一种隧道洞口雾害智能防控方法、系统和介质

本发明属于道路工程检测，尤其是涉及一种隧道洞口雾害智能防控方法、系统和介质。

背景技术：

1、在高纬度地区，隧道洞口的雾害情况尤为严重，主要是由于这些地区的特定气候条件，如低温和高湿度，促使雾气的形成和聚集。这种天气现象在隧道口附近形成的雾通常视线较差，严重影响了驾驶员的视野，增加了交通事故的风险。此外，隧道的微气候环境使得雾更容易在洞口处形成并停留，不利于维护交通安全和交通流畅。因此，开发有效的雾害智能防控方法对于这些区域而言至关重要。

2、现有技术主要通过物理方法或环境监测来减轻雾害。例如，利用高效照明和防眩措施提高司机在雾中的能见度，再如，采用隔离防雾系统以避免雾害的影响，然而，这些技术往往具有滞后性，无法在雾气生成以前进行预测以及操作。中国发明专利cn107036778b公开了一种用于封闭及半封闭空间雾霾环境的实验系统及实验方法，能够模拟各类密闭及半密闭空间的雾霾环境，从而有利于探索密闭及半密闭空间实施各类除雾措施的可行性及确定除雾措施的技术参数，但使用上述方法为实际除霾提供指导的有效性还有待进一步验证，因此，有必要研发一种主动性的雾害防控方法，实现更加精准和高效的雾害防控。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种隧道洞口雾害智能防控方法、系统和介质，实现更加精准和高效的雾害防控。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本发明提供一种隧道洞口雾害智能防控方法，包括以下步骤：

4、s1、采集隧道洞口及其周边的实时环境数据，包括雾气可见度、温度、湿度和风速；

5、s2、根据所述实时环境数据判断是否满足雾气形成条件，若是，则将所述实时环境数据输入数值天气预报模型，预测是否会发生雾害，若会发生雾害，则进入步骤s3，若不会发生雾害，则返回步骤s1；

6、s3、生成破坏雾气形成条件的防雾策略并实施，返回步骤s1，所述防雾策略包括通风参数指令、调温参数指令和除湿参数指令。

7、进一步地，步骤s1中，通过非接触式量测设备采集所述实时环境数据。

8、进一步地，所述非接触式量测设备包括光学雷达、红外传感器、基于电容的相对湿度测量传感器和机械式风速计，分别用于采集雾气可见度、温度、湿度和风速。

9、进一步地，所述机械式风速计为杯轮风速计。

10、进一步地，步骤s1中，所述实时环境数据还包括气压、降水和日照强度。

11、进一步地，步骤s2中，若满足下述子条件中的一项，则判断为满足所述雾气形成条件：

12、所述雾气可见度小于第一阈值；所述温度低于第二阈值；所述湿度大于第三阈值；所述风速小于第四阈值。

13、进一步地，步骤s2中，所述数值天气预报模型为wrf模型。

14、进一步地，基于大气中多种物理过程，包括空气运动、水汽变化和热量传递，建立所述数值天气预报模型，获取历史环境数据，进行预处理和特征提取后，输入所述数值天气预报模型，通过统计分析或机器学习算法进行训练，调整模型参数和模型结构。

15、本发明还提供一种隧道洞口雾害智能防控系统，包括测量模块、计算分析模块和防雾模块；

16、所述测量模块用于采集隧道洞口及其周边的实时环境数据，包括能见度测量子模块、温度测量子模块、湿度测量子模块和风速测量子模块，分别用于采集雾气可见度、温度、湿度和风速；

17、所述计算分析模块包括判断分析子模块和防雾策略设计子模块，所述判断分析子模块用于根据所述实时环境数据判断是否满足雾气形成条件，若是，则将所述实时环境数据输入数值天气预报模型，预测是否会发生雾害，若会发生雾害，则通过所述防雾策略设计子模块生成破坏雾气形成条件的防雾策略，所述防雾策略包括通风参数指令、调温参数指令和除湿参数指令；

18、所述防雾模块用于接收所述防雾策略并实施，包括通风子模块、加热子模块和除湿子模块，分别用于根据接收并执行所述通风参数指令、所述调温参数指令和所述除湿参数指令。

19、本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述方法。

20、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

21、1、本发明采集隧道洞口及其周边的实时环境数据，包括雾气可见度、温度、湿度和风速，据此判断是否满足雾气形成条件，其中，雾气可见度是判断雾气浓度和能见度影响的关键指标，温度、湿度是影响雾气形成的重要因素，风速对雾气的形成和消散具有重要影响，通过综合考虑这些因素，可以更准确地判断雾气是否正在形成或已经存在；若满足雾气形成条件，则将实时环境数据输入数值天气预报模型，预测是否会发生雾害，若否，则继续进行实时环境数据采集，若是，则生成破坏雾气形成条件的防雾策略并实施，防雾策略包括通风参数指令、调温参数指令和除湿参数指令，以多方位破坏雾气形成条件，确保行车安全；本发明通过持续的环境监测和智能化的反馈调整，确保隧道洞口在不同环境条件下都能维持最佳的防雾效果，可以灵活实现更加精准、高效的雾害防控。

22、2、本发明通过非接触式量测设备监测隧道洞口及其周边的实时环境数据，在精度、速度、无损伤测量和适应性方面具有显著优势，可以对隧道洞口雾气形成条件进行即时和准确识别，确保了雾害防控的实时性和精确性。

技术特征：

1.一种隧道洞口雾害智能防控方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种隧道洞口雾害智能防控方法，其特征在于，步骤s1中，通过非接触式量测设备采集所述实时环境数据。

3.根据权利要求2所述的一种隧道洞口雾害智能防控方法，其特征在于，所述非接触式量测设备包括光学雷达、红外传感器、基于电容的相对湿度测量传感器和机械式风速计，分别用于采集雾气可见度、温度、湿度和风速。

4.根据权利要求3所述的一种隧道洞口雾害智能防控方法，其特征在于，所述机械式风速计为杯轮风速计。

5.根据权利要求1所述的一种隧道洞口雾害智能防控方法，其特征在于，步骤s1中，所述实时环境数据还包括气压、降水和日照强度。

6.根据权利要求1所述的一种隧道洞口雾害智能防控方法，其特征在于，步骤s2中，若满足下述子条件中的一项，则判断为满足所述雾气形成条件：

7.根据权利要求1所述的一种隧道洞口雾害智能防控方法，其特征在于，步骤s2中，所述数值天气预报模型为wrf模型。

8.根据权利要求1所述的一种隧道洞口雾害智能防控方法，其特征在于，基于大气中多种物理过程，包括空气运动、水汽变化和热量传递，建立所述数值天气预报模型，获取历史环境数据，进行预处理和特征提取后，输入所述数值天气预报模型，通过统计分析或机器学习算法进行训练，调整模型参数和模型结构。

9.一种隧道洞口雾害智能防控系统，其特征在于，包括测量模块(1)、计算分析模块(2)和防雾模块(3)；

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一所述的方法。

技术总结本发明涉及一种隧道洞口雾害智能防控方法、系统和介质，包括以下步骤：包括以下步骤：S1、采集隧道洞口及其周边的实时环境数据，包括雾气可见度、温度、湿度和风速；S2、根据所述实时环境数据判断是否满足雾气形成条件，若是，则将所述实时环境数据输入数值天气预报模型，预测是否会发生雾害，若会发生雾害，则进入步骤S3，若不会发生雾害，则返回步骤S1；S3、生成破坏雾气形成条件的防雾策略并实施，返回步骤S1，所述防雾策略包括通风参数指令、调温参数指令和除湿参数指令。与现有技术相比，本发明具备实时性、智能化决策、自动化控制和持续优化的特点，可以实现更加精准和高效的雾害防控。技术研发人员：袁勇,张姣龙,姚旭朋,张津源受保护的技术使用者：同济大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15