CN115075182A - 一种基于路面凝冰积雪的智能撒布车及撒布方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于路面凝冰积雪的智能撒布车及撒布方法，属于智能化撒布车技术领域，智能撒布车包括撒布车主体、数据采集系统、融雪剂喷洒系统和智能撒布控制器；数据采集系统用于采集未结冰路面的路面数据和气象数据；云平台用于根据路面数据和气象数据，判断路面未来是否结冰，生成第一凝冰预警信号，并将第一凝冰预警信号发送给智能撒布控制器；智能撒布控制器用于在收到第一凝冰预警信号后，向融雪剂喷洒系统发送第一喷洒指令，控制融雪剂喷洒系统在未来开始结冰时间之前向未结冰路面喷洒融雪剂。本发明实现了对未结冰路面的凝冰预测，并预喷洒融雪剂，达到防止路面结冰的目的。

Description

一种基于路面凝冰积雪的智能撒布车及撒布方法

技术领域

本发明涉及智能化撒布车技术领域，特别是涉及一种基于路面凝冰积雪的智能撒布车及撒布方法。

背景技术

目前，我国部分高速公路配备了大型扫雪车、扬雪车、手扶式多功能扫雪车、重型扫雪铲、撒布车等一系列除雪车辆，能够在一定程度上保证冬季除雪工作的进行。然而，这些车辆一般是在冰雪现象发生后才开展的除雪工作，而对于降雪前的未结冰的路面，如果能够提前对未结冰路面实现凝冰预警，并在降雪结冰前预先喷洒融雪剂，降低路面冰点，能够有效防止路面结冰。显然，现有的撒布车均无法做到这一点，无法对未结冰路面实现凝冰预警，无法实现预喷洒融雪剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于路面凝冰积雪的智能撒布车及撒布方法，以实现对未结冰路面的凝冰预测，并预喷洒融雪剂，达到防止路面结冰的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一方面，本发明提出了一种基于路面凝冰积雪的智能撒布车，所述智能撒布车包括：撒布车主体以及设置于所述撒布车主体上的数据采集系统、融雪剂喷洒系统和智能撒布控制器；

所述数据采集系统和所述智能撒布控制器均与云平台无线连接；所述智能撒布控制器还与所述融雪剂喷洒系统连接；

所述数据采集系统用于采集未结冰路面的路面数据和气象数据，并将所述路面数据和所述气象数据传输给所述云平台；所述路面数据包括路面温度信息、积雪厚度信息和水膜厚度信息，所述气象数据包括空气温度信息和空气湿度信息；

所述云平台用于根据所述路面数据和所述气象数据，判断路面未来是否结冰，得到第一判断结果；以及当所述第一判断结果为是时，生成第一凝冰预警信号，并将所述第一凝冰预警信号发送给所述智能撒布控制器；所述第一凝冰预警信号包括未来开始结冰时间；

所述智能撒布控制器用于在收到所述第一凝冰预警信号后，向所述融雪剂喷洒系统发送第一喷洒指令，控制所述融雪剂喷洒系统在未来开始结冰时间之前向所述未结冰路面喷洒融雪剂。

可选地，所述数据采集系统包括遥感路面传感器、移动气象站和数据采集箱；

所述遥感路面传感器和所述移动气象站均与所述数据采集箱连接，所述数据采集箱还与所述云平台无线连接；

所述遥感路面传感器用于采集积雪厚度信息和水膜厚度信息；所述移动气象站用于采集空气温度信息和空气湿度信息；所述数据采集箱用于对采集的各种数据进行暂存，并统一发送给所述云平台。

可选地，所述数据采集系统还包括车辆定位模块、多个均匀设置于所述撒布车主体两侧的侧位摄像头，以及多个均匀设置于所述撒布车主体尾部的尾部摄像头；

所述车辆定位模块，与所述数据采集箱连接，用于采集所述撒布车主体的实时位置信息；

所述侧位摄像头，与所述数据采集箱连接，用于采集所述撒布车主体两侧的车侧路面图像；

所述尾部摄像头，也与所述数据采集箱连接，用于采集所述撒布车主体尾部的车尾路面图像。

可选地，所述数据采集系统还用于：在所述融雪剂喷洒系统向路面喷洒融雪剂后，采集已喷洒融雪剂的路面的车侧路面图像和车尾路面图像，并传输给所述云平台；

所述云平台还用于：根据所述车尾路面图像，通过视频流分析判断车尾是否仍存在积雪，并在车尾有积雪时，根据所述撒布车主体的当前位置信息对车尾积雪位置进行标记，在所述撒布车主体从相邻车道返回且满足标记位置处于所述融雪剂喷洒系统的喷洒范围内时，生成第二凝冰预警信号，并将所述第二凝冰预警信号发送给所述智能撒布控制器，使所述智能撒布控制器向所述融雪剂喷洒系统发送第二喷洒指令，控制所述融雪剂喷洒系统向上一车道的标记位置处喷洒融雪剂；所述第二凝冰预警信号为上一车道撒布车主体车尾存在积雪且积雪位置已标记的凝冰预警信号；

所述云平台还用于：根据所述车侧路面图像，通过视频流分析判断两侧车道是否存在积雪，并在两侧车道有积雪时生成第三凝冰预警信号，并将所述第三凝冰预警信号发送给所述智能撒布控制器，使所述智能撒布控制器向所述融雪剂喷洒系统发送第三喷洒指令，控制所述融雪剂喷洒系统向两侧车道的积雪位置处喷洒融雪剂；所述第三凝冰预警信号为撒布车主体两侧存在积雪的凝冰预警信号。

可选地，所述融雪剂喷洒系统包括：位于所述撒布车主体车头的前冲喷头、位于所述撒布车主体车尾的后洒喷头、分别位于所述撒布车主体两侧的侧位喷头、增压泵和储液罐；所述储液罐内存储有液态融雪剂；

所述增压泵，输入端与所述储液罐连接，输出端与各个喷头连接；

所述增压泵，还与所述智能撒布控制器连接，用于接收所述智能撒布控制器发送的喷洒指令，并将所述储液罐中的融雪剂抽出后传输到各个喷头进行喷洒。

可选地，所述智能撒布控制器还用于：根据所述积雪厚度信息，调整所述增压泵的转速，以控制各个喷头的喷洒量。

另一方面，本发明还提出了一种基于路面凝冰积雪的智能撒布方法，所述智能撒布方法应用于如上所述的智能撒布车上，所述智能撒布方法包括：

采集未结冰路面的路面数据和气象数据，所述路面数据包括路面温度信息、积雪厚度信息和水膜厚度信息，所述气象数据包括空气温度信息和空气湿度信息；

根据所述路面数据和所述气象数据，判断路面未来是否结冰，得到第一判断结果；

当所述第一判断结果为是时，生成第一凝冰预警信号，并将所述第一凝冰预警信号发送给智能撒布控制器；所述第一凝冰预警信号包括未来开始结冰时间；

所述智能撒布控制器接收到所述第一凝冰预警信号后，向融雪剂喷洒系统发送第一喷洒指令，控制所述融雪剂喷洒系统在未来开始结冰时间之前向所述未结冰路面喷洒融雪剂。

可选地，在所述控制所述融雪剂喷洒系统在未来开始结冰时间之前向所述未结冰路面喷洒融雪剂的步骤之后，所述智能撒布方法还包括：

采集已喷洒融雪剂的路面的车尾路面图像以及撒布车主体的实时位置信息；

根据所述车尾路面图像，通过视频流分析判断车尾是否仍存在积雪，得到第二判断结果；

当所述第二判断结果为是时，则根据所述撒布车主体的当前位置信息对车尾积雪位置进行标记，并在所述撒布车主体从相邻车道返回且满足标记位置处于所述融雪剂喷洒系统的喷洒范围内时，生成第二凝冰预警信号；所述第二凝冰预警信号为上一车道撒布车主体车尾存在积雪且积雪位置已标记的凝冰预警信号；

将所述第二凝冰预警信号发送给所述智能撒布控制器，以使所述智能撒布控制器向所述融雪剂喷洒系统发送第二喷洒指令，控制所述融雪剂喷洒系统向上一车道的标记位置处喷洒融雪剂。

可选地，在所述控制所述融雪剂喷洒系统在未来开始结冰时间之前向所述未结冰路面喷洒融雪剂的步骤之后，所述智能撒布方法还包括：

采集已喷洒融雪剂的路面的车侧路面图像；

根据所述车侧路面图像，通过视频流分析判断两侧车道是否存在积雪，得到第三判断结果；

当所述第三判断结果为是时，则生成第三凝冰预警信号；所述第三凝冰预警信号为撒布车主体两侧存在积雪的凝冰预警信号；

将所述第三凝冰预警信号发送给所述智能撒布控制器，以使所述智能撒布控制器向所述融雪剂喷洒系统发送第三喷洒指令，控制所述融雪剂喷洒系统向两侧车道的积雪位置处喷洒融雪剂。

可选地，所述融雪剂喷洒系统包括：位于撒布车主体车头的前冲喷头、位于撒布车主体车尾的后洒喷头、分别位于撒布车主体两侧的侧位喷头、增压泵和储液罐；所述增压泵，输入端与所述储液罐连接，输出端与各个喷头连接；所述增压泵还与所述智能撒布控制器连接；所述储液罐内存储有液态融雪剂；

所述智能撒布方法还包括：

根据所述积雪厚度信息，通过所述智能撒布控制器调整所述增压泵的转速，以控制各个喷头的喷洒量。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供了一种基于路面凝冰积雪的智能撒布车及撒布方法，智能撒布车包括：撒布车主体以及设置于撒布车主体上的数据采集系统、融雪剂喷洒系统和智能撒布控制器；数据采集系统和智能撒布控制器均与云平台无线连接；智能撒布控制器还与融雪剂喷洒系统连接；数据采集系统用于采集未结冰路面的路面数据和气象数据，并将路面数据和气象数据传输给云平台；路面数据包括路面温度信息、积雪厚度信息和水膜厚度信息，气象数据包括空气温度信息和空气湿度信息；云平台用于根据路面数据和所述气象数据，判断路面未来是否结冰，得到第一判断结果；以及当所述第一判断结果为是时，生成第一凝冰预警信号，并发送给智能撒布控制器；第一凝冰预警信号包括未来开始结冰时间；智能撒布控制器用于在收到第一凝冰预警信号后，向融雪剂喷洒系统发送第一喷洒指令，控制融雪剂喷洒系统在未来开始结冰时间之前向未结冰路面喷洒融雪剂。

本发明通过采集未结冰路面的路面数据和气象数据，根据未结冰路面当前的积雪厚度和水膜厚度以及路面温度，结合空气温度和湿度等气象因素，综合判断出未结冰路面在当前状态下是否有会结冰的可能，一旦有结冰的可能，则立即对撒布车主体进行凝冰预警，使其向未结冰路面提前喷洒融雪剂，从而能够实现对未结冰路面的凝冰预警，以及预喷洒融雪剂，能够达到防止路面结冰的目的，解决现有撒布车仅能机械化执行喷洒工作，无法实现凝冰预测和预喷洒融雪剂的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。以下附图并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明实施例1提供的智能撒布车的整体结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的智能撒布车的侧视图；

图3为本发明实施例1提供的智能撒布车的俯视图；

图4为本发明实施例1提供的智能撒布方法的流程图；

图5为本发明实施例1提供的智能撒布方法的原理图。

标号说明：

1-撒布车主体；2-数据采集系统；3-融雪剂喷洒系统；4-智能撒布控制器；5-云平台；6-遥感路面传感器；7-移动气象站；8-发电机；9-侧位摄像头；10-尾部摄像头；11-喷头。

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的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。

如本发明和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

虽然本发明对根据本发明的实施例的系统中的某些模块做出了各种引用，然而，任何数量的不同模块可以被使用并运行在用户终端和/或服务器上。所述模块仅是说明性的，并且所述系统和方法的不同方面可以使用不同模块。

本发明中使用了流程图用来说明根据本发明的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，根据需要，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

本发明的目的是提供一种基于路面凝冰积雪的智能撒布车及撒布方法，以实现对未结冰路面的凝冰预测，并预喷洒融雪剂，达到防止路面结冰的目的。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种基于路面凝冰积雪的智能撒布车，该智能撒布车具体包括：撒布车主体1以及设置于所述撒布车主体1上的数据采集系统2、融雪剂喷洒系统3和智能撒布控制器4；其中，所述数据采集系统2和所述智能撒布控制器4均与云平台5无线连接；所述智能撒布控制器4还与所述融雪剂喷洒系统3连接。

所述数据采集系统2用于采集未结冰路面的路面数据和气象数据，并将所述路面数据和所述气象数据传输给所述云平台5；所述路面数据包括路面温度信息、积雪厚度信息和水膜厚度信息等，所述气象数据包括空气温度信息和空气湿度信息等。

所述云平台5用于根据所述路面数据和所述气象数据，判断路面未来是否结冰，得到第一判断结果。

其中，当所述第一判断结果为是时，生成第一凝冰预警信号，并将所述第一凝冰预警信号发送给所述智能撒布控制器4；所述第一凝冰预警信号包括未来开始结冰时间；当所述第一判断结果为是时，则不进行后续处理，也不生成第一凝冰预警信号。

所述智能撒布控制器4用于在收到所述第一凝冰预警信号后，向所述融雪剂喷洒系统3发送第一喷洒指令，控制所述融雪剂喷洒系统3在未来开始结冰时间之前向所述未结冰路面喷洒融雪剂。

本实施例中，所述数据采集系统2包括遥感路面传感器6、移动气象站7和数据采集箱。所述遥感路面传感器6和所述移动气象站7均与所述数据采集箱连接，所述数据采集箱还与所述云平台5无线连接。

如图2和图3所示，所述遥感路面传感器6设置于撒布车本体的车顶前端，用于采集撒布车本体前方的积雪厚度信息和水膜厚度信息。

本实施例中，遥感路面传感器6采用型号为TS RCS01的遥感路面传感器6，采用基于多光谱测量技术的集成式红外传感器探头，能准确检测出道路表面积雪、水膜的厚度，并能监测路面温度等，红外检测范围能够达到约10-20米，可全天候24小时连续在线实时监测，可广泛用于高速公路、城市道路、桥梁、隧道、机场跑道及各种复杂地段路面的监测。

容易理解的是，本发明不对遥感路面传感器6的类型和型号进行限定，其并不是固定的、唯一的，可根据实际需求自行确定。

所述移动气象站7设置于撒布车本体的车顶，用于采集撒布车本体周围的气象数据，包括空气温度信息和空气湿度信息。

所述数据采集箱用于对采集的各种数据进行暂存，并统一发送给所述云平台5。

本实施例中，数据采集系统2中例如遥感路面传感器6、移动气象站7等各种采集设备可分别通过RS485线路与数据采集箱连接，数据采集箱可以通过4G网络或者WIFI网络与云平台5实现无线连接，还可以采用其他连接方式，可根据实际情况自行设定。

本实施例中，数据采集系统2的数据采集频率可达1秒钟100次，假设撒布车以50km/h的速度行驶，每行驶1米的路面可采集7次数据，因此，采集的数据可以充分表示路面真实状态，同时，采集的数据包括路面数据和气象数据，综合对路面数据和气象数据进行分析后生成凝冰预警信号，从而能够根据采集的数据更加准确地进行凝冰预警，提高了凝冰预警的准确性。

本实施例中，所述数据采集系统2还包括车辆定位模块、多个均匀设置于所述撒布车主体1两侧的侧位摄像头9，以及多个均匀设置于所述撒布车主体1尾部的尾部摄像头10。

其中，所述车辆定位模块，与所述数据采集箱连接，用于采集所述撒布车主体1的实时位置信息。本实施例中，车辆定位模块可以采用北斗定位模块，还可以采用其他定位模块。

所述侧位摄像头9，与所述数据采集箱连接，用于采集所述撒布车主体1两侧的车侧路面图像；所述尾部摄像头10，也与所述数据采集箱连接，用于采集所述撒布车主体1尾部的车尾路面图像，其中，车侧路面图像和车尾路面图像为路面状态图像，通过云平台5的图像识别可以用于辅助判断路面是否存在积雪，确定路面积雪是否清楚干净。

本实施例中，智能撒布车上还设置有发电机8，数据采集系统2、融雪剂喷洒系统3和智能撒布控制器4均可通过发电机8进行供电，还可以直接连接智能撒布车的电瓶进行供电。

本实施例中，所述数据采集系统2还用于：在所述融雪剂喷洒系统3向路面喷洒融雪剂后，采集已喷洒融雪剂的路面的车侧路面图像和车尾路面图像，并传输给所述云平台5。

针对车尾路面图像，本实施例中云平台5还有以下作用：

根据所述车尾路面图像，通过视频流分析判断车尾是否仍存在积雪，并在车尾有积雪时，根据所述撒布车主体1的当前位置信息对车尾积雪位置进行标记，在所述撒布车主体1从相邻车道返回且满足标记位置处于所述融雪剂喷洒系统3的喷洒范围内时，生成第二凝冰预警信号，并将所述第二凝冰预警信号发送给所述智能撒布控制器4，使所述智能撒布控制器4向所述融雪剂喷洒系统3发送第二喷洒指令，控制所述融雪剂喷洒系统3向上一车道的标记位置处喷洒融雪剂；所述第二凝冰预警信号为上一车道撒布车主体1车尾存在积雪且积雪位置已标记的凝冰预警信号。

针对车侧路面图像，本实施例中云平台5还有以下作用：

根据所述车侧路面图像，通过视频流分析判断两侧车道是否存在积雪，并在两侧车道有积雪时生成第三凝冰预警信号，并将所述第三凝冰预警信号发送给所述智能撒布控制器4，使所述智能撒布控制器4向所述融雪剂喷洒系统3发送第三喷洒指令，控制所述融雪剂喷洒系统3向两侧车道的积雪位置处喷洒融雪剂；所述第三凝冰预警信号为撒布车主体1两侧存在积雪的凝冰预警信号。

本实施例中，还可以在云平台5安装移动凝冰处置系统软件，可将所有智能撒布车传输的车辆信息、各条街道的路面状态、积雪情况等数据通过显示器直观地显示出来，可以包括每辆撒布车的行驶速度、状态、位置，以及行驶过的路面的温度、积雪厚度、水膜厚度、每次撒布作业的时间、喷洒量等多种数据，形成一套完整的系统，从而使云平台5工作人员能够轻易掌握各条街道的积雪状态以及详细数据。并且，整个行驶的路面状态、温度、是否有凝冰预警和积雪、融雪剂喷洒量和喷洒过程处置过程都与北斗定位结合，通过GIS地图能够直观展示在云平台5中，管理人员可以从云平台5全局监控所有融雪剂撒布车的行驶路线和融雪剂喷洒记录，方便监控整个作业流程，可以对积雪严重路段调用其他车辆，提升撒布效率和积雪清除效果。

本实施例中，云平台5作为后台计算处理中心，在接收到数据采集系统2传输的路面数据和所述气象数据后，可通过凝冰预警算法根据路面数据和气象数据判断出未来是否会结冰，并计算出未来开始结冰时间。其中，在判断是否结冰时，首先根据路面的水膜厚度信息，判断该水膜厚度是否大于水膜厚度预设阈值，如果大于水膜厚度预设阈值，则判定在当前水膜厚度下未来有结冰的可能，即路面处于非干燥状态存在较多积水，在冬季极有可能会结冰，此时生成相应的凝冰预警信号发送给智能撒布车，实现凝冰预警。在计算未来结冰时间时，首先在某一时间点利用遥感路面传感器6采集路面温度信息，记录下该时间点a的路面温度，经过数分钟后再次进行凝冰检测并采集路面温度信息，记录下该时间点b的路面温度，根据两次记录的路面温度确定当前温度是否处于持续下降趋势，并根据两次记录的路面温度差以及时间点的间隔时间，计算得到温度下降速率，假设路面冰点温度为结冰温度c，如果两次记录的路面温度处于下降趋势，则根据过去1个小时的温度下降速率，计算从时间点b对应的路面温度达到结冰温度c所需的时间。当路面温度达到结冰温度c即冰点温度，同时路面上还存在积水，则确定出未来开始结冰时间。如果当前到未来开始结冰时间在2小时之内，则智能撒布车自动开启喷洒。其中，采集时间、间隔时间以及当前到未来开始结冰时间的时间均可自行设定。

应说明的是，本实施例采用的凝冰预警算法仅仅是举例说明，凝冰预警算法是成熟的现有技术，一般包括线性温度下降方式和机器学习的计算方式的凝冰预警算法，本发明采用的是基于线性温度下降的凝冰预警算法，在此不再赘述。

本实施例中，所述融雪剂喷洒系统3包括：喷头11、增压泵和储液罐；所述储液罐内存储有液态融雪剂。

其中，喷头11包括位于所述撒布车主体1车头的前冲喷头11、位于所述撒布车主体1车尾的后洒喷头11以及分别位于所述撒布车主体1两侧的侧位喷头11。应说明的是，本实施例中的前冲喷头11和后洒喷头11可以是分离式喷头11，分为位于车头和车尾，实现对车头和车尾的喷洒；也可以是一体式喷头11，能够自动调整喷射方向，实现前冲和/或后洒。

所述增压泵，输入端与所述储液罐连接，输出端与各个喷头11连接，可接入发电机8或者撒布车电瓶进行供电。所述增压泵，还与所述智能撒布控制器4连接，用于接收所述智能撒布控制器4发送的喷洒指令，并将所述储液罐中的融雪剂抽出后传输到各个喷头11进行喷洒。

需要说明的是，本实施例中的撒布车还配备有一般撒布车都具有的消防接口、自流阀、过滤网以及专用洒水泵等设备，形成一个完整的喷洒管路，具有一般撒布车的自吸自排功能。由于这些设备在一般撒布车上均具备，属于现有技术，不作为本发明的重点内容，故在此不再赘述。

本实施例中，所述智能撒布控制器4采用PLC编程控制板，还可以采用其他类型的控制器，该智能撒布控制器4还用于：根据所述积雪厚度信息，调整所述增压泵的转速，以控制各个喷头11的喷洒量。

本实施例中，当有凝冰预警信号或积雪信号时，智能撒布控制器4自动开启增压泵开始喷洒。根据积雪厚度自动调整增压泵转速，可以根据不同融雪剂厂家针对不同厚度积雪建议用量设定每平方米的撒布量，并且，智能撒布控制器4能够根据积雪厚度调整增压泵转速，从而控制撒布量，不仅更加智能化，还有利于节省融雪剂成本。

本发明通过采集路面数据对撒布车行驶的路面进行凝冰预警，对凝冰高危点在结冰前自动撒布融雪剂，实现预警撒布一体化。还通过对行驶的路面自动测量积雪厚度，对不同积雪厚度自动调整融雪剂喷洒量，实现精准、高效喷洒，对喷洒效果进行检测，如果发现撒布车的车尾或者两侧没有将积雪全部清除，则撒布车行驶至下一车道后继续对刚才车尾遗留的积雪进行喷洒，同时还能对两侧车道的积雪进行同步喷洒。

实施例2

对应于实施例1中的智能撒布车，本实施例提供了一种基于路面凝冰积雪的智能撒布方法，所述智能撒布方法应用于实施例1中的智能撒布车上，所述智能撒布方法如图4所示，整体流程如图5所示，包括以下步骤：

步骤S1、采集未结冰路面的路面数据和气象数据，所述路面数据包括路面温度信息、积雪厚度信息和水膜厚度信息，所述气象数据包括空气温度信息和空气湿度信息；

步骤S2、根据所述路面数据和所述气象数据，判断路面未来是否结冰，得到第一判断结果；

步骤S3、当所述第一判断结果为是时，生成第一凝冰预警信号，并将所述第一凝冰预警信号发送给智能撒布控制器4；所述第一凝冰预警信号包括未来开始结冰时间；

步骤S4、所述智能撒布控制器4接收到所述第一凝冰预警信号后，向融雪剂喷洒系统3发送第一喷洒指令，控制所述融雪剂喷洒系统3在未来开始结冰时间之前向所述未结冰路面喷洒融雪剂。

本实施例中，在融雪剂喷洒系统3向未结冰路面喷洒融雪剂时，所述智能撒布方法还包括：根据积雪厚度信息，通过智能撒布控制器4调整增压泵的转速，以控制各个喷头11的喷洒量。

本实施例中，遥感路面传感器6安装于智能撒布车车体顶部，通过调整角度需要检测车辆前方某一固定距离值的路面数据，通过计算当前车速(一般建议不超过30km/h)，以及车辆行驶到监测点d需要的时间(一般约为1-2s)。如果路面有凝冰预警信号或积雪信号符合喷洒条件，智能撒布控制器4的PLC控制逻辑会发出喷洒指令，根据当前车速v计算行驶到需要喷洒的监测点d的时间t1，假设撒布车长度为l，并不考虑风等阻力影响因素，且喷头11以接近90度垂直于地面水平面，融雪剂落地的时间为t2(因增压泵压力加速作用通常约0.1-0.3秒)，启动喷洒的时间为t1+l/v-t2，喷洒的时间为1/v，喷洒覆盖范围为1米。经过试验测试在增压泵k公斤压力下，液体融雪剂的流速为v1米/秒，则喷洒量的计算公式为：

p＝π＊R2＊v1＊1/v

其中，p表示喷洒量，R表示喷头11的出口半径。

假设融雪剂厂家推荐的根据监测点d的积雪厚度使用的融雪剂容量为s克，根据喷洒量的计算公式可计算得到喷洒量p，可通过融雪剂容量s计算出融雪剂流速v1，然后根据融雪剂流速v1反推计算出需要多少公斤压力，由此可计算得到智能撒布控制器4需要给增压泵增加的压力值k。

本实施例在撒布车上配备有不同口径的喷头11，如果通过其他口径的喷头11能够达到喷洒量p，一般喷洒工作的允许误差率在15％以内，此时可以不调整压力，可直接通过切换不同口径的喷头11即可。

本发明对当前车道如果有积雪，则根据积雪厚度、车速等信息自动调整使用不同的喷头11，根据融雪剂厂家推荐的融雪剂用量自动调整融雪剂撒布量，实现经济、高效的融雪剂撒布，全过程自动进行，仅需一名驾驶员，减少人工成本。

在所述步骤S4之后，所述智能撒布方法还可以包括：

步骤A1、采集已喷洒融雪剂的路面的车尾路面图像以及撒布车主体1的实时位置信息；

步骤A2、根据所述车尾路面图像，通过视频流分析判断车尾是否仍存在积雪，得到第二判断结果；

步骤A3、当所述第二判断结果为是时，则根据所述撒布车主体1的当前位置信息对车尾积雪位置进行标记，并在所述撒布车主体1从相邻车道返回且满足标记位置处于所述融雪剂喷洒系统3的喷洒范围内时，生成第二凝冰预警信号；所述第二凝冰预警信号为上一车道撒布车主体1车尾存在积雪且积雪位置已标记的凝冰预警信号；

步骤A4、将所述第二凝冰预警信号发送给所述智能撒布控制器4，以使所述智能撒布控制器4向所述融雪剂喷洒系统3发送第二喷洒指令，控制所述融雪剂喷洒系统3向上一车道的标记位置处喷洒融雪剂。

在所述步骤S4之后，所述智能撒布方法还可以包括：

步骤B1、采集已喷洒融雪剂的路面的车侧路面图像；

步骤B2、根据所述车侧路面图像，通过视频流分析判断两侧车道是否存在积雪，得到第三判断结果；

步骤B3、当所述第三判断结果为是时，则生成第三凝冰预警信号；所述第三凝冰预警信号为撒布车主体1两侧存在积雪的凝冰预警信号；

步骤B4、将所述第三凝冰预警信号发送给所述智能撒布控制器4，以使所述智能撒布控制器4向所述融雪剂喷洒系统3发送第三喷洒指令，控制所述融雪剂喷洒系统3向两侧车道的积雪位置处喷洒融雪剂。

本实施例考虑到遥感路面传感器6的成本较高，因此，本实施例仅安装一个遥感路面传感器6以采集车前的路面信息，在车尾和车两侧则通过摄像头采集图像的方式来评估积雪清除效果。本实施例中，撒布车上的摄像头可使用电瓶供电，行驶过程中将拍摄的视频流经数据采集箱自动传输到云平台5中，云平台5对视频流进行保存和分析，根据车辆传输该视频时的北斗定位可以获得拍摄时的撒布车的地理位置。

对于车侧的视频流的自动分析是否有积雪，如果有积雪，则云平台5的控制中心自动发送凝冰预警信号，由智能撒布控制器4控制车侧的喷头11进行喷洒，由于视频流分析只能监测是否有积雪对积雪厚度无法监测，所以对车侧积雪采用设置定量的融雪剂喷洒方式。

当车辆行驶过后，如果出现积雪仍没有清除干净的情况，车尾的摄像头会自动记录下来处置情况，通过视频流自动分析车尾是否有积雪没有清除干净。如果有积雪，云平台5会记录当前的地理位置，车辆采用的北斗差分定位可实现厘米级定位，由于撒布车一般是逐个车道往返进行喷洒作业，当撒布车从相邻的另一个车道行驶过来时，云平台5自动下发指令给智能撒布控制器4开启侧位喷头11对侧方积雪进行喷洒处置，从而能够实现一车道行驶三车道同时自动处置的效果，快速、高效。并且，本发明对处置过的车道能够自动评估处置效果，如果尚未处置干净可自动对存在积雪的位置进行标记记录，下次行驶到相邻道路时可对标记位置产生记忆，再次自动补喷融雪剂，提高了撒布的智能化。

除非另有定义，这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员共同理解的相同含义。还应当理解，诸如在通常字典里定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

上面是对本发明的说明，而不应被认为是对其的限制。尽管描述了本发明的若干示例性实施例，但本领域技术人员将容易地理解，在不背离本发明的新颖性和优点的前提下可以对示例性实施例进行许多修改。因此，所有这些修改都意图包含在权利要求书所限定的本发明范围内。应当理解，上面是对本发明的说明，而不应被认为是限于所公开的特定实施例，并且对所公开的实施例以及其他实施例的修改意图包含在所附权利要求书的范围内。本发明由权利要求书及其等效物限定。

Claims (10)

1.一种基于路面凝冰积雪的智能撒布车，其特征在于，所述智能撒布车包括：撒布车主体以及设置于所述撒布车主体上的数据采集系统、融雪剂喷洒系统和智能撒布控制器；

所述数据采集系统和所述智能撒布控制器均与云平台无线连接；所述智能撒布控制器还与所述融雪剂喷洒系统连接；

所述数据采集系统用于采集未结冰路面的路面数据和气象数据，并将所述路面数据和所述气象数据传输给所述云平台；所述路面数据包括路面温度信息、积雪厚度信息和水膜厚度信息，所述气象数据包括空气温度信息和空气湿度信息；

所述云平台用于根据所述路面数据和所述气象数据，判断路面未来是否结冰，得到第一判断结果；以及当所述第一判断结果为是时，生成第一凝冰预警信号，并将所述第一凝冰预警信号发送给所述智能撒布控制器；所述第一凝冰预警信号包括未来开始结冰时间；

所述智能撒布控制器用于在收到所述第一凝冰预警信号后，向所述融雪剂喷洒系统发送第一喷洒指令，控制所述融雪剂喷洒系统在未来开始结冰时间之前向所述未结冰路面喷洒融雪剂。

2.根据权利要求1所述的智能撒布车，其特征在于，所述数据采集系统包括遥感路面传感器、移动气象站和数据采集箱；

所述遥感路面传感器和所述移动气象站均与所述数据采集箱连接，所述数据采集箱还与所述云平台无线连接；

所述遥感路面传感器用于采集积雪厚度信息和水膜厚度信息；所述移动气象站用于采集空气温度信息和空气湿度信息；所述数据采集箱用于对采集的各种数据进行暂存，并统一发送给所述云平台。

3.根据权利要求2所述的智能撒布车，其特征在于，所述数据采集系统还包括车辆定位模块、多个均匀设置于所述撒布车主体两侧的侧位摄像头，以及多个均匀设置于所述撒布车主体尾部的尾部摄像头；

所述车辆定位模块，与所述数据采集箱连接，用于采集所述撒布车主体的实时位置信息；

所述侧位摄像头，与所述数据采集箱连接，用于采集所述撒布车主体两侧的车侧路面图像；

所述尾部摄像头，也与所述数据采集箱连接，用于采集所述撒布车主体尾部的车尾路面图像。

4.根据权利要求3所述的智能撒布车，其特征在于，所述数据采集系统还用于：在所述融雪剂喷洒系统向路面喷洒融雪剂后，采集已喷洒融雪剂的路面的车侧路面图像和车尾路面图像，并传输给所述云平台；

所述云平台还用于：根据所述车尾路面图像，通过视频流分析判断车尾是否仍存在积雪，并在车尾有积雪时，根据所述撒布车主体的当前位置信息对车尾积雪位置进行标记，在所述撒布车主体从相邻车道返回且满足标记位置处于所述融雪剂喷洒系统的喷洒范围内时，生成第二凝冰预警信号，并将所述第二凝冰预警信号发送给所述智能撒布控制器，使所述智能撒布控制器向所述融雪剂喷洒系统发送第二喷洒指令，控制所述融雪剂喷洒系统向上一车道的标记位置处喷洒融雪剂；所述第二凝冰预警信号为上一车道撒布车主体车尾存在积雪且积雪位置已标记的凝冰预警信号；

所述云平台还用于：根据所述车侧路面图像，通过视频流分析判断两侧车道是否存在积雪，并在两侧车道有积雪时生成第三凝冰预警信号，并将所述第三凝冰预警信号发送给所述智能撒布控制器，使所述智能撒布控制器向所述融雪剂喷洒系统发送第三喷洒指令，控制所述融雪剂喷洒系统向两侧车道的积雪位置处喷洒融雪剂；所述第三凝冰预警信号为撒布车主体两侧存在积雪的凝冰预警信号。

5.根据权利要求1所述的智能撒布车，其特征在于，所述融雪剂喷洒系统包括：位于所述撒布车主体车头的前冲喷头、位于所述撒布车主体车尾的后洒喷头、分别位于所述撒布车主体两侧的侧位喷头、增压泵和储液罐；所述储液罐内存储有液态融雪剂；

所述增压泵，输入端与所述储液罐连接，输出端与各个喷头连接；

所述增压泵，还与所述智能撒布控制器连接，用于接收所述智能撒布控制器发送的喷洒指令，并将所述储液罐中的融雪剂抽出后传输到各个喷头进行喷洒。

6.根据权利要求5所述的智能撒布车，其特征在于，所述智能撒布控制器还用于：根据所述积雪厚度信息，调整所述增压泵的转速，以控制各个喷头的喷洒量。

7.一种基于路面凝冰积雪的智能撒布方法，所述智能撒布方法应用于如权利要求1-6任一项所述的智能撒布车上，其特征在于，所述智能撒布方法包括：

采集未结冰路面的路面数据和气象数据，所述路面数据包括路面温度信息、积雪厚度信息和水膜厚度信息，所述气象数据包括空气温度信息和空气湿度信息；

根据所述路面数据和所述气象数据，判断路面未来是否结冰，得到第一判断结果；

当所述第一判断结果为是时，生成第一凝冰预警信号，并将所述第一凝冰预警信号发送给智能撒布控制器；所述第一凝冰预警信号包括未来开始结冰时间；

所述智能撒布控制器接收到所述第一凝冰预警信号后，向融雪剂喷洒系统发送第一喷洒指令，控制所述融雪剂喷洒系统在未来开始结冰时间之前向所述未结冰路面喷洒融雪剂。

8.根据权利要求7所述的智能撒布方法，其特征在于，在所述控制所述融雪剂喷洒系统在未来开始结冰时间之前向所述未结冰路面喷洒融雪剂的步骤之后，所述智能撒布方法还包括：

采集已喷洒融雪剂的路面的车尾路面图像以及撒布车主体的实时位置信息；

根据所述车尾路面图像，通过视频流分析判断车尾是否仍存在积雪，得到第二判断结果；

当所述第二判断结果为是时，则根据所述撒布车主体的当前位置信息对车尾积雪位置进行标记，并在所述撒布车主体从相邻车道返回且满足标记位置处于所述融雪剂喷洒系统的喷洒范围内时，生成第二凝冰预警信号；所述第二凝冰预警信号为上一车道撒布车主体车尾存在积雪且积雪位置已标记的凝冰预警信号；

将所述第二凝冰预警信号发送给所述智能撒布控制器，以使所述智能撒布控制器向所述融雪剂喷洒系统发送第二喷洒指令，控制所述融雪剂喷洒系统向上一车道的标记位置处喷洒融雪剂。

9.根据权利要求8所述的智能撒布方法，其特征在于，在所述控制所述融雪剂喷洒系统在未来开始结冰时间之前向所述未结冰路面喷洒融雪剂的步骤之后，所述智能撒布方法还包括：

采集已喷洒融雪剂的路面的车侧路面图像；

根据所述车侧路面图像，通过视频流分析判断两侧车道是否存在积雪，得到第三判断结果；

当所述第三判断结果为是时，则生成第三凝冰预警信号；所述第三凝冰预警信号为撒布车主体两侧存在积雪的凝冰预警信号；

将所述第三凝冰预警信号发送给所述智能撒布控制器，以使所述智能撒布控制器向所述融雪剂喷洒系统发送第三喷洒指令，控制所述融雪剂喷洒系统向两侧车道的积雪位置处喷洒融雪剂。

10.根据权利要求7所述的智能撒布方法，其特征在于，所述融雪剂喷洒系统包括：位于撒布车主体车头的前冲喷头、位于撒布车主体车尾的后洒喷头、分别位于撒布车主体两侧的侧位喷头、增压泵和储液罐；所述增压泵，输入端与所述储液罐连接，输出端与各个喷头连接；所述增压泵还与所述智能撒布控制器连接；所述储液罐内存储有液态融雪剂；

所述智能撒布方法还包括：

根据所述积雪厚度信息，通过所述智能撒布控制器调整所述增压泵的转速，以控制各个喷头的喷洒量。

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