CN115185018A - 道路雨雪感知装置及道路雨雪判断方法 - Google Patents

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刘兆平
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李楠楠
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Abstract

本发明公开了一种道路雨雪感知装置，包括数据分析装置、感应壳体和供电装置，所述感应壳体的外壁上设置有与所述供电装置通过检测电路电连接的环状电极，所述感应壳体的外部还设置有温湿度传感器。该道路雨雪感知装置能够及时准确地感知和监测当前环境的雨雪情况，以便进一步提高针对冰雪环境的处理时效性和处理效率。本发明还公开了一种应用了该道路雨雪感知装置的道路雨雪判断方法。

Description

道路雨雪感知装置及道路雨雪判断方法
技术领域
本发明涉及雨雪环境感应监测技术领域，特别涉及一种道路雨雪感知装置。本发明还涉及一种应用了该道路雨雪感知装置的道路雨雪判断方法。
背景技术
随着科技发展的日新月异，利用环境监测来提前规划处理手段，以规避恶劣天气或自然灾害对日常生产生活的不利影响，已经成为各行各业的共识。
在冬季，部分地区因降雪结冰严重而影响道路交通。在冰、雪天气中，路面变的更加光滑，对车辆行驶的动力性及安全性产生极为不利影响，交通事故频繁发生，甚至造成高速公路关闭，不仅造成巨大的经济损失，也给人民群众的正常生活造成诸多不便。因此，为了保证在降雪天气道路畅通和行车安全，必须对道路进行主动融冰雪工作。
目前，道路主动融冰雪办法有很多，例如：导电混凝土、碳纤维发热线以及电热管法等等，都已经被证明了能有效地除冰雪。但是，虽然上述除冰雪手段均较为有效，但却没有与之相匹配的冰雪环境感知系统来进一步提高其作业时效性。具体而言，所有已装融雪系统都是需要通过空气湿度控制提前启动或降雪时人工启动，无法对当前环境雨雪情况进行及时准确地感知和监测，这不仅制约了融雪系统实现智能化控制，也给相关的处理工作的布置造成不便。
因此，如何及时准确地感知和监测当前环境的雨雪情况，以便进一步提高针对冰雪环境的处理时效性和处理效率是本领域技术人员目前需要解决的重要技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种道路雨雪感知装置，该道路雨雪感知装置能够及时准确地感知和监测当前环境的雨雪情况，以便进一步提高针对冰雪环境的处理时效性和处理效率。本发明的另一目的是提供一种应用了该道路雨雪感知装置的道路雨雪判断方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种道路雨雪感知装置，包括数据分析装置、感应壳体和供电装置，所述感应壳体的外壁上设置有与所述供电装置通过检测电路电连接的环状电极，所述感应壳体的外部还设置有温湿度传感器。
优选地，所述感应壳体的内壁上设置有与所述供电装置通过加热电路电连接的加热装置，所述加热电路与所述检测电路相并联，且所述加热电路上设置有与所述加热装置串联的温度开关。
优选地，所述加热装置为嵌装于所述感应壳体内的电阻丝。
优选地，所述供电装置包括相互串联的电池和PLC控制模块。
优选地，还包括支撑架，所述感应壳体固定于所述支撑架上，所述支撑架的底部设置有与工作面适配的底座。
优选地，所述支撑架为杆状件，且所述支撑架与所述感应壳体插装连接。
优选地，所述支撑架沿所述感应壳体的轴向自下而上贯穿并伸出于所述感应壳体的顶部，且所述温湿度传感器设置于所述支撑架的顶端。
优选地，感应壳体为空心球状壳体。
本发明还提供一种道路雨雪判断方法，采用了如上文所述的道路雨雪感知装置，包括步骤：
S101，启动所述道路雨雪感知装置，若检测电路为短路状态，则初步判定此时道路环境为雨雪状态；
若检测电路为通路状态，则最终判定此时道路环境为非雨雪状态；
S102，当检测电路为短路状态时，若温湿度传感器检测到的环境温度不大于2℃，且环境湿度不小于85％RH，则最终判定当前道路环境为雪；
若温湿度传感器检测到的环境温度大于2℃，且环境湿度不小于85％RH，则最终判定当前道路环境为雨。
优选地，所述道路雨雪感知装置启动后，若温湿度传感器检测到的环境温度不大于2℃，则启动连接于供电装置上的加热电路，通过连接于加热电路上的加热装置对感应壳体进行加热，直至感应壳体的温度达到15℃。
相对上述背景技术，本发明所提供的道路雨雪感知装置，其工作运行过程中，将所述道路雨雪感知装置整体置于需进行感知和监测的道路环境中，将该道路雨雪感知装置启动后，通过监控检测电路的运行状态，将相关数据反馈给数据分析装置，数据分析装置据此分析得出当前道路环境的雨雪状况，具体来说，若有雨雪掉落在感应球体表面，会导致环状电极短接，进而导致检测电路短路。有鉴于此，在设备实际运行时，若检测电路为通路状态，则最终判定此时道路环境为非雨雪状态；若检测电路为短路状态，则初步判定此时道路环境为雨雪状态；当检测电路为短路状态时，若环境温度不大于2℃，且环境湿度不小于85％RH，则最终判定当前道路环境为雪；若环境温度大于2℃，且环境湿度不小于85％RH，则最终判定当前道路环境为雨。如此，可利用该道路雨雪感知装置及时准确地感知和判定当前道路的环境状态，以便在雨雪状态时能够通过融雪系统等相关设备及时对道路冰雪环境进行处理，大幅提高雨雪环境下的道路处理时效性和处理效率，并使相应的道路雨雪环境处理效果得以相应优化。
在本发明所提供的道路雨雪判断方法中，通过依次进行的各操作步骤，利用对道路雨雪感知装置的检测电路的运行状态的监测，结合温湿度传感器检测到的当前道路环境温湿度数据，以此判定当前道路环境是否为雨雪状态，并能够进一步判定出具体为雨或是雪的环境状态，从而大幅提高了对道路环境状态的感知监测准确性和时效性，以便能够尽快对处于雨雪环境中的道路实施相应的融雪等处理，保证道路畅通和行车安全。
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，下面将对实施例或现有技术描述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。
图1为本发明一种具体实施方式所提供的道路雨雪感知装置的装配结构剖视图；
图2为图1中环状电极在感应壳体上的布局结构俯视图；
图3为图1中道路雨雪感知装置的电路系统布局示意图。
其中，
11-感应壳体；
111-环状电极；
112-温湿度传感器；
113-电阻丝；
114-温度开关；
121-电池；
122-PLC控制模块；
123-检测电路；
124-加热电路；
13-支撑架；
131-底座。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种道路雨雪感知装置，该道路雨雪感知装置能够及时准确地感知和监测当前环境的雨雪情况，以便进一步提高针对冰雪环境的处理时效性和处理效率；同时，提供一种应用了该道路雨雪感知装置的道路雨雪判断方法。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请结合参考图1至图3。其中，图1为本发明一种具体实施方式所提供的道路雨雪感知装置的装配结构剖视图；图2为图1中环状电极在感应壳体上的布局结构俯视图；图3为图1中道路雨雪感知装置的电路系统布局示意图。
需要提前说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在
第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。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发明和简化描述，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发明的限制。在具体实施方式中，本发明所提供的道路雨雪感知装置，包括数据分析装置、感应壳体11和供电装置，感应壳体11的外壁上设置有与供电装置通过检测电路123电连接的环状电极111，感应壳体11的外部还设置有温湿度传感器112。
工作运行过程中，将所述道路雨雪感知装置整体置于需进行感知和监测的道路环境中，将该道路雨雪感知装置启动后，通过监控检测电路123的运行状态，将相关数据反馈给数据分析装置，数据分析装置据此分析得出当前道路环境的雨雪状况，具体来说，若有雨雪掉落在感应球体表面，会导致环状电极111短接，进而导致检测电路123短路。有鉴于此，在设备实际运行时，若检测电路123为通路状态，则最终判定此时道路环境为非雨雪状态；若检测电路123为短路状态，则初步判定此时道路环境为雨雪状态；当检测电路123为短路状态时，若环境温度不大于2℃，且环境湿度不小于85％RH，则最终判定当前道路环境为雪；若环境温度大于2℃，且环境湿度不小于85％RH，则最终判定当前道路环境为雨。如此，可利用该道路雨雪感知装置及时准确地感知和判定当前道路的环境状态，以便在雨雪状态时能够通过融雪系统等相关设备及时对道路冰雪环境进行处理，大幅提高雨雪环境下的道路处理时效性和处理效率，并使相应的道路雨雪环境处理效果得以相应优化。
需要说明的是，实际应用中，数据分析装置可以是与道路雨雪感知装置通信连接的电脑或控制器，也可以是与道路雨雪感知装置通信连接的安装有相应数据分析软件或是控制模块的手机或随身控制终端，原则上，只要是能够保证与道路雨雪感知装置的稳定适配，并满足实际工况需求均可。
具体来说，实际应用中，感应壳体11优选为空心球状壳体，球体表面能够进一步优化感应壳体11与周围环境的接触效果，以此进一步提高感知精度和灵敏度，减少感知死角，保证所述道路雨雪感知装置的整体工作性能。当然，感应壳体11的具体结构和形状可以依据实际工况需求以及加工难度等灵活选择和调整，原则上，只要是能够满足所述道路雨雪感知装置的实际应用需要均可。
进一步地，感应壳体11的内壁上设置有与供电装置通过加热电路124电连接的加热装置，加热电路124与检测电路123相并联，且加热电路124上设置有与加热装置串联的温度开关114。一般工况下，温度开关114处于断开状态，在所述道路雨雪感知装置启动后，若温湿度传感器112检测到的环境温度不大于2℃，则将温度开关114连接导通，以启动连接于供电装置上的加热电路124，通过连接于加热电路124上的加热装置对感应壳体11进行加热，直至感应壳体11的温度达到15℃，以此防止感应壳体11的外部因长期处于低温高湿环境而可能发生的结冰现象，以免冰霜附着在感应壳体11外部对所述道路雨雪感知装置的感知监测灵敏度造成不利影响，保证所述道路雨雪感知装置对周围道路环境的感知精度和监测效果。
更进一步地，加热装置为嵌装于感应壳体11内的电阻丝113。具体来说，电阻丝113嵌装于感应壳体11的内壁上，以此进一步优化加热装置与感应壳体11之间的结构适配效果，使感应壳体11的各个部位都能够得到均匀高效的加热。当然，加热装置的具体类型及其布置位置等均可依据实际工况需求灵活调整和选择，原则上，只要是能够满足所述道路雨雪感知装置的实际应用需要均可。
此外，供电装置包括相互串联的电池121和PLC(Programmable Logic Controller的首字母缩写，即，可编程逻辑控制器)控制模块122。该PLC控制模块122能够实时监控检测电路123的运行状态，以便通过PLC控制模块122与数据分析装置之间的通信连接，将监测结果快速反馈给数据分析装置，从而进一步提高所述道路雨雪感知装置的工作效率，保证相应的雨雪环境感知时效性和监测效果。
另一方面，道路雨雪感知装置还包括支撑架13，感应壳体11固定于支撑架13上，支撑架13的底部设置有与工作面适配的底座131。底座131能够与地面或其他工作位置处的支撑面可靠接触并稳定布置，在此基础上，支撑架13能够为感应壳体11及其相关装配部件提供稳定可靠的结构支撑，并能够将感应壳体11举升布置于所需的工作高度，以免感应壳体11的布置位置过低而对所述道路雨雪感知装置的感知灵敏度和数据精度造成不利影响。
具体地，支撑架13为杆状件，且支撑架13与感应壳体11插装连接。以杆状结构为基础，配合支撑架13与感应壳体11之间的插装连接结构，能够进一步降低支撑架13主体结构对感应壳体11主体结构的干涉和影响，保证感应壳体11的外表面有效面积足够大，以此保证相应的道路环境感知灵敏度和监测效果。当然，支撑架13的具体结构形状及其与感应壳体11之间的装配连接形式并不局限于图中所示，工作人员可以依据实际工况需求灵活选择和调整，原则上，只要是能够满足所述道路雨雪感知装置的实际应用需要均可。
更具体地，支撑架13沿感应壳体11的轴向自下而上贯穿并伸出于感应壳体11的顶部，且温湿度传感器112设置于支撑架13的顶端。将温湿度传感器112布置于支撑架13的顶端，能够有效避免温湿度传感器112与感应壳体11主体结构间的相互影响，保证温湿度传感器112的感应监测效率和数据精度，并由此进一步优化所述道路雨雪感知装置的监测数据准确性和工作效率。
在具体实施方式中，本发明一种具体实施方式中所提供的道路雨雪判断方法，采用了如上文所述的道路雨雪感知装置，包括：
步骤S101，启动所述道路雨雪感知装置，若检测电路123为短路状态，则初步判定此时道路环境为雨雪状态；
若检测电路123为通路状态，则最终判定此时道路环境为非雨雪状态。
具体而言，所述道路雨雪感知装置启动后，若温湿度传感器112检测到的环境温度不大于2℃，则启动连接于供电装置上的加热电路124，通过连接于加热电路124上的加热装置对感应壳体11进行加热，直至感应壳体11的温度达到15℃。以此防止感应壳体11的外部因长期处于低温高湿环境而可能发生的结冰现象，以免冰霜附着在感应壳体11外部对所述道路雨雪感知装置的感知监测灵敏度造成不利影响，保证所述道路雨雪感知装置对周围道路环境的感知精度和监测效果，以此使所述道路雨雪判断方法的判断结果更加准确可靠。
步骤S102，当检测电路123为短路状态时，若温湿度传感器112检测到的环境温度不大于2℃，且环境湿度不小于85％RH，则最终判定当前道路环境为雪；
若温湿度传感器112检测到的环境温度大于2℃，且环境湿度不小于85％RH，则最终判定当前道路环境为雨。
所述道路雨雪判断方法通过依次进行的各操作步骤，利用对道路雨雪感知装置的检测电路123的运行状态的监测，结合温湿度传感器112检测到的当前道路环境的温湿度数据，以此判定当前道路环境是否为雨雪状态，并能够进一步判定出具体为雨或是雪的环境状态，从而大幅提高了对道路环境状态的感知监测准确性和时效性，以便能够尽快对处于雨雪环境中的道路实施相应的融雪等处理，保证道路畅通和行车安全。
综上可知，本发明中提供的道路雨雪感知装置，包括数据分析装置、感应壳体和供电装置，感应壳体的外壁上设置有与供电装置通过检测电路电连接的环状电极，感应壳体的外部还设置有温湿度传感器。工作运行过程中，将所述道路雨雪感知装置整体置于需进行感知和监测的道路环境中，将该道路雨雪感知装置启动后，通过监控检测电路的运行状态，将相关数据反馈给数据分析装置，数据分析装置据此分析得出当前道路环境的雨雪状况，具体来说，若有雨雪掉落在感应球体表面，会导致环状电极短接，进而导致检测电路短路。有鉴于此，在设备实际运行时，若检测电路为通路状态，则最终判定此时道路环境为非雨雪状态；若检测电路为短路状态，则初步判定此时道路环境为雨雪状态；当检测电路为短路状态时，若环境温度不大于2℃，且环境湿度不小于85％RH，则最终判定当前道路环境为雪；若环境温度大于2℃，且环境湿度不小于85％RH，则最终判定当前道路环境为雨。如此，可利用该道路雨雪感知装置及时准确地感知和判定当前道路的环境状态，以便在雨雪状态时能够通过融雪系统等相关设备及时对道路冰雪环境进行处理，大幅提高雨雪环境下的道路处理时效性和处理效率，并使相应的道路雨雪环境处理效果得以相应优化。
此外，本发明提供的采用了该道路雨雪感知装置的道路雨雪判断方法，其通过依次进行的各操作步骤，利用对道路雨雪感知装置的检测电路的运行状态的监测，结合温湿度传感器检测到的当前道路环境温湿度数据，以此判定当前道路环境是否为雨雪状态，并能够进一步判定出具体为雨或是雪的环境状态，从而大幅提高了对道路环境状态的感知监测准确性和时效性，以便能够尽快对处于雨雪环境中的道路实施相应的融雪等处理，保证道路畅通和行车安全。
以上对本发明所提供的道路雨雪感知装置以及应用了该道路雨雪感知装置的道路雨雪判断方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种道路雨雪感知装置，其特征在于，包括数据分析装置、感应壳体和供电装置，所述感应壳体的外壁上设置有与所述供电装置通过检测电路电连接的环状电极，所述感应壳体的外部还设置有温湿度传感器。
2.如权利要求1所述的道路雨雪感知装置，其特征在于，所述感应壳体的内壁上设置有与所述供电装置通过加热电路电连接的加热装置，所述加热电路与所述检测电路相并联，且所述加热电路上设置有与所述加热装置串联的温度开关。
3.如权利要求2所述的道路雨雪感知装置，其特征在于，所述加热装置为嵌装于所述感应壳体内的电阻丝。
4.如权利要求2所述的道路雨雪感知装置，其特征在于，所述供电装置包括相互串联的电池和PLC控制模块。
5.如权利要求1所述的道路雨雪感知装置，其特征在于，还包括支撑架，所述感应壳体固定于所述支撑架上，所述支撑架的底部设置有与工作面适配的底座。
6.如权利要求5所述的道路雨雪感知装置，其特征在于，所述支撑架为杆状件，且所述支撑架与所述感应壳体插装连接。
7.如权利要求6所述的道路雨雪感知装置，其特征在于，所述支撑架沿所述感应壳体的轴向自下而上贯穿并伸出于所述感应壳体的顶部，且所述温湿度传感器设置于所述支撑架的顶端。
8.如权利要求1所述的道路雨雪感知装置，其特征在于，感应壳体为空心球状壳体。
9.一种道路雨雪判断方法，采用了如权利要求1至8中任一项所述的道路雨雪感知装置，其特征在于，包括步骤：
S101，启动所述道路雨雪感知装置，若检测电路为短路状态，则初步判定此时道路环境为雨雪状态；
若检测电路为通路状态，则最终判定此时道路环境为非雨雪状态；
S102，当检测电路为短路状态时，若温湿度传感器检测到的环境温度不大于2℃，且环境湿度不小于85％RH，则最终判定当前道路环境为雪；
若温湿度传感器检测到的环境温度大于2℃，且环境湿度不小于85％RH，则最终判定当前道路环境为雨。
10.如权利要求9所述的道路雨雪判断方法，其特征在于，所述道路雨雪感知装置启动后，若温湿度传感器检测到的环境温度不大于2℃，则启动连接于供电装置上的加热电路，通过连接于加热电路上的加热装置对感应壳体进行加热，直至感应壳体的温度达到15℃。
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