提高了护栏监测数据的精准性，智能化和自动化水平高。
(2)本发明通过对护栏的固定状态信息和稳定状态信息进行监测，一方面，有效的避免了因护栏螺栓丢失和松动而引起的危险性事故，保障了护栏的稳固性，在一定程度上提高了道路车辆行驶安全性，另一方面，通过稳定状态信息检测保障了移动护栏巡视设备巡视的安全性，并且还有效的规避了护栏的倾覆隐患，为护栏的防护效果提供了有力保障，同时还大幅度提升了行人的通行安全。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明系统各模块连接示意图。
图2为本发明移动护栏巡视设备摄像头布设示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1所示，一种基于人工智能的建筑房屋装修装饰智能化设计分析系统，该系统包括护栏信息采集模块，护栏信息初步处理与分析模块，移动护栏固定信息采集与分析模块，护栏稳定信息采集与分析模块，护栏安全分析模块，设备避障辅助分析模块，数据库和显示终端。
移动护栏固定信息采集与分析模块分别与护栏信息采集模块和护栏信息初步处理与分析模块相连接，护栏安全分析模块分别与移动护栏固定信息采集与分析模块、护栏稳定信息采集与分析模块和显示终端相连接，数据库分别与护栏信息初步处理与分析模块、移动护栏固定信息采集与分析模块和护栏稳定信息采集与分析模块相连接。
请参照图2所示，所述护栏信息采集模块，用于通过移动护栏巡视设备上搭载的第一高清摄像头对其当前巡视护栏位置中的横杆进行图像采集，并获取移动护栏巡视设备当前对应的位置，同时通过移动护栏巡视设备上搭载的第二高清摄像头对其当前巡视护栏位置中的竖杆进行图像采集,进而将第一高清摄像头采集的横杆信息和第二高清摄像头采集的竖杆图像发送至护栏信息初步处理与分析模块；
其中，移动护栏巡视设备上搭载的第一高清摄像头位置与横杆保持平行关系，移动护栏巡视设备上搭载的第二高清摄像头位置与竖杆保持平行关系。
在一个具体实施例中，所述设备避障辅助分析模块用于当移动护栏巡视设备进行护栏信息采集时，通过移动护栏巡视设备中的红外测距传感器对障碍物的距离进行检测，进而当障碍物的距离小于或者等于其设定的避障需求距离时，启动避障指令，并进行避障。
所述护栏信息初步处理与分析模块，用于将第一高清摄像头采集的横杆图像和第二高清摄像头采集的竖杆图像与设定的各类型缺陷特征图像进行对应对比，进而从中识别出护栏横杆和竖杆对应的缺陷信息，并分别对横杆对应的缺陷信息和竖杆对应的缺陷信息进行分析，得到横杆缺陷预警评估指数和竖杆缺陷预警评估指数。
在一个具体实施例中，所述护栏横杆和竖杆对应的缺陷信息包括缺陷类型数目和各类型缺陷对应的缺陷参数，其中，缺陷类型包括变形、断裂、腐蚀和异物粘附，变形缺陷对应的缺陷参数为形变度，断裂缺陷参数为断裂长度和断裂宽度，腐蚀缺陷参数为腐蚀区域面积，异物粘附缺陷参数为异物体积。
上述提到的护栏横杆对应缺陷信息的具体识别过程为：
A1、获取移动护栏巡视设备上搭载的第一高清摄像头采集的横杆图像，将其与设定的各类型缺陷特征图像进行对比，定位得出横杆缺陷类型数目；
A2、若横杆缺陷类型为变形缺陷时，提取变形区域轮廓，将其与横杆初始形态图像进行重叠对比，进而得到横杆形变度；
其中，
Figure BDA0003707822030000111
横杆重叠面积为横杆缺陷特征图像与横杆初始形态图像进行重叠对比得到重合区域面积，横杆初始面积为横杆初始形态图像中横杆对应的面积；
A3、若横杆缺陷类型为断裂缺陷时，提取断裂区域对应的轮廓，进而提取断裂区域长度和断裂区域宽度；
A4、若横杆缺陷类型为腐蚀缺陷时，提取腐蚀区域对应的轮廓，进而获取腐蚀区域对应的面积；
A5、若横杆缺陷类型为异物粘附缺陷时，提取异物体积。
上述提到的对横杆对应的缺陷信息进行分析，具体分析过程如下：
获取横杆对应的缺陷类型数目和缺陷类型参数，将各类型缺陷对应的缺陷类型数目和缺陷类型参数代入计算公式
Figure BDA0003707822030000112
计算得出横杆缺陷预警评估指数ω，其中，B'、L'、D'、S'、V'、X'分别表示为设定的横杆许可形变度、许可断裂长度、许可断裂宽度、许可腐蚀区域面积、许可异物黏附的体积、许可缺陷类型数目，B、L、D、S、V、X分别表示为横杆对应的形变度、断裂长度、断裂宽度、腐蚀区域面积、异物黏附体积、缺陷类型数目，λ1表示为横杆设定的护栏缺陷补偿因子，a1、a2、a3、a4、a5分别表示为横杆形变度、断裂尺寸、腐蚀区域面积、异物黏附体积、缺陷类型数目对应的横杆缺陷影响权重，a2>a1>a3>a4>a5,且a1+a2+a3+a4+a5＝1。
上述提到的对护栏竖杆对应的缺陷信息具体识别过程为：
H1、获取移动护栏巡视设备上搭载的第二高清摄像头采集的竖杆图像，将其与设定的各类型缺陷特征图像进行对比，定位得出竖杆缺陷类型数目；
H2、若竖杆缺陷类型为变形缺陷时，提取变形区域轮廓，将其与竖杆初始形态图像进行重叠对比，进而得到竖杆形变度；
H3、若竖杆缺陷类型为断裂缺陷时，提取断裂区域对应的轮廓，进而提取断裂区域长度和断裂区域宽度；
H4、若竖杆缺陷类型为腐蚀缺陷时，提取腐蚀区域对应的轮廓，进而获取腐蚀区域对应的面积；
H5、若竖杆缺陷类型为异物粘附缺陷时，提取异物体积。
上述提到的竖杆对应的缺陷信息进行分析，具体分析过程如下：
获取竖杆对应的缺陷类型数目和缺陷类型参数，将各类型缺陷对应的缺陷类型数目和缺陷类型参数代入计算公式利用计算公式
Figure BDA0003707822030000121
其中，ω″表示为竖杆缺陷预警评估指数，B1'、L1'、D1'、S1'、V1'、X1'分别表示为设定的竖杆许可形变度、许可断裂长度、许可断裂宽度、许可腐蚀区域面积、许可异物黏附的体积、许可缺陷类型数目，B1、L1、D1、S1、V1、X1分别表示为竖杆对应的形变度、断裂长度、断裂宽度、竖杆腐蚀区域面积、竖杆异物黏附体积、缺陷类型数目，λ2表示为竖杆设定的护栏缺陷补偿因子，b1、b2、b3、b4、b5分别表示为竖杆形变度、断裂尺寸、腐蚀区域面积、异物黏附体积、缺陷类型数目对应的竖杆缺陷影响权重，b2>b1>b3>b4>b5,且b1+b2+b3+b4+b5＝1。
本发明提供的一种基于智慧城市建设的市政设施在线监测数字化智能管理平台，通过移动护栏巡视设备上搭载的第一高清摄像头对其当前巡视护栏位置中的横杆进行图像采集，同时通过移动护栏巡视设备上搭载的第二高清摄像头对其当前巡视护栏位置中的竖杆进行图像采集,进而队第一高清摄像头和第二高清摄像头采集的图像进行分析处理，分别识别出护栏横杆和竖杆对应的缺陷信息，得到横杆缺陷预警评估指数和竖杆缺陷预警评估指数，一方面，有效的解决了当前技术无法提高护栏异常信息响应和处理的及时性问题，同时通过移动护栏巡视设备进行护栏巡视的方式，大幅度提升了护栏信息监测的全面性和精准性，实现了护栏状态的高效监测，进而还节省了大量的人力和物力，一方面，通过移动护栏巡视设备的监测方式，在一定程度上保障了护栏的使用寿命，避免了护栏损坏程度的加重，提高了护栏的使用效率，节约了护栏的使用成本，另一方面，通过移动护栏巡视设备监测护栏状态，消除了人工监测的误差，确保了护栏监测信息的可靠性、参考性和合理性，提高了护栏监测数据的精准性，智能化和自动化水平高。
所述移动护栏固定信息采集与分析模块，当移动护栏巡视设备巡视至护栏固定区域位置时，启动移动护栏巡视设备中的固定区域检测摄像头对该固定区域进行图像采集，并从中提取出螺栓数目、各螺栓对应的高度，进而输出护栏固定状态评估系数。
在一个具体实施例中，所述输出护栏固定状态评估指数，其具体分析过程包括以下步骤：
R1、从数据库中提取固定区域对应的设定螺栓数目，根据固定区域中对应的螺栓数目，利用计算公式计算得出该固定区域螺栓数目符合指数，记为α；
其中，
Figure BDA0003707822030000141
M表示为固定区域设定的螺栓数目，M′表示为固定区域对应的螺栓数目；
R2、从数据库中提取固定区域对应的螺栓初始设定高度，基于固定区域中对各螺栓对应的高度，利用计算公式计算得出该固定区域螺栓高度符合指数，记为β；
其中，
Figure BDA0003707822030000142
N为固定区域对应的螺栓初始设定高度，Ni为固定区域中第i个螺栓对应的高度，i表示为固定区域对应的各螺栓当前高度的编号，依次标记为i＝1,2,......q；
R3、基于该固定区域螺栓数目符合指数、螺栓高度符合指数，依据计算公式
Figure BDA0003707822030000143
计算得出护栏固定状态评估指数θ，c1和c2分别表示为固定区域对应的螺栓数目和固定区域中对各螺栓对应的高度在护栏固定状态评估指数中的影响占比，且c1+c2＝1。
所述护栏稳定信息采集与分析模块，用于通过护栏稳定检测设备对移动护栏巡视设备当前巡视护栏位置内护栏对应的稳定信息进行采集，并分析得到护栏稳定状态评估系数。
上述提到的护栏稳定检测设备包括振动传感器和压力传感器，其中振动传感器用于对护栏对应的振动频率进行检测，压力传感器用于对护栏中移动护栏巡视设备对应各接触点的压力值进行检测。
在一个具体实施例中，所述护栏稳定状态评估系数具体分析过程包括以下步骤：
U1、获取移动护栏巡视设备当前巡视护栏位置对应的护栏稳定信息，其中，护栏稳定信息包括护栏振动频率和护栏中移动护栏巡视设备对应各接触点的压力值；
U2、根据移动护栏巡视设备对应各接触点的压力值，从中筛选出最大压力值，将其作为护栏最大压力值，同时通过均值计算计算得出移动巡视设备对应接触点的平均压力值，并作为护栏平均压力值；
U3、将护栏对应的振动频率、最大压力值和平均压力值代入计算公式
Figure BDA0003707822030000151
得出护栏稳定状态评估系数η，其中p为移动护栏巡视设备采集的振动频率，p'为护栏的标准振动频率，Nmax为护栏中移动护栏巡视设对应各接触点的最大压力值,
Figure BDA0003707822030000152
为护栏中移动护栏巡视设对应各接触点的平均压力值，e表示为自然数,y1和y2分别表示为护栏振动频率和护栏压力均匀度对应的护栏稳定状态评估影响权重,且y1+y2＝1。
本发明实施例通过对护栏的固定状态信息和稳定状态信息进行监测，一方面，有效的避免了因护栏螺栓丢失和松动而引起的危险性事故，保障了护栏的稳固性，在一定程度上提高了道路车辆行驶安全性，另一方面，通过稳定状态信息检测保障了移动护栏巡视设备巡视的安全性，并且还有效的规避了护栏的倾覆隐患，为护栏的防护效果提供了有力保障，同时还大幅度提升了行人的通行安全。
所述数据库用于存储指定区域内初始布设护栏结构信息、初始布设护栏固定信息和护栏对应的标准振动频率，其中，初始布设护栏结构信息包括横杆初始形态图像、竖杆初始形态图像，初始布设护栏固定信息包括固定区域设定螺栓数目和螺栓初始设定高度。
所述护栏安全分析模块用于接收横杆缺陷预警评估指数，竖杆缺陷预警评估指数，护栏固定状态评估系数和护栏稳定状态评估系数，并综合计算得出护栏安全评估系数，进而将护栏安全评估系数发送至显示终端。
在一个具体实施例中，所述护栏安全评估系数具体计算公式为
Figure BDA0003707822030000161
其中，
Figure BDA0003707822030000162
为护栏安全评估系数，f1、f2、f3和f4分别表示为横杆缺陷、竖杆缺陷、护栏固定状态和护栏稳定状态对应的影响占比，且f1+f2+f3+f4＝1。
所述显示终端用于接收护栏安全评估系数，并进行后台显示。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于智慧城市建设的市政设施在线监测数字化智能管理平台，其特征在于：该系统包括护栏信息采集模块，护栏信息初步处理与分析模块，移动护栏固定信息采集与分析模块，护栏稳定信息采集与分析模块，护栏安全分析模块，设备避障辅助分析模块，数据库和显示终端；
所述护栏信息采集模块，用于通过移动护栏巡视设备上搭载的第一高清摄像头对其当前巡视护栏位置中的横杆进行图像采集，并获取移动护栏巡视设备当前对应的位置，同时通过移动护栏巡视设备上搭载的第二高清摄像头对其当前巡视护栏位置中的竖杆进行图像采集,进而将第一高清摄像头采集的横杆信息和第二高清摄像头采集的竖杆图像发送至护栏信息初步处理与分析模块；
所述护栏信息初步处理与分析模块，用于将第一高清摄像头采集的横杆图像和第二高清摄像头采集的竖杆图像与设定的各类型缺陷特征图像进行对应对比，进而从中识别出护栏横杆和竖杆对应的缺陷信息，并分别对横杆对应的缺陷信息和竖杆对应的缺陷信息进行分析，得到横杆缺陷预警评估指数和竖杆缺陷预警评估指数；
所述移动护栏固定信息采集与分析模块，当移动护栏巡视设备巡视至护栏固定区域位置时，启动移动护栏巡视设备中的固定区域检测摄像头对该固定区域进行图像采集，并从中提取出螺栓数目、各螺栓对应的高度，进而输出护栏固定状态评估系数；
所述护栏稳定信息采集与分析模块，用于通过护栏稳定检测设备对移动护栏巡视设备当前巡视护栏位置内护栏对应的稳定信息进行采集，并分析得到护栏稳定状态评估系数；
所述护栏安全分析模块用于接收横杆缺陷预警评估指数，竖杆缺陷预警评估指数，护栏固定状态评估系数和护栏稳定状态评估系数，并综合计算得出护栏安全评估系数，进而将护栏安全评估系数发送至显示终端；
所述数据库用于存储指定区域内初始布设护栏结构信息、初始布设护栏固定信息和护栏对应的标准振动频率，其中，初始布设护栏结构信息包括横杆初始形态图像、竖杆初始形态图像，初始布设护栏固定信息包括固定区域设定螺栓数目和螺栓初始设定高度；
所述显示终端用于接收护栏安全评估系数，并进行后台显示。
2.根据权利要求1所述的一种基于智慧城市建设的市政设施在线监测数字化智能管理平台，其特征在于：所述护栏横杆和竖杆对应的缺陷信息包括缺陷类型数目和各类型缺陷对应的缺陷参数，其中，缺陷类型包括变形、断裂、腐蚀和异物粘附，变形缺陷对应的缺陷参数为形变度，断裂缺陷参数为断裂长度和断裂宽度，腐蚀缺陷参数为腐蚀区域面积，异物粘附缺陷参数为异物体积。
3.根据权利要求1所述的一种基于智慧城市建设的市政设施在线监测数字化智能管理平台，其特征在于：所述护栏横杆和竖杆对应的缺陷信息具体识别过程为：
A1、获取移动护栏巡视设备上搭载的第一高清摄像头采集的横杆图像，将其与设定的各类型缺陷特征图像进行对比，定位得出横杆缺陷类型数目；
A2、若横杆缺陷类型为变形缺陷时，提取变形区域轮廓，将其与横杆初始形态图像进行重叠对比，进而得到横杆形变度；
A3、若横杆缺陷类型为断裂缺陷时，提取断裂区域对应的轮廓，进而提取断裂区域长度和断裂区域宽度；
A4、若横杆缺陷类型为腐蚀缺陷时，提取腐蚀区域对应的轮廓，进而获取腐蚀区域对应的面积；
A5、若横杆缺陷类型为异物粘附缺陷时，提取异物体积；
A6、获取移动护栏巡视设备上搭载的第二高清摄像头采集的竖杆图像，按照横杆缺陷信息的获取方式获取竖杆对应的缺陷类型数目和各缺陷类型对应的缺陷参数。
4.根据权利要求2所述的一种基于智慧城市建设的市政设施在线监测数字化智能管理平台，其特征在于：所述对横杆对应的缺陷信息进行分析，具体分析过程如下：
获取横杆对应的缺陷类型数目和缺陷类型参数，将各类型缺陷对应的缺陷类型数目和缺陷类型参数代入计算公式
Figure FDA0003707822020000031
计算得出横杆缺陷预警评估指数ω，其中，B'、L'、D'、S'、V'、X'分别表示为设定的横杆许可形变度、许可断裂长度、许可断裂宽度、许可腐蚀区域面积、许可异物黏附的体积、许可缺陷类型数目，B、L、D、S、V、X分别表示为横杆对应的形变度、断裂长度、断裂宽度、腐蚀区域面积、异物黏附体积、缺陷类型数目，λ1表示为横杆设定的护栏缺陷补偿因子，a1、a2、a3、a4、a5分别表示为横杆形变度、断裂尺寸、腐蚀区域面积、异物黏附体积、缺陷类型数目对应的横杆缺陷影响权重，a2>a1>a3>a4>a5,且a1+a2+a3+a4+a5＝1。
5.根据权利要求4所述的一种基于智慧城市建设的市政设施在线监测数字化智能管理平台，其特征在于：所述竖杆对应的缺陷信息分析方式与横杆缺陷信息的分析方式为同种方式，其具体计算公式为
Figure FDA0003707822020000041
其中，ω″表示为竖杆缺陷预警评估指数，B1'、L1'、D1'、S1'、V1'、X1'分别表示为设定的竖杆许可形变度、许可断裂长度、许可断裂宽度、许可腐蚀区域面积、许可异物黏附的体积、许可缺陷类型数目，B1、L1、D1、S1、V1、X1分别表示为竖杆对应的形变度、断裂长度、断裂宽度、竖杆腐蚀区域面积、竖杆异物黏附体积、缺陷类型数目，λ2表示为竖杆设定的护栏缺陷补偿因子，b1、b2、b3、b4、b5分别表示为竖杆形变度、断裂尺寸、腐蚀区域面积、异物黏附体积、缺陷类型数目对应的竖杆缺陷影响权重，b2>b1>b3>b4>b5,且b1+b2+b3+b4+b5＝1。
6.根据权利要求5所述的一种基于智慧城市建设的市政设施在线监测数字化智能管理平台，其特征在于：所述输出护栏固定状态评估指数，其具体分析过程包括以下步骤：
R1、从数据库中提取固定区域对应的设定螺栓数目，根据固定区域中对应的螺栓数目，利用计算公式计算得出该固定区域螺栓数目符合指数，记为α；
R2、从数据库中提取固定区域对应的螺栓初始设定高度，基于固定区域中对各螺栓对应的高度，利用计算公式计算得出该固定区域螺栓高度符合指数，记为β；
R3、基于该固定区域螺栓数目符合指数、螺栓高度符合指数，依据计算公式
Figure FDA0003707822020000051
计算得出护栏固定状态评估指数θ，c1和c2分别表示为固定区域对应的螺栓数目和固定区域中对各螺栓对应的高度在护栏固定状态评估指数中的影响占比，且c1+c2＝1。
7.根据权利要求1所述的一种基于智慧城市建设的市政设施在线监测数字化智能管理平台，其特征在于：所述护栏稳定检测设备包括振动传感器和压力传感器，其中振动传感器用于对护栏对应的振动频率进行检测，压力传感器用于对护栏中移动护栏巡视设备对应各接触点的压力值进行检测。
8.根据权利要求6所述的一种基于智慧城市建设的市政设施在线监测数字化智能管理平台，其特征在于：所述护栏稳定状态评估系数具体分析过程包括以下步骤：
U1、获取移动护栏巡视设备当前巡视护栏位置对应的护栏稳定信息，其中，护栏稳定信息包括护栏振动频率和护栏中移动护栏巡视设备对应各接触点的压力值；
U2、根据移动护栏巡视设备对应各接触点的压力值，从中筛选出最大压力值，将其作为护栏最大压力值，同时通过均值计算计算得出移动巡视设备对应接触点的平均压力值，并作为护栏平均压力值；
U3、将护栏对应的振动频率、最大压力值和平均压力值代入计算公式
Figure FDA0003707822020000061
得出护栏稳定状态评估系数η，其中p为移动护栏巡视设备采集的振动频率，p'为护栏的标准振动频率，Nmax为护栏中移动护栏巡视设对应各接触点的最大压力值,
Figure FDA0003707822020000062
为护栏中移动护栏巡视设对应各接触点的平均压力值，e表示为自然数，y1和y2分别表示为护栏振动频率和护栏压力均匀度对应的护栏稳定状态评估影响权重,且y1+y2＝1。
9.根据权利要求8所述的一种基于智慧城市建设的市政设施在线监测数字化智能管理平台，其特征在于：所述护栏安全评估系数具体计算公式为
Figure FDA0003707822020000063
其中，
Figure FDA0003707822020000064
为护栏安全评估系数，f1、f2、f3和f4分别表示为横杆缺陷、竖杆缺陷、护栏固定状态和护栏稳定状态对应的影响占比，且f1+f2+f3+f4＝1。
10.根据权利要求1所述的一种基于智慧城市建设的市政设施在线监测数字化智能管理平台，所述该系统还包括设备避障辅助分析模块，所述设备避障辅助分析模块用于当移动护栏巡视设备进行护栏信息采集时，通过移动护栏巡视设备中的红外测距传感器对障碍物的距离进行检测，进而当障碍物的距离小于或者等于其设定的避障需求距离时，启动避障指令，并进行避障。
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