CN115497288A - 一种高速公路养护施工智慧管理预警方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高速公路养护施工智慧管理预警方法、装置及系统，其应用于服务器中，包括：获得作业项目、地点等施工要素；计算布设养护作业区；获得养护作业区在电子地图上设定坐标；获得从定位系统接收到的定位坐标数据；与从定位系统接收到的定位坐标数据信息进行对比，判断其坐标数据信息是否符合要求；当判断坐标位置偏移超出设定阈值时，发送警示信息；当判断坐标位置偏移未超出设定阈值时，发送合格信息，本发明具有结合全球定位技术和物联网技术，快速规范作业控制区布置的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种养护施工预警方法，尤其涉及高速公路养护施工智慧管理预警方法、装置及系统。
背景技术
目前全国高速公路经历三十多年建设发展，高速公路通车里程规模稳居世界前列。随着，高速公路运营时间的增加，高速公路技术状况的下降，运营的高速公路进入养护、维修高发期，养护施工项目任务繁重，由于施工过程的管理不到位，造成养护施工过程中安全责任事故频发，尤其以高速公路养护作业控制区布置不合理、安全设施布设及安全作业管理不善为主。
交通部行业标准《公路养护安全作业规程》JTC H30-2015，为全国高速公路养护施工安全管理的基本标准，规定道路养护作业控制区是公路养护维修作业所设置的交通管理区域，分为警告区、上游过渡区、纵向缓冲区等6个区域，作业控制区内安全标志和设施的类型和摆放距离位置均有明确规定。近年来，因为作业控制区布置不规范所引发的交通事故有所上升，主要表现为警告区、上游过渡区、纵向缓冲区等区域设置长度不满足要求和作业人员安全防范不到位导致。
当前，物联网技术发展日新月异、突飞猛进，技术应用于各行各业，前景广阔，为道路养护施工技术管理水平提升提供了技术支撑。因此急需要一种系统能够利用全球定位技术和物联网技术提升养护施工安全管理水平，通过设置养护施工智慧管理预警系统，减少养护过程中安全事故的发生。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供结合全球定位技术和物联网技术，快速规范作业控制区布置的高速公路养护施工智慧管理预警方法、装置及系统。
为解决上述技术问题本发明所采取的技术方案是：
一种高速公路养护施工智慧管理预警方法，其应用于服务器中，所述方法包括：
获得作业项目、地点等施工要素；
计算布设养护作业区；
获得养护作业区在电子地图上设定坐标；
获得从定位系统接收到的定位坐标数据；
与从定位系统接收到的定位坐标数据信息进行对比，判断其坐标数据信息是否符合要求；
当判断坐标位置偏移超出设定阈值时，发送警示信息；
当判断坐标位置偏移未超出设定阈值时，发送合格信息。
进一步的，所述获得作业项目、地点等施工要素具体包括：在养护施工前，接收客户端发送的作业项目、地点等施工要素信息，所述作业项目、地点等要素信息主要包括养护作业时间、养护作业地点、养护作业类型、公路等级、设计速度、交通量、平曲线半径、上下坡坡度等信息。
进一步的，所述计算布设养护作业区具体包括：按照交通部行业标准《公路养护安全作业规程》JTC H30-2015作为基本标准，设定规定道路养护作业控制区是公路养护维修作业的交通管理区域，分为警告区、上游过渡区、纵向缓冲区、横向缓冲区、工作区、下游过渡区、终止区、大型载重汽车停靠区等区域。
进一步的，所述获得养护作业区在电子地图上设定坐标具体包括：在设定规定道路养护作业控制区的不同区域内，设定警告区、上游过渡区、纵向缓冲区、横向缓冲区、工作区、下游过渡区、终止区、大型载重汽车停靠区等不同区域的起点和终点的设定坐标。
进一步的，所述从定位系统接收到的坐标数据信息进行对比，判断其坐标数据信息是否符合要求具体包括：
设定阈值tij；
将定位系统中的定位装置所在的位置信息即定位坐标、设定坐标的位置信息，由经纬度数据转换成平面直角坐标；
计算定位坐标和设定坐标之间的垂线距离dij；
当dij≥tij 时，判断偏移超出设定阈值，发送警示信息；
当dij＜tij 时，判断偏移未超出设定阈值，发送合格信息；
进一步的，所述定位坐标的平面直角坐标为（Xi，Yi），所述设定坐标的平面直角坐标为（Xj，Yj）；
所述计算定位坐标和设定坐标之间的垂线距离dij具体为：
进一步的，所述定位系统包括内置在施工标志、施工距离标志、改道标志、安全锥桶等内的GPS定位装置。
进一步的，所述施工标志、施工距离标志、改道标志、安全锥桶等上均设置语音提醒装置。
一种高速公路养护施工智慧管理预警装置，其应用于服务器中，所述装置包括，
第一接收模块，用于获得作业项目、地点等施工要素；
第一处理模块，用于计算布设养护作业区；
第二接收模块，用于获得养护作业区在电子地图上设定坐标；
第三接收模块，用于获得从定位系统接收到的定位坐标数据；
第二处理模块，与从定位系统接收到的坐标数据信息进行对比，判断其坐标数据信息是否符合要求；
第一发送模块，用于当判断坐标位置偏移超出设定阈值时，发送警示信息，当判断坐标位置偏移未超出设定阈值时，发送合格信息。
一种高速公路养护施工智慧管理预警系统，其应用于服务器中，
获得作业项目、地点等施工要素；
计算布设养护作业区；
获得养护作业区在电子地图上设定坐标；
获得从定位系统接收到的定位坐标数据；
与从定位系统接收到的坐标数据信息进行对比，判断其坐标数据信息是否符合要求；
当判断坐标位置偏移超出设定阈值时，发送警示信息；
当判断坐标位置偏移未超出设定阈值时，发送合格信息。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明根据《公路养护安全作业规程》JTC H30-2015，建立高速公路养护作业控制区布设模型（如四车道封闭外侧车道、外车道、路肩、立交及匝道出口养护控制作业等模型），养护施工前在该系统输入作业项目、地点等施工要素，自动完成养护作业区布设计算，并给出电子控制地图控制坐标，传至定位系统，自动提醒摆放位置是否正确，规范作业控制区布置，降低由于作业控制区布置不规范导致的安全责任事故。
附图说明
图1为本发明的方法的示意框图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供了一种高速公路养护施工智慧管理预警方法，其应用于服务器中，所述方法包括：
获得作业项目、地点等施工要素，所述获得作业项目、地点等施工要素具体包括：在养护施工前，接收客户端发送的作业项目、地点等施工要素信息，所述作业项目、地点等要素信息主要包括养护作业时间、养护作业地点、养护作业类型、公路等级、设计速度、交通量、平曲线半径、上下坡坡度等信息；
计算布设养护作业区，所述计算布设养护作业区具体包括：按照交通部行业标准《公路养护安全作业规程》JTC H30-2015作为基本标准，设定规定道路养护作业控制区是公路养护维修作业的交通管理区域，分为警告区、上游过渡区、纵向缓冲区、横向缓冲区、工作区、下游过渡区、终止区、大型载重汽车停靠区等区域；
获得养护作业区在电子地图上设定坐标，所述获得养护作业区在电子地图上设定坐标具体包括：在设定规定道路养护作业控制区的不同区域内，设定警告区、上游过渡区、纵向缓冲区、横向缓冲区、工作区、下游过渡区、终止区、大型载重汽车停靠区等不同区域的起点和终点的设定坐标；
获得从定位系统接收到的定位坐标数据，与通过无线通讯从定位系统接收到的定位坐标数据信息进行对比，判断其坐标数据信息是否符合要求，当判断坐标位置偏移超出设定阈值时，发送警示信息，当判断坐标位置偏移未超出设定阈值时，发送合格信息；
所述从定位系统接收到的坐标数据信息进行对比，判断其坐标数据信息是否符合要求具体包括：
设定阈值tij；
将定位系统中的定位装置所在的位置信息即定位坐标、设定坐标的位置信息，由经纬度数据转换成平面直角坐标，所述经纬度数据转换成平面直角坐标是利用投影变换的方式将空间坐标系转换成平面坐标系，转换方式可以采用高斯-克吕格投影、墨卡托投影、兰伯特投影、UTM投影等中的一种；
所述定位系统包括内置在施工标志、施工距离标志、改道标志、安全锥桶等内的GPS定位装置，在使用时，先定位需要安全锥桶需要定位区域的起点和终点，然后再根据需要，对施工标志、施工距离标志、改道标志等进行定位，所述施工标志、施工距离标志、改道标志、安全锥桶等上均设置语音提醒装置，
所述定位坐标的平面直角坐标为（Xi，Yi），所述设定坐标的平面直角坐标为（Xj，Yj）；
计算定位坐标和设定坐标之间的垂线距离dij；
所述计算定位坐标和设定坐标之间的垂线距离dij具体为：
当dij≥tij 时，判断偏移超出设定阈值，发送警示信息；
当dij＜tij 时，判断偏移未超出设定阈值，发送合格信息；
一种高速公路养护施工智慧管理预警装置，其应用于服务器中，所述装置包括，
第一接收模块，用于获得作业项目、地点等施工要素，所述获得作业项目、地点等施工要素具体包括：在养护施工前，接收客户端发送的作业项目、地点等施工要素信息，所述作业项目、地点等要素信息主要包括养护作业时间、养护作业地点、养护作业类型、公路等级、设计速度、交通量、平曲线半径、上下坡坡度等信息；
第一处理模块，用于计算布设养护作业区，所述计算布设养护作业区具体包括：按照交通部行业标准《公路养护安全作业规程》JTC H30-2015作为基本标准，设定规定道路养护作业控制区是公路养护维修作业的交通管理区域，分为警告区、上游过渡区、纵向缓冲区、横向缓冲区、工作区、下游过渡区、终止区、大型载重汽车停靠区等区域；；
第二接收模块，用于获得养护作业区在电子地图上设定坐标，所述获得养护作业区在电子地图上设定坐标具体包括：在设定规定道路养护作业控制区的不同区域内，设定警告区、上游过渡区、纵向缓冲区、横向缓冲区、工作区、下游过渡区、终止区、大型载重汽车停靠区等不同区域的起点和终点的设定坐标；
第三接收模块，用于获得从定位系统接收到的定位坐标数据；
第二处理模块，与从定位系统接收到的坐标数据信息进行对比，判断其坐标数据信息是否符合要求，当判断坐标位置偏移超出设定阈值时，发送警示信息，当判断坐标位置偏移未超出设定阈值时，发送合格信息；
第一发送模块，用于当判断坐标位置偏移超出设定阈值时，发送警示信息，当判断坐标位置偏移未超出设定阈值时，发送合格信息。
一种高速公路养护施工智慧管理预警系统，其应用于服务器中，
获得作业项目、地点等施工要素，所述获得作业项目、地点等施工要素具体包括：在养护施工前，接收客户端发送的作业项目、地点等施工要素信息，所述作业项目、地点等要素信息主要包括养护作业时间、养护作业地点、养护作业类型、公路等级、设计速度、交通量、平曲线半径、上下坡坡度等信息；
计算布设养护作业区，所述计算布设养护作业区具体包括：按照交通部行业标准《公路养护安全作业规程》JTC H30-2015作为基本标准，设定规定道路养护作业控制区是公路养护维修作业的交通管理区域，分为警告区、上游过渡区、纵向缓冲区、横向缓冲区、工作区、下游过渡区、终止区、大型载重汽车停靠区等区域；
获得养护作业区在电子地图上设定坐标，所述获得养护作业区在电子地图上设定坐标具体包括：在设定规定道路养护作业控制区的不同区域内，设定警告区、上游过渡区、纵向缓冲区、横向缓冲区、工作区、下游过渡区、终止区、大型载重汽车停靠区等不同区域的起点和终点的设定坐标；
获得从定位系统接收到的定位坐标数据；与从定位系统接收到的坐标数据信息进行对比，判断其坐标数据信息是否符合要求，当判断坐标位置偏移超出设定阈值时，发送警示信息，当判断坐标位置偏移未超出设定阈值时，发送合格信息，所述从定位系统接收到的坐标数据信息进行对比，判断其坐标数据信息是否符合要求具体包括：
设定阈值tij；
将定位系统中的定位装置所在的位置信息即定位坐标、设定坐标的位置信息，由经纬度数据转换成平面直角坐标，所述经纬度数据转换成平面直角坐标是利用投影变换的方式将空间坐标系转换成平面坐标系，转换方式可以采用高斯-克吕格投影、墨卡托投影、兰伯特投影、UTM投影等中的一种；
所述定位系统包括内置在施工标志、施工距离标志、改道标志、安全锥桶等内的GPS定位装置，在使用时，先定位需要安全锥桶需要定位区域的起点和终点，然后再根据需要，对施工标志、施工距离标志、改道标志等进行定位，所述施工标志、施工距离标志、改道标志、安全锥桶等上均设置语音提醒装置，
所述定位坐标的平面直角坐标为（Xi，Yi），所述设定坐标的平面直角坐标为（Xj，Yj）；
计算定位坐标和设定坐标之间的垂线距离dij；
所述计算定位坐标和设定坐标之间的垂线距离dij具体为：
当dij≥tij 时，判断偏移超出设定阈值，发送警示信息；
当dij＜tij 时，判断偏移未超出设定阈值，发送合格信息。
一种高速公路养护施工智慧管理预警系统，还包括通过无线通讯技术连接的侦测系统、监控系统、预警系统以及智能穿戴系统；
所述侦测系统包括在纵向缓冲末端护栏板外侧架设的激光测距摄像头、数据处理器及数据传送装置组成，用于实时侦测过往车辆行驶速度、预判行驶轨迹，判断过往车辆冲撞作业区的可能性；
所述监控系统包括高清360°旋转摄像头及数据发送装置组成，实时监控养护施工现场施工情况，传送至管理平台，以便管理指挥调度及现场情况视频资料查阅；
所述预警系统包括数据采集器、数据处理器及数据传输装置组成，所述数据采集器安装在工作区内的安全锥桶上，所述数据采集器与数据处理器通过无线通讯连接，数据采集器采集到人员位置信息后，发送到数据处理器进行数据分析处理，如存在安全风险，则通过数据传输装置发送到智能穿戴系统上，所述警告系统通过结合侦测系统及监控系统提供的数据，综合研判过往车辆撞击风险等情况，形成安全风险预判提示功能；
所述智能穿戴系统包括防护马甲、安装到防护马甲上的震动提示器及语音提示系统组成，所述防护马甲穿戴在工作人员身上，防护马甲和数据采集器进行数据交互，用于综合研判人员跨界行为等，一旦工作人员跨出工作区，防护马甲的上的震动提示器和语音提示器进行风险提示，防护马甲震动提示器和语音提示系统还用于接受预警系统提示，协助施工作业人员规避安全风险，如预警系统通过分析判断有过往车辆撞击工作区的风险，则通过震动提示器和语音提示系统提示工作人员进行紧急避险。
工作过程如下：
一种高速公路养护施工智慧管理预警系统的工作过程如下，在客户端中输入作业项目、地点等施工要素，并将这些信息发送到服务器中，主要包括养护作业时间、养护作业地点、养护作业类型、公路等级、设计速度、交通量、平曲线半径、上下坡坡度等信息，其中养护作业地点在电子地图上进行标示；服务器根据获得的作业项目、地点等施工要素信息，依据按照交通部行业标准《公路养护安全作业规程》JTC H30-2015作为基本标准，计算布设养护作业区，分为警告区、上游过渡区、纵向缓冲区、横向缓冲区、工作区、下游过渡区、终止区、大型载重汽车停靠区等区域，并将设定的区域信息发送到客户端中，在客户端的显示界面以在电子地图上显示的形式进行显示；
在客户端中，在电子地图上对各养护作业区的起点和终点的位置进行选定，将其发送到服务器，服务器根据获得的各起终点位置信息，分析设定点的经纬度坐标，作为设定坐标，所述获得养护作业区在电子地图上设定坐标具体包括：在设定规定道路养护作业控制区的不同区域内，设定警告区、上游过渡区、纵向缓冲区、横向缓冲区、工作区、下游过渡区、终止区、大型载重汽车停靠区等不同区域的起点和终点的设定坐标；
服务器获得从定位系统接收到的定位坐标数据，所述定位系统包括内置在施工标志、施工距离标志、改道标志、安全锥桶等内的GPS定位装置，在使用时，先定位需要安全锥桶需要定位区域的起点和终点；然后再根据需要，对施工标志、施工距离标志、改道标志等进行定位，所述施工标志、施工距离标志、改道标志、安全锥桶等上均设置语音提醒装置，所述定位系统安装在在定位时，操作人员先将用于定位工作区的安全锥桶拿到一定位置后，发送位置信息给服务器，其经过坐标转换、数据判断对比，判断安全锥桶的位置与设定坐标的位置相符，如偏移超出预定阈值，则通过语音提醒装置播报偏移距离，操作人员按照语音提醒装置的播报内容再将安全锥桶的位置进行调整，再到达一定位置，重新发送位信息给服务器，再次进行位置判断，直到符合设定阈值要求为止，然后再按照位置距离关系，采用上述步骤定位改道装置、施工距离标志、施工标志等，完成其他养护作业控制区的规范定位布置。本发明通过结合采用全球定位技术和物联网技术，按照标准规范要求摆放安装安全标志和设施，规范作业控制区布置，减少因不规范所引发的交通事故，使用方便，定位准确，可实现快速定位，提高作业控制区布置效率。
本发明可以集合成整体高速公路养护施工智慧管理的指挥平台，各系统的数据上传后，根据《公路养护安全作业规程》JTC H30-2015，建立高速公路养护作业控制区布设模型（如四车道封闭外侧车道、外车道、路肩、立交及匝道出口养护控制作业等模型），承载公路管养管养单位所有路段桥梁、涵洞、隧道、路面技术数据，实现动态管控及调度功能。
本发明通过无线通讯技术连接的侦测系统、监控系统、预警系统以及智能穿戴系统，通过以上各子系统的数据分析，在指挥调度系统中可显示，能够分辨各级风险大小，科学进行预判并通过各种信息化终端发布预警信息，及时进行指挥调度，对判断过往车辆冲撞作业区、作业人员跨出作业区等情形进行预警，降低作业人员的安全风险。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种高速公路养护施工智慧管理预警方法，其应用于服务器中，其特征在于，所述方法包括：
获得作业项目、地点等施工要素；
计算布设养护作业区；
获得养护作业区在电子地图上设定坐标；
获得从定位系统接收到的定位坐标数据；
与从定位系统接收到的定位坐标数据信息进行对比，判断其坐标数据信息是否符合要求；
当判断坐标位置偏移超出设定阈值时，发送警示信息；
当判断坐标位置偏移未超出设定阈值时，发送合格信息。
2.根据权利要求1所述的一种高速公路养护施工智慧管理预警方法，其特征在于，所述获得作业项目、地点等施工要素具体包括：在养护施工前，接收客户端发送的作业项目、地点等施工要素信息，所述作业项目、地点等要素信息主要包括养护作业时间、养护作业地点、养护作业类型、公路等级、设计速度、交通量、平曲线半径、上下坡坡度等信息。
3.根据权利要求1所述的一种高速公路养护施工智慧管理预警方法，其特征在于，所述计算布设养护作业区具体包括：按照交通部发布的《公路养护安全作业规程》作为基本标准，设定规定道路养护作业控制区是公路养护维修作业的交通管理区域，分为警告区、上游过渡区、纵向缓冲区、横向缓冲区、工作区、下游过渡区、终止区、大型载重汽车停靠区等区域。
4.根据权利要求1所述的一种高速公路养护施工智慧管理预警方法，其特征在于，所述获得养护作业区在电子地图上设定坐标具体包括：在设定规定道路养护作业控制区的不同区域内，设定警告区、上游过渡区、纵向缓冲区、横向缓冲区、工作区、下游过渡区、终止区、大型载重汽车停靠区等不同区域的起点和终点的设定坐标。
5.根据权利要求1所述的一种高速公路养护施工智慧管理预警方法，其特征在于，所述从定位系统接收到的坐标数据信息进行对比，判断其坐标数据信息是否符合要求具体包括：
设定阈值tij；
将定位系统中的定位装置所在的位置信息即定位坐标、设定坐标的位置信息，由经纬度数据转换成平面直角坐标；
计算定位坐标和设定坐标之间的垂线距离dij；
当dij≥tij 时，判断偏移超出设定阈值，发送警示信息；
当dij＜tij 时，判断偏移未超出设定阈值，发送合格信息。
6.根据权利要求5所述的一种高速公路养护施工智慧管理预警方法，其特征在于，所述定位坐标的平面直角坐标为（Xi，Yi），所述设定坐标的平面直角坐标为（Xj，Yj）；
所述计算定位坐标和设定坐标之间的垂线距离dij具体为：
7.根据权利要求1所述的一种高速公路养护施工智慧管理预警方法，其特征在于，所述定位系统包括内置在施工标志、施工距离标志、改道标志、安全锥桶等内的GPS定位装置。
8.根据权利要求7所述的一种高速公路养护施工智慧管理预警方法，其特征在于，所述施工标志、施工距离标志、改道标志、安全锥桶等上均设置语音提醒装置。
9.一种高速公路养护施工智慧管理预警装置，其应用于服务器中，其特征在于，所述装置包括，
第一接收模块，用于获得作业项目、地点等施工要素；
第一处理模块，用于计算布设养护作业区；
第二接收模块，用于获得养护作业区在电子地图上设定坐标；
第三接收模块，用于获得从定位系统接收到的定位坐标数据；
第二处理模块，与从定位系统接收到的坐标数据信息进行对比，判断其坐标数据信息是否符合要求；
第一发送模块，用于当判断坐标位置偏移超出设定阈值时，发送警示信息，当判断坐标位置偏移未超出设定阈值时，发送合格信息。
10.一种高速公路养护施工智慧管理预警系统，其应用于服务器中，其特征在于，
获得作业项目、地点等施工要素；
计算布设养护作业区；
获得养护作业区在电子地图上设定坐标；
获得从定位系统接收到的定位坐标数据；
与从定位系统接收到的坐标数据信息进行对比，判断其坐标数据信息是否符合要求；
当判断坐标位置偏移超出设定阈值时，发送警示信息；
当判断坐标位置偏移未超出设定阈值时，发送合格信息。
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