CN219141886U - 一种路面状况监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种路面状况监测装置，包括安装基座，所述安装基座上设置有控制单元、气象传感装置、能见度仪、LED显示屏、电池组和光伏发电装置；所述路面状况监测装置还包括设置于路面上的路面覆冰传感器；所述气象传感装置、能见度仪、LED显示屏、电池组和路面覆冰传感器分别与控制单元电性连接；光伏发电装置与电池组电性连接。本实用新型提供的路面状况监测装置，可以实时检测路面是否覆冰或积水，能检测道路能见度，温湿度，气压以及风速，可通过控制单元中的通信模块实时将数据无线上传至云端服务器。

Description

一种路面状况监测装置

技术领域

本实用新型涉及交通安全防护领域，尤其涉及一种路面状况监测装置。

背景技术

道路是交通的基础，影响其安全的因素众多，其中晴雨交替、昼夜温差大时产生的浓雾覆盖；天气寒冷时道路覆冰产生的影响尤其明显，极易引发大规模的严重交通事故。然而，对目前大多数监测装置来说，是可以通过天气、图像数据采集等来实现一定程度覆冰浓雾的监测，但难以实现对具体路段的实际路面状况进行监测。管理部门就很难掌握道路的实际状态。所以当前迫切地需要研制一种可以精确定量测量道路覆冰、浓雾的监测装置。

实用新型内容

鉴于目前对于路面状态监测存在的上述不足，本实用新型提供一种路面监测装置，能够监测并判断路面是否覆冰、是否积水、道路附近气象状态以及能见度如何。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种路面状况监测装置，包括安装基座，所述安装基座上设置有控制单元、气象传感装置、能见度仪、LED显示屏、电池组和光伏发电装置；所述路面状况监测装置还包括设置于路面上的路面覆冰传感器；所述气象传感装置、能见度仪、LED显示屏、电池组和路面覆冰传感器分别与控制单元电性连接；光伏发电装置与电池组电性连接。

所述路面覆冰传感器包括接触面和电气接口；所述接触面与路面接触，其表面设置有若干道几字形凹槽，可以增加与路面之间积水、覆冰等的接触面积，使得测量结果更加准确；路面覆冰传感器的信号线与供电线通过所述电气接口引出并电性连接至所述控制单元。

所述气象装置包括温湿度传感器、大气压传感器和设置于安装基座顶端的风力风向计。

所述控制单元包括处理芯片和通信模块；所述处理单元为ARM架构的微处理器，内置嵌入式Linux操作系统；所述通信模块支持4G通信，可以实时将数据上传至云端服务器。

所述安装基座上设置有控制箱，所述控制单元设置于控制箱中；控制箱上设置有形状大小与所述LED显示屏相适应的开孔，所述LED显示屏设置于所述开孔处。

所述能见度仪为散射式，具体地说是前向散射式能见度仪。

所述能见度仪设置在高于路面1.1-2m的位置，这一高度范围是人驾车时的视线高度范围，着重监测这一高度范围的能见度情况能够更加准确地得出路面能见度对于车辆行驶的影响；能见度仪包括发射器、接收器和控制处理器；所述发射器包括红外LED光源和透镜；

采用前向散射式的能见度仪体积小，镜头污染对于测量效果的影响较小；探测范围广；结构紧凑,易于调整。

所述光伏发电装置采用太阳能发电薄膜，太阳能发电薄膜重量器，体积小可以减轻监测装置的整体重量，便于运输和安装。

本实用新型实施的优点：

本实用新型提供的路面监测装置设置于道路附近，气象传感装置、能见度仪和设置于路面的路面覆冰传感器，能够实时实地监测路面是否覆冰与积水，监测道路能见度，监测路面实地的温湿度、大气压和风向风力；具备无线通信能力，可以实时将数据上传至云端服务器；采用太阳能供电，节能环保，适用范围广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，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为本实用新型所述的一种路面状况监测装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述路面覆冰传感器的仰视视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，一种路面状况监测装置，包括安装基座1，所述安装基座1上设置有控制单元、气象传感装置、能见度仪3、LED显示屏4、电池组5和光伏发电装置6；所述路面状况监测装置还包括设置于路面上的路面覆冰传感器7；所述气象传感装置、能见度仪3、LED显示屏4、电池组5和路面覆冰传感器7分别与控制单元电性连接；光伏发电装置6与电池组5电性连接。

所述路面覆冰传感器7包括接触面71和电气接口72；所述接触面71与路面接触，其表面设置有若干道几字形凹槽711，可以增加与路面之间积水、覆冰等的接触面积，使得测量结果更加准确；路面覆冰传感器7的信号线与供电线通过所述电气接口72引出并电性连接至所述控制单元。

所述气象装置包括温湿度传感器21、大气压传感器22和设置于安装基座1顶端的风力风向计23。

所述控制单元包括处理芯片和通信模块；所述处理单元为ARM架构的微处理器，内置嵌入式Linux操作系统；所述通信模块支持4G通信，可以实时将数据上传至云端服务器。

所述安装基座1上设置有控制箱8，所述控制单元设置于控制箱8中；控制箱8上设置有形状大小与所述LED显示屏4相适应的开孔，所述LED显示屏4设置于所述开孔处。

能见度时道路安全的一个重要指标，能见度的定义通常是指正常视力的观测者观测目标物体时，能从背景上分辨出视角大于0.5°的目标轮廓的最大消失距离；能见度仪则是代替人工目测，更加精准测量能见度的传感仪器设备；从原理上分，主要有透射式和散射式两种；

对于透射式能见度仪，其原理是利用光在大气中传播受到的直接衰减原理,将大气对光的吸收、反射、散射等都作为衰减,以厚度等于“基线”长度的气柱为样本，采用测量基线气柱的平均消光(透射)比，从而得出大气能见度和烟雾浓度；

对于散射式能见度仪，其原理简单地说是通过测量大气气溶胶粒子的散射系数(忽略气溶胶对光的吸收因素)求得大气能见度；前向散射式能见度仪是目前使用数量最多的散射式能见度仪，它的工作测量原理是：仪器的发射端发出光辐射，对采样空间的大气进行照射，大气样本中的气溶胶粒子对光辐射产生散射，通过测量特定角度上的散射光强，并根据其与总散射量之间的关系确定总散射系数。由于气溶胶对光的吸收系数相对较小，忽略不计，利用总散射系数可以求得能见度；

两种类型的能见度仪各有优缺点，透射式能见度仪直接探测大气的透过率或消光系数，具有测量精度高、采样体积大、接收信号强、能见度低时检测性能好等优点，但是其占地面积大，设备体积大，光学系统造价高，且对准标定困难，同时对光污染非常敏感，复杂光线环境下误差大；前向散射仪具有安装方便、结构紧凑、体积小、成本低的优点，但其测量原理有先天不足，采样空间小，测得数值代表性较差，定标较为困难，结果的计算较为繁琐，测量精度与稳定性较差。

考虑到应用场景和成本问题，牺牲精度和稳定性换取更为紧凑的结构和低得多的成本对于本设计是可以接受的，因此在实际应用中，所述能见度仪3为散射式能见度仪，具体地说是前向散射式能见度仪。

所述能见度仪3设置在高于路面1.1-2m的位置，这一高度范围是人驾车时的视线高度范围，着重监测这一高度范围的能见度情况能够更加准确地得出路面能见度对于车辆行驶的影响；能见度仪3包括发射器、接收器和控制处理器；所述发射器包括红外LED光源和透镜镜头；

采用前向散射式设计的能见度仪3体积小，镜头污染对于测量效果的影响较小；探测范围广；结构紧凑,易于调整。

以市面上某CJY-2B型前向散射能见度仪为例，该型号的标称测量范围为5-5000米，误差为±10％，散射角可达45°，基本能复合本设计的应用场景。

所述光伏发电装置6采用太阳能发电薄膜，太阳能发电薄膜重量器，体积小可以减轻监测装置的整体重量，便于运输和安装。

本实用新型实施的优点：

本实用新型提供的路面监测装置设置于道路附近，气象传感装置、能见度仪和设置于路面的路面覆冰传感器，能够实时实地监测路面是否覆冰与积水，监测道路能见度，监测路面实地的温湿度、大气压和风向风力；具备无线通信能力，可以实时将数据上传至云端服务器；采用太阳能供电，节能环保，适用范围广。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种路面状况监测装置，其特征在于，包括安装基座(1)，所述安装基座(1)上设置有控制单元、气象传感装置、能见度仪(3)、LED显示屏(4)、电池组(5)和光伏发电装置(6)；所述路面状况监测装置还包括设置于路面上的路面覆冰传感器(7)；所述气象传感装置、能见度仪(3)、LED显示屏(4)、电池组(5)和路面覆冰传感器(7)分别与控制单元电性连接；光伏发电装置(6)与电池组(5)电性连接；所述控制单元包括处理芯片和通信模块。

2.根据权利要求1所述的路面状况监测装置，其特征在于，所述路面覆冰传感器(7)包括接触面(71)和电气接口(72)；所述接触面(71)与路面接触，其表面设置有若干道几字形凹槽(711)，路面覆冰传感器(7)的信号线与供电线通过所述电气接口(72)引出并电性连接至所述控制单元。

3.根据权利要求1所述的路面状况监测装置，其特征在于，所述气象传感装置包括温湿度传感器(21)、大气压传感器(22)和设置于安装基座(1)顶端的风力风向计(23)。

4.根据权利要求1所述的路面状况监测装置，其特征在于，所述处理芯片为ARM架构的微处理器，内置嵌入式Linux操作系统；所述通信模块支持4G通信。

5.根据权利要求1所述的路面状况监测装置，其特征在于，所述安装基座(1)上设置有控制箱(8)，所述控制单元设置于控制箱(8)中；控制箱(8)上设置有形状大小与所述LED显示屏(4)相适应的开孔，所述LED显示屏(4)设置于所述开孔处。

6.根据权利要求1所述的路面状况监测装置，其特征在于，所述能见度仪(3)为散射式，具体地说是前向散射式能见度仪(3)。

7.根据权利要求6所述的路面状况监测装置，其特征在于，所述能见度仪(3)设置在高于路面1.1-2m的位置，包括发射器、接收器和控制处理器；所述发射器包括红外LED光源和透镜。

8.根据权利要求1所述的路面状况监测装置，其特征在于，所述光伏发电装置(6)采用太阳能发电薄膜。

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