CN213028356U - 一种道路积水自动监测、预警和智能拦截系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于积水预警领域，涉及一种道路积水自动监测、预警和智能拦截系统，该系统包括：控制器组件、采集器组件、视频模块、配套设备和服务器；其中：采集器组件采集传感器数据，并对传感器数据进行融合处理，将处理后的传感器数据发送至控制器组件的同时上传至服务器；控制器组件收到采集器组件发送的传感器数据后，解析出当前液位、风速、雨量数据；根据当前液位控制执行设备，根据当前风速、雨量数据控制视频模块的开关，并将自身状态及控制信息发送至服务器；视频模块与配套设备相连接，当视频模块收到控制器组件发送的触发信号后，将视频信息通过配套设备发送至服务器。本实用新型具有检测精度高、鲁棒性好，预报警方式多样化的特点。

Description

一种道路积水自动监测、预警和智能拦截系统

技术领域

本实用新型涉及积水预警领域，具体涉及一种道路积水自动监测、预警和智能拦截系统。

背景技术

长时间的暴雨容易产生积水或径流淹没低洼地段，极大地影响道路交通及行人人身安全。因此通过布设积水自动拦截系统来对道路低洼处或隧道积水进行监测，积水较深时及时进行自动预警，拦截是非常有必要的。

现有的积水检测系统通常依赖于单个液位采集器，获取信息较为单一，通常只能采集单个或某一类传感器数据，且获得的通常是原始数据，控制系统需要对采集到的数据进行处理后才能使用，其缺陷在于如果传感器故障，采集器无法获取数据。通常需要布设多种类型的传感器进行采集，增加了布设成本。且现有的积水预报警系统大多只能输出单一控制信号，如积水时通过情报板显示警告信息，控制多种设备往往需要其他设备辅助，且预报警水位大多为固定值，无法远程更改。设备状态及控制输出信息无法远程查看。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种道路积水自动监测、预警和智能拦截系统。

本实用新型通过以下的技术方案实现：

一种道路积水自动监测、预警和智能拦截系统，包括：控制器组件、采集器组件、视频模块、配套设备和服务器；其中：

采集器组件采集传感器数据，并对传感器数据进行融合处理，将处理后的传感器数据发送至控制器组件的同时上传至服务器；

控制器组件收到采集器组件发送的传感器数据后，解析出当前液位、风速、雨量数据；根据当前液位控制外接设备，根据当前风速、雨量数据控制视频模块的开关，并将自身状态及控制信息发送至服务器；

视频模块与配套设备相连接，当视频模块收到控制器组件发送的触发信号后，将视频信息发送至配套设备，再由配套设备发送至服务器。

优选地，采集器组件包括智能采集器及与智能采集器相连接的雨量传感器、风速传感器、超声波液位传感器、浸入式液位传感器、开关量液位传感器和4G模块。

优选地，采集器组件拥有4路模拟量输入、6路开关量输入、2路485总线；其中：4路模拟量输入接入4-20MA的传感器；6路开关量输入接入开关量传感器；2路485总线为带隔离的485接口，具有1500V电气隔离。

优选地，2路485总线，其中一路485总线挂载2个超声波液位传感器，另一路485总线挂载雨量传感器、风速传感器。

优选地，控制器组件包括智能控制器及与智能控制器相连接的外接设备。

优选地，外接设备包括情报板、广播主机及定向喇叭、黄闪灯、禁行灯、声光报警器、发光牌、栅栏道闸、4G模块、视频模块。

优选地，情报板、广播主机及定向喇叭、黄闪灯、禁行灯、声光报警器、发光牌、栅栏道闸部署在积水路段两端，当道路积水时予以警示或拦截。

优选地，视频模块部署在道路两端入口处及道路低洼积水处。

优选地，智能控制器通过4G模块将当前状态信息上报服务器。

优选地，配套设备包括交通边缘服务器、路由器。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)该系统能实时监测道路积水情况，当检测到积水达到预警线时，输出预警信号，当积水较深，通行危险时，输出报警信号，并控制道闸封闭道路，避免车辆或行人误入，造成损失。

(2)系统的智能采集器可接入多个传感器，且可以接入不同类型的传感器，如浸入式液位传感器、开关量液位传感器、超声波液位传感器等。采用多个、多类传感器进行信息冗余设计，通过协同滤波方法，对多传感器信息进行融合处理，采用同类多传感器采集的数据协同滤波来提高测量精度，采用多种不同类型的传感器互补设计来提高可靠性，达到在某类传感器故障的极端情况也能够测量，提高了检测的鲁棒性。

(3)系统可接入多种外接设备，如情报板、黄闪灯、禁行灯、摄像头、道闸机等，采用多种方式警示路人，积水较深通过道闸封闭道路，防止车辆误入。设备信息及控制输出状态实时上报服务器，维护人员可通过web或手机APP远程查看。维护人员可远程更改积水预报警设定值，远程控制摄像头的开关，实现远程值守。

(4)本实用新型提供的智能采集器及智能控制器可与远程服务器进行通信，与远程服务器对设备进行远程程序升级和参数设置，如修改采集频率、远程启动和停止采集。

(5)本实用新型可通过web端、手机APP、微信小程序远程查看传感器参数，如液位、风速、雨量，也可查看设备工作状态及道路现场视频监控。

(6)本实用新型采用接入视频系统的方式实现道路维护人员远程查看道路情况，且可以远程打开或关闭视频系统。由于视频系统主要作用为道路积水时可远程查看道路实时情况，无积水预警或报警时可关闭以节约能源及网络资源。

附图说明

图1是一个实施例中一种道路积水自动监测、预警和智能拦截系统的整体架构图；

图2是一个实施例中系统的3种状态转移图；

图3是一个实施例中一种道路积水自动监测、预警和智能拦截系统的部署示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细地描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

本实用新型提供一种道路积水自动监测、预警和智能拦截系统。该系统实时监测道路积水情况，当检测到积水达到预警线时，输出预警信号，当积水较深，通行危险时，输出报警信号，并控制道闸封闭道路，避免车辆或行人误入，造成损失。

在一个实施例中，一种道路积水自动监测、预警和智能拦截系统如图1所示，包括：控制器组件及与控制器组件相连接的采集器组件、视频模块、配套设备、服务器。其中：

采集器组件采集传感器数据，并对传感器数据进行融合处理，将处理后的传感器数据发送至控制器组件的同时上传至服务器；

控制器组件收到采集器组件发送的传感器数据后，解析出当前液位、风速、雨量数据，根据当前液位控制情报板、报警器、黄闪灯、道闸等执行设备，根据当前风速、雨量数据控制视频模块的开关，并将自身状态及控制信息发送至服务器；

视频模块与现场侧配套设备相连接，当视频模块收到控制器组件发送的触发信号后，将视频信息发送至配套设备，再由配套设备发送至服务器。

采集器组件包括智能采集器、雨量传感器、风速传感器、超声波液位传感器、浸入式液位传感器、开关量液位传感器、4G模块等。传感器部署在道路或隧道地势较低处。

采集器组件拥有4路模拟量输入、6路开关量输入、2路485总线。其中：4路模拟量输入可接入4-20MA的传感器，如浸入式液位传感器。6路开关量输入可接入开关量传感器，如液位开关量传感器。2路485总线为带隔离的485接口，具有1500V电气隔离，每一路可挂载最大64个传感器。

在一个优选的实施例中，2路485总线，其中一路挂载2个超声波液位传感器，另一路挂载雨量传感器、风速传感器。

智能采集器获得多传感器信息后，对多传感器信息进行融合处理以提高测量精度，保留足够冗余度保证在部分传感器损坏的情况下，仍然能够获取准确液位数据。

智能采集器向控制组件上报采集数据，也可通过4G模块将采集数据如当前液位、风速、雨量数据及设备或传感器自检信息上报服务器。智能采集器上报采集数据具有CRC校验。

用户可通过服务器上部署的web系统、手机APP、微信小程序查看当前传感器数据及运行状态，当显示传感器故障时，用户可及时前往更换。

服务器可以给智能采集器发送指令，对智能采集器进行远程程序升级和参数设置，如远程修改采集频率、远程启动和停止采集。

控制器组件包括智能控制器及外接设备。外接设备包括情报板、广播主机及定向喇叭、黄闪灯、禁行灯、声光报警器、发光牌、栅栏道闸、4G模块、视频模块等。

情报板、广播主机及定向喇叭、黄闪灯、禁行灯、声光报警器、发光牌、栅栏道闸部署在积水路段两端，当道路积水时予以警示或拦截。

视频模块包括交换机、球机摄像头、枪机摄像头等。摄像头部署在道路两端入口处及道路低洼积水处。

智能控制器可通过4G模块将当前状态信息如情报板显示内容、报警状态、道闸状态等上报服务器。

配套设备包括：交通边缘服务器、路由器。

用户可通过服务器上部署的web系统、手机APP、微信小程序查看当前智能控制器状态、情报板显示内容、报警状态、道闸状态。

服务器可以给智能控制器发送指令，对智能控制器进行远程程序升级和参数设置，如远程修改报警信息(情报板显示信息)、远程启动、以及控制视频模块远程启动或关闭。

用户可通过服务器上部署的web系统控制视频模块工作或者关闭，当视频模块工作时，可查看实时监控信息，确认道路积水情况或查看道路行人及车流量情况。

在一个优选的实施例中，系统各组件协同工作如下：

采集器组件采集液位、风速、雨量等传感器数据并将处理后数据发送至控制器组件，同时通过4G模块上传至服务器；控制器组件收到采集器组件发送的传感器数据后，根据当前液位控制情报板、报警器、黄闪灯、道闸等执行设备，根据当前风速雨量数据控制视频模块的开关，并将自身状态及控制信息通过4G模块发送至服务器；视频模块通过有线网络与现场侧配套设备相连接，当视频模块收到控制器组件发送的触发信号后，通过有线网络将视频信息发送至交换机进而发送至交通边缘服务器，再由交通边缘服务发送至服务器；道路维护人员可通过web端或移动端查看采集器组件、控制器组件、视频模块上传的数据、设备状态以及视频数据，并可以远程控制采集器组件及控制器组件的参数，远程控制视频模块的开关等。

系统进行积水预报警的方法：

智能采集器获取浸入式液位传感器、开关式液位传感器、超声波液位传感器数据，并对传感器数据进行融合处理，将处理后液位数据发送至控制器组件。

控制器组件接收到采集器组件上报的液位数据后，如果CRC校验正确，则解析出液位信息。

系统有3种状态：正常、预警、报警。现以预设预警水位15cm、报警水位27cm来做说明，其状态转移图如图2所示。

当控制器组件收到数据后，与设定好的预警值进行比较，比如与预警水位15cm比较，如果大于这个值，则认为水位超过了，这时候向情报板发送车辆缓行预警信息，同时控制黄闪灯闪烁，提醒过往车辆注意水积水。

如果水位继续上升，超过设定的报警水位27cm，这时候就已经非常危险，不允许车辆继续前进，向情报板发送车辆禁止通行信息，同时控制禁行灯亮起，发光牌亮起、黄闪灯关闭、声光报警器鸣笛30秒，同时控制定向喇叭持续播放提示声，提醒过往车辆，延时5S后控制道闸机落下。

当水位慢慢退到20cm时，这时向情报板发送预警信息，同时控制喇叭、禁行灯、声光报警器等关闭，黄闪灯闪烁，但此时由于水并没有退掉，因此，为了确保安全，道闸机并没有升起。

当水位慢慢退到10cm时，这时发情报板发送正常信息，道闸机升起，同时消除所有告警。

任何时刻，服务器都可向智能控制器发送指令，使智能控制器向视频设备发送触发信号，使道路维护人员能够远程观察道路状况。

一个实施例中，一种道路积水自动监测、预警和智能拦截系统部署如图3所示，传感器(液位传感器、风速、雨量传感器等)6、采集器7、球型摄像头8部署在道路的低洼处，控制器1及其他外接设备如情报板5、交通灯(黄闪灯、禁行灯等)3、道闸2、枪机摄像头4等部署在道路两端。当检测到积水超过预警水位，进行预警；超过报警水位，进行报警。并可通过web、手机APP、微信小程序实时查看道路传感器数据、设备运行情况、实时视频等。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种道路积水自动监测、预警和智能拦截系统，其特征在于，包括：控制器组件、采集器组件、视频模块、配套设备和服务器；其中：

采集器组件采集传感器数据，并对传感器数据进行融合处理，将处理后的传感器数据发送至控制器组件的同时上传至服务器；

控制器组件收到采集器组件发送的传感器数据后，解析出当前液位、风速、雨量数据；根据当前液位控制外接设备，根据当前风速、雨量数据控制视频模块的开关，并将自身状态及控制信息发送至服务器；

视频模块与配套设备相连接，当视频模块收到控制器组件发送的触发信号后，将视频信息发送至配套设备，再由配套设备发送至服务器。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，采集器组件包括智能采集器及与智能采集器相连接的雨量传感器、风速传感器、超声波液位传感器、浸入式液位传感器、开关量液位传感器和4G模块。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，采集器组件拥有4路模拟量输入、6路开关量输入、2路485总线；其中：4路模拟量输入接入4-20MA的传感器；6路开关量输入接入开关量传感器；2路485总线为带隔离的485接口，具有1500V电气隔离。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，2路485总线，其中一路485总线挂载2个超声波液位传感器，另一路485总线挂载雨量传感器、风速传感器。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，控制器组件包括智能控制器及与智能控制器相连接的外接设备。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，外接设备包括情报板、广播主机及定向喇叭、黄闪灯、禁行灯、声光报警器、发光牌、栅栏道闸、4G模块、视频模块。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，情报板、广播主机及定向喇叭、黄闪灯、禁行灯、声光报警器、发光牌、栅栏道闸部署在积水路段两端，当道路积水时予以警示或拦截。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，视频模块部署在道路两端入口处及道路低洼积水处。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，智能控制器通过4G模块将当前状态信息上报服务器。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，配套设备包括交通边缘服务器、路由器。

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