專利名稱：基于物聯(lián)網(wǎng)技術的公路護欄撞擊定位和報警系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明屬于交通運輸領域，涉及一種公路護欄撞擊定位和報警系統(tǒng)及其設備裝 置，是基于物聯(lián)網(wǎng)技術的，適用于各等級公路。
背景技術：
護欄是道路安全設施的重要組成部分，其對行車安全起著重要作用。目前，護欄在 我國高等級公路上已得到了充分的推廣和應用，現(xiàn)在的高等級公路幾乎全線設置護欄，一 般皆設有2條連續(xù)的路側(cè)護欄和2條連續(xù)的中央隔離帶護欄。路側(cè)護欄是設置在公路路肩 上，目的是防止失控車輛越出路外，避免碰撞路邊及其他設施。中央分隔帶護欄是設置于公 路中央分隔帶內(nèi)，目的是防止車輛穿越中央分隔帶闖入對向車道，并保護分隔帶內(nèi)的構(gòu)造 物。作為高速公路上防護事故車輛的有效手段，設置護欄的最終目標是希望通過護欄的保 護作用，防止事故造成嚴重的后果。對于現(xiàn)有的護欄如果可以進一步應用，可以解決2個道路交通運營管理問題。第 一，事故不能及時被發(fā)現(xiàn)并采取相應的措施。近年來，高速公路里程的快速增長，伴隨著高 速公路死亡事故占總數(shù)的比例也在逐年提高，嚴重威脅了交通參與者的生命與財產(chǎn)安全。 高速公路交通事故不僅可能引發(fā)不同程度的交通擁堵，而且容易導致二次事故的發(fā)生。如 果能快速發(fā)現(xiàn)事故的話，不僅可以盡快的實施救援，清除事故現(xiàn)場，緩解交通擁堵，還能有 效預防二次事故的發(fā)生。交通事故的快速處置對于交通事故的快速救援、交通擁堵的及時 疏導、安全隱患的有效排除具有重要意義。第二，上報的事故數(shù)與護欄的報修記錄在數(shù)量 上存在不符。例如，S5滬嘉高速公路全線在2009年12月四日至2010年6月19日期間， 交警處的事故記錄僅有4起，但路政處的護欄修復記錄卻高達15起。這一情況說明了還是 有很多的駕駛員在肇事后逃逸了，這樣不僅使得事故不能及時被發(fā)現(xiàn)，而且也使得國家蒙 受了一定程度的經(jīng)濟損失。肇事司機本應該為由他們的違法行為所造成的路產(chǎn)損失進行賠 償，卻因為執(zhí)法單位或路政處未能及時發(fā)現(xiàn)這些事故讓他們逍遙法外而只能由國家為他們 買單，承擔這些經(jīng)濟損失?；谝陨?個問題的考慮，開發(fā)一種公路護欄撞擊定位和報警系統(tǒng)有其重要的現(xiàn) 實意義。由于物聯(lián)網(wǎng)技術能通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器 等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通訊，以實 現(xiàn)智能化識別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理，因此發(fā)明人開發(fā)研制了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術的公 路護欄撞擊定位和報警系統(tǒng)，達到事故地點實時發(fā)現(xiàn)并報警，從而顯著提高事故處理速度， 并能有效管理各類道路路產(chǎn)，整體掌握公路運營信息。

發(fā)明內(nèi)容
為了改善現(xiàn)有護欄的應用情況，本發(fā)明的目的在于提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術的公 路護欄撞擊定位和報警系統(tǒng)及方法，可以實現(xiàn)事故地點實時發(fā)現(xiàn)并報警，顯著提高事故的 處理速度，并有效管理各類道路路產(chǎn)，整體掌握公路運營信息。
為達到以上目的，本發(fā)明所采用的解決方案是一種公路護欄撞擊定位和報警系統(tǒng)，其包括碰撞檢測模塊，用于對護欄監(jiān)測，確認是否有撞擊事件發(fā)生；現(xiàn)場終端，用于監(jiān)管多個碰撞檢測模塊，對轄區(qū)內(nèi)的碰撞檢測模塊進行實時輪詢， 并將輪詢得到的信息發(fā)送給中心終端；中心終端，用于監(jiān)管所有現(xiàn)場終端，并對現(xiàn)場終端發(fā)送過來的信息進行處理，對撞 擊事件報警及定位；通信模塊，用于負責碰撞檢測模塊與現(xiàn)場終端、現(xiàn)場終端與中心終端的信息傳輸。進一步，所述碰撞檢測模塊包括傳感器和數(shù)據(jù)采集處理模塊，數(shù)據(jù)采集處理模塊 采集傳感器內(nèi)的數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)并接受現(xiàn)場終端的查詢。所述傳感器為傾角傳感器，護欄傾角大于5°即可檢測出來。其還包括攝像機，對護欄監(jiān)測，實時采集現(xiàn)場圖像，當事故發(fā)生時，可切換至事故 現(xiàn)場影像，及時采集到事故現(xiàn)場的圖像信息。其還包括可變信息板，其將中心終端發(fā)出的報警信息顯示出來。一種公路護欄撞擊定位和報警方法，其包括碰撞檢測模塊對護欄監(jiān)測，確認是否有撞擊事件發(fā)生；現(xiàn)場終端對轄區(qū)內(nèi)的碰撞檢測模塊進行實時輪詢，并將輪詢得到的信息發(fā)送給中 心終端；中心終端對現(xiàn)場終端發(fā)送過來的信息進行處理，對撞擊事件報警及定位。所述碰撞檢測模塊檢測到有撞擊事件發(fā)生，現(xiàn)場終端及時向中心終端發(fā)送信息報 告；否則，現(xiàn)場終端定期向中心終端報告無狀況。所述中心終端接收到撞擊事件報告后，確定事故發(fā)生的地點，并發(fā)出各種警報。所述碰撞檢測模塊包括傳感器和數(shù)據(jù)采集處理模塊，數(shù)據(jù)采集處理模塊采集傳感 器內(nèi)的數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)并接受現(xiàn)場終端的查詢。所述傳感器為傾角傳感器，護欄傾角大于5°即可檢測出來。其還可通過攝像機及時采集到事故現(xiàn)場的圖像信息，并連同事故地點信息一起發(fā) 送至中心終端。其還可通過可變信息板將中心終端發(fā)出的報警信息顯示出來。由于采用了上述方案，本發(fā)明具有以下特點可以在路側(cè)交通事故發(fā)生的同時，快 速、準確的定位事故發(fā)生的地點，并及時的將事故地點信息發(fā)布到交通監(jiān)控中心進行報警， 加快事故的處理速度，這樣不僅可以盡快的實施救援，清除事故現(xiàn)場，緩解交通擁堵，還能 有效預防二次事故的發(fā)生，對于交通事故的快速救援、交通擁堵的及時疏導、安全隱患的有 效排除具有重要意義。同時，本系統(tǒng)還可以有效管理各類道路路產(chǎn)，進行標識、防盜，并整體 掌握公路的運營信息。


圖1是基于物聯(lián)網(wǎng)技術的公路護欄撞擊定位和報警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是基于物聯(lián)網(wǎng)技術的公路護欄撞擊定位和報警系統(tǒng)的有線方案。圖3是基于物聯(lián)網(wǎng)技術的公路護欄撞擊定位和報警系統(tǒng)的無線方案。
圖4是系統(tǒng)子節(jié)點的布設方案。圖5是本方法的方法流程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖所示實施例對本發(fā)明作進一步的說明?；谖锫?lián)網(wǎng)技術的公路護欄撞擊定位和報警系統(tǒng)主要由碰撞檢測器、信號線、電 源線、現(xiàn)場終端、攝像機(可有可無，如有條件建議設置)、光纖、光纖收發(fā)器、以太網(wǎng)集線 器、中心終端等組成。本系統(tǒng)布設實施時首先將需要監(jiān)測的道路劃分成若干獨立子系統(tǒng)，每 個子系統(tǒng)內(nèi)護欄以一定的間距加裝碰撞檢測器(包括一個傳感器和一個數(shù)據(jù)采集器，采用 一體化設計)，內(nèi)部采用獨立供電。數(shù)據(jù)采集板采集并處理傳感器數(shù)據(jù)，將信號消抖，預處 理，接受子系統(tǒng)現(xiàn)場終端(LIS)的查詢?，F(xiàn)場終端(LIS)平時不斷輪詢所有管轄的數(shù)據(jù)采 集板，發(fā)現(xiàn)有狀況時，及時報告中心終端(CS)或中心計算機，否則定期報告無狀況，保證處 于正常監(jiān)控狀態(tài)。中心終端(⑶)通過光纖、以太網(wǎng)或者無線網(wǎng)絡與所有現(xiàn)場終端保持通 訊，根據(jù)現(xiàn)場終端提供的撞擊點ID號，確定事故發(fā)生的地點，并通過后臺信息系統(tǒng)，發(fā)出各 種警報。公路護欄撞擊定位和報警系統(tǒng)在交通事故發(fā)生時的具體工作流程如下一旦發(fā)生 路側(cè)交通事故，有肇事車輛撞上護欄，安裝在公路護欄上的碰撞傳感器受到?jīng)_擊后，發(fā)送狀 態(tài)信息至所處子系統(tǒng)的現(xiàn)場終端，現(xiàn)場終端再通過無線遠程通訊技術將撞擊點ID號傳遞 給交通監(jiān)控中心計算機，在交通監(jiān)控中心計算機上顯示事故發(fā)生的地點，并通過后臺信息 系統(tǒng)，自動發(fā)出各種警報，或經(jīng)過監(jiān)控中心的管理人員確認后發(fā)出各種警報，并采取相應的 救援控制措施，如在可變信息板上顯示相關的提示警告信息，并通知附近的醫(yī)院快速派出 救護車輛，聯(lián)系拖車公司派出拖車及時將事故車輛拖走等。如果有條件在路段上設置攝像 機，平時可用來掌握全線的運營狀況，當事故發(fā)生時，還可以及時采集到事故現(xiàn)場的圖像信 息，并連同事故地點信息一起發(fā)送至交通監(jiān)控中心計算機上，這樣有助于監(jiān)控中心的管理 人員更詳細的了解到整個的事故信息，如事故的嚴重程度等，更好的幫助他們進行決策。如 果現(xiàn)場沒有布設攝像機，當事故發(fā)生時，監(jiān)控中心的管理人員在確認事故發(fā)生的地點后，需 聯(lián)系交警或路政處派人前往現(xiàn)場進行事故勘察。整個基于物聯(lián)網(wǎng)技術的公路護欄撞擊定位和報警系統(tǒng)的核心即為安裝在公路護 欄空心立柱里的碰撞檢測器。碰撞檢測器實質(zhì)上是一個傾角傳感器，傳感器上的指示燈隨 著護欄的傾斜狀態(tài)而變化。當護欄處于水平位置時，傳感器上的指示燈亮，不發(fā)送信息；當 護欄受到車輛撞擊后處于傾斜位置時，碰撞檢測器處于工作狀態(tài)，指示燈不亮，通訊并發(fā)送 狀態(tài)信息。只要護欄的傾角大于5°，碰撞檢測器就能檢測到并實施報警。碰撞檢測器采用 傳感器與采集模塊一體化的設計，實施本地無源化處理，綠色環(huán)保，模塊功能強大，體積小 巧，并采用電子標簽進行統(tǒng)一管理。關于本發(fā)明其設備裝置的布設方式(1)碰撞檢測器的布設間距一般護欄立柱之間的間距為4米，現(xiàn)我們建議每間隔8米安裝一套子節(jié)點(包括 一個傳感器和一個數(shù)據(jù)采集器，采用一體化設計)，即每隔2個立柱設置一個碰撞檢測器。 經(jīng)過多次模擬撞擊試驗和結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)安裝間隔甚至達到12米時，系統(tǒng)仍能正常工作，即為了節(jié)約成本也可考慮每隔3個立柱設置一個碰撞檢測器。(2)子節(jié)點之間、子節(jié)點與主模塊節(jié)點之間的連接方式按照子節(jié)點之間、子節(jié)點與主模塊節(jié)點之間的連接方式的不同可分為有線方案、 無線方案，以及有線無線結(jié)合方案，應根據(jù)現(xiàn)場條件進行合理選擇。采用有線方案時，現(xiàn)場 終端之間、現(xiàn)場終端與中心終端之間以有線方式相連，主要有1根供電線和1根485通信 線。有線方案的優(yōu)點是可靠性高，電源有保證，數(shù)據(jù)采樣頻率高，后期維護少，但其初期施工 量大，線路成本高。采用無線方案時，現(xiàn)場終端之間、現(xiàn)場終端與中心終端之間不一定需要 以有線方式相連，可以進行無線方式聯(lián)絡，便于系統(tǒng)維護和擴展；可以有選擇的監(jiān)測某些節(jié) 點，子系統(tǒng)不需要相互首尾相連?？梢圆捎么箅姵鼗蛱柲茈姵匕暹M行供電來延長系統(tǒng)的 工作時間，減少后期的維護工作?；谖锫?lián)網(wǎng)技術的公路護欄撞擊定位和警報系統(tǒng)為模塊化、分布式采集、集中式 管理，外加主控管理平臺，可覆蓋整個車輛管轄區(qū)域，可無線遠端訪問，有線現(xiàn)場共存，具有 一站式管理、小型化低成本、便捷的集成性及豐富的擴展性等特點。信息可方便接入物聯(lián)網(wǎng) (GIS-T)，可產(chǎn)生多種報表和匯總，可多形態(tài)網(wǎng)絡發(fā)布。全系統(tǒng)實現(xiàn)方式為長時間可靠、低功 耗、抗震動、抗灰塵、抗氣候變化、抗信號干擾、抗雷擊、安裝方便、無價值(抗偷盜)。其系統(tǒng) 原理保證在采集裝置被撞壞的情況下依然能夠得出撞擊點的位置并報警。上述的對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和應用本發(fā) 明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的 一般原理應用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實施 例，本領域技術人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對于本發(fā)明做出的改進和修改都應該在本發(fā)明的 保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種公路護欄撞擊定位和報警系統(tǒng)，其特征在于其包括碰撞檢測模塊，用于對護欄監(jiān)測，確認是否有撞擊事件發(fā)生；現(xiàn)場終端，用于監(jiān)管多個碰撞檢測模塊，對轄區(qū)內(nèi)的碰撞檢測模塊進行實時輪詢，并將 輪詢得到的信息發(fā)送給中心終端；中心終端，用于監(jiān)管所有現(xiàn)場終端，并對現(xiàn)場終端發(fā)送過來的信息進行處理，對撞擊事 件報警及定位；通信模塊，用于負責碰撞檢測模塊與現(xiàn)場終端、現(xiàn)場終端與中心終端的信息傳輸。
2.如權(quán)利要求1所述的公路護欄撞擊定位和報警系統(tǒng)，其特征在于所述碰撞檢測模 塊包括傳感器和數(shù)據(jù)采集處理模塊，數(shù)據(jù)采集處理模塊采集傳感器內(nèi)的數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)并 接受現(xiàn)場終端的查詢。
3.如權(quán)利要求2所述的公路護欄撞擊定位和報警系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器為傾 角傳感器。
4.如權(quán)利要求1所述的公路護欄撞擊定位和報警系統(tǒng)，其特征在于其還包括攝像機， 對護欄監(jiān)測，實時采集現(xiàn)場圖像，當事故發(fā)生時，切換至事故現(xiàn)場影像，及時采集到事故現(xiàn) 場的圖像信息。
5.如權(quán)利要求1所述的公路護欄撞擊定位和報警系統(tǒng)，其特征在于其還包括可變信 息板，其將中心終端發(fā)出的報警信息顯示出來。
6.一種公路護欄撞擊定位和報警方法，其特征在于其包括碰撞檢測模塊對護欄監(jiān)測，確認是否有撞擊事件發(fā)生；現(xiàn)場終端對轄區(qū)內(nèi)的碰撞檢測模塊進行實時輪詢，并將輪詢得到的信息發(fā)送給中心終端；中心終端對現(xiàn)場終端發(fā)送過來的信息進行處理，對撞擊事件報警及定位。
7.如權(quán)利要求6所述的公路護欄撞擊定位和報警方法，其特征在于所述碰撞檢測模 塊檢測到有撞擊事件發(fā)生，現(xiàn)場終端及時向中心終端發(fā)送撞擊事件信息報告；否則，現(xiàn)場終 端定期向中心終端報告無狀況。
8.如權(quán)利要求7所述的公路護欄撞擊定位和報警方法，其特征在于所述中心終端接 收到撞擊事件信息報告后，確定事故發(fā)生的地點，并發(fā)出各種警報。
9.如權(quán)利要求6所述的公路護欄撞擊定位和報警方法，其特征在于所述碰撞檢測模 塊包括傳感器和數(shù)據(jù)采集處理模塊，數(shù)據(jù)采集處理模塊采集傳感器內(nèi)的數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)并 接受現(xiàn)場終端的查詢。
10.如權(quán)利要求6所述的公路護欄撞擊定位和報警方法，其特征在于所述傳感器為傾 角傳感器。
11.如權(quán)利要求6所述的公路護欄撞擊定位和報警方法，其特征在于其還通過攝像機 及時采集到事故現(xiàn)場的圖像信息，并連同事故地點信息一起發(fā)送至中心終端。
12.如權(quán)利要求6所述的公路護欄撞擊定位和報警方法，其特征在于其還通過可變信 息板將中心終端發(fā)出的報警信息顯示出來。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術的公路護欄撞擊定位和報警系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括碰撞檢測模塊，用于對護欄監(jiān)測，確認是否有撞擊事件發(fā)生；現(xiàn)場終端，用于監(jiān)管多個碰撞檢測模塊，對轄區(qū)內(nèi)的碰撞檢測模塊進行實時輪詢，并將輪詢信息發(fā)送給中心終端；中心終端，用于監(jiān)管所有現(xiàn)場終端，對現(xiàn)場終端發(fā)送過來的信息進行處理，對撞擊事件報警及定位；通信模塊，用于負責各模塊之間的信息傳輸。碰撞檢測模塊檢測到有撞擊事件發(fā)生，現(xiàn)場終端及時向中心終端發(fā)送信息報告由中心終端處理；否則，現(xiàn)場終端定期向中心終端報告無狀況。本發(fā)明可快速、準確的定位事故發(fā)生的地點，并將事故地點信息發(fā)布到交通監(jiān)控中心進行報警，加快事故的處理速度。
文檔編號G08B25/00GK102063780SQ20101057869
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者吳佳華, 張?zhí)m芳, 方守恩, 王俊驊, 董憲元, 陳雨人 申請人:同濟大學