适用于道路安全的护栏碰撞震动监测预警系统的制作方法

本发明涉及护栏碰撞震动监测预警，具体为适用于道路安全的护栏碰撞震动监测预警系统。

背景技术：

1、驾驶人员由于疲劳、超速或突发情况极易导致车辆失控撞击护栏，但撞击地点和时间又是不确定的，因此对护栏进行实时监测，当碰撞发生时能够及时报警并显示相应的撞击位置，有助于交警在及时援救受困人员和车辆，防止事故进一步扩大。

2、但是在现有技术中，在护栏所在区域无法进行道路分析预警，同时评估各个区域风险后无法进行可控影响分析，以至于无法准确预警，此外，不能够根据道路实时通行进行检测，无法确保是否存在事故造成护栏预警偏差升高；除此之外，不能够在白天和夜晚无法针对性运维巡检，降低了互联监测预警效率；

3、针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述提出的问题，而提出适用于道路安全的护栏碰撞震动监测预警系统。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、适用于道路安全的护栏碰撞震动监测预警系统，包括监测预警平台，监测预警平台通讯连接有分区域预警单元、可控影响分析单元、实时通行分析单元、震动监测预警单元和行车监测预警单元；

4、分区域预警单元对道路所在区域进行分区域预警，将道路所在区域标记为监测区域，并将监测区域划分为i个子区域，i为大于1的自然数，获取到监测区域中各个子区域的区域预警系数，根据区域预警系数比较将子区域划分为高风险子区域和低风险子区域，并将其对应编号发送至监测预警平台；

5、可控影响分析单元对监测区域进行可控影响分析，根据监测区域道路开放时段获取到可控影响时段和可控无影响时段，通过可控影响分析将可控影响时段划分为高风险碰撞时段、中风险碰撞时段以及低风险碰撞时段，并将其发送至监测预警平台；

6、实时通行分析单元对监测区域进行实时通行分析，通过实时通行分析生成碰撞预警信号、碰撞报警信号、无碰撞信号以及碰撞监测信号，并将其发送至监测预警平台；震动监测预警单元在白天时段对监测区域进行预警，同时行车监测预警单元对监测区域进行行车监测预警。

7、作为本发明的一种优选实施方式，分区域预警单元的运行过程如下：

8、获取到监测区域中各个子区域通行车辆实际占用宽度与通行车辆通行道路设定宽度的多出值以及各个子区域中靠近护栏一侧通行道路对应通行车辆加速行驶的平均持续时长；获取到监测区域中各个子区域通行车辆与护栏最短间距值缩短速度；通过分析获取到监测区域中各个子区域的区域预警系数；

9、将监测区域中各个子区域的区域预警系数gi与区域预警系数阈值进行比较：

10、若监测区域中各个子区域的区域预警系数超过区域预警系数阈值，则判定监测区域中当前子区域预警分析异常，将对应子区域标记为高风险子区域，并将高风险子区域的编号发送至监测预警平台；若监测区域中各个子区域的区域预警系数未超过区域预警系数阈值，则判定监测区域中当前子区域预警分析正常，将对应子区域标记为低风险子区域，并将低风险子区域的编号发送至监测预警平台。

11、作为本发明的一种优选实施方式，可控影响分析单元的运行过程如下：

12、获取到监测区域中各个子区域在可控影响时段内通行车辆平均车速降低速度以及可控影响时段内平均车速下降过程中通行车辆通行速度峰值的增长跨度值，并将监测区域中各个子区域在可控影响时段内通行车辆平均车速降低速度以及可控影响时段内平均车速下降过程中通行车辆通行速度峰值的增长跨度值分别与平均车速降低速度阈值和速度峰值增长跨度值阈值进行比较：

13、若监测区域中各个子区域在可控影响时段内通行车辆平均车速降低速度未超过平均车速降低速度阈值，或者可控影响时段内平均车速下降过程中通行车辆通行速度峰值的增长跨度值超过速度峰值增长跨度值阈值，则生成可控影响分析异常信号并将可控影响分析异常信号发送至监测预警平台；若监测区域中各个子区域在可控影响时段内通行车辆平均车速降低速度超过平均车速降低速度阈值，且可控影响时段内平均车速下降过程中通行车辆通行速度峰值的增长跨度值未超过速度峰值增长跨度值阈值，则生成可控影响分析正常信号并将可控影响分析正常信号发送至监测预警平台。

14、作为本发明的一种优选实施方式，监测预警平台接收到可控影响分析异常信号后，若当前子区域为高风险子区域，则将当前可控影响时段标记为高风险碰撞时段；反之若当前子区域为低风险子区域，则将当前可控影响时段标记为中风险碰撞时段；监测预警平台接收到可控影响分析正常信号后，则将当前可控影响时段标记为低风险碰撞时段。

15、作为本发明的一种优选实施方式，实时通行分析单元的运行过程如下：

16、获取到监测区域内各个子区域对应通行车辆峰值最大瞬时降低跨度值以及通行车辆出现速度瞬时下降后当前道路通行车辆平均速度下降持续时长，并将监测区域内各个子区域对应通行车辆峰值最大瞬时降低跨度值以及通行车辆出现速度瞬时下降后当前道路通行车辆平均速度下降持续时长分别与最大瞬时降低跨度值阈值和速度下降持续时长阈值进行比较：

17、若监测区域内各个子区域对应通行车辆峰值最大瞬时降低跨度值超过最大瞬时降低跨度值阈值，或者通行车辆出现速度瞬时下降后当前道路通行车辆平均速度下降持续时长超过速度下降持续时长阈值，则当前子区域处于高风险碰撞时段时，生成碰撞报警信号并将碰撞报警信号发送至监测预警平台；

18、若监测区域内各个子区域对应通行车辆峰值最大瞬时降低跨度值未超过最大瞬时降低跨度值阈值，且通行车辆出现速度瞬时下降后当前道路通行车辆平均速度下降持续时长未超过速度下降持续时长阈值，则生成无碰撞信号并将无碰撞信号发送至监测预警平台。

19、作为本发明的一种优选实施方式，震动监测预警单元的运行过程如下：

20、在监测区域任选一段护栏并对护栏进行外力施加，在施加外力后记录当前外力数值施加下护栏震动波及长度，并将对应长度标记为震动监测长度阈值；根据震动监测长度阈值对监测区域进行震动预警，获取到监测区域中各个子区域任一护栏段施加同数值外力时护栏实时震动波及长度与震动监测长度阈值的数值偏差量，同时在实时震动波及长度与震动监测长度阈值一致时，此处细微偏差忽略不计，获取到实时外力施加震动波及长度波及耗时与震动监测长度阈值对应波及耗时的时长偏差值，并将实时外力施加震动波及长度波及耗时与震动监测长度阈值对应波及耗时的时长偏差值以及监测区域中各个子区域任一护栏段施加同数值外力时护栏实时震动波及长度与震动监测长度阈值的数值偏差量分别与时长偏差值阈值和数值偏差量阈值进行比较。

21、作为本发明的一种优选实施方式，若实时外力施加震动波及长度波及耗时与震动监测长度阈值对应波及耗时的时长偏差值超过时长偏差值阈值，或者监测区域中各个子区域任一护栏段施加同数值外力时护栏实时震动波及长度与震动监测长度阈值的数值偏差量超过数值偏差量阈值，则判定监测时段当前子区域的震动监测异常信号，生成震动监测异常信号并将震动监测异常信号发送至监测预警平台，监测预警平台接收到震动监测异常信号后，将当前子区域编号发送至巡检管理员终端，巡检管理员接收后对子区域进行实地检测；

22、若实时外力施加震动波及长度波及耗时与震动监测长度阈值对应波及耗时的时长偏差值未超过时长偏差值阈值，且监测区域中各个子区域任一护栏段施加同数值外力时护栏实时震动波及长度与震动监测长度阈值的数值偏差量未超过数值偏差量阈值，则判定监测时段当前子区域的震动监测正常信号，生成震动监测正常信号并将震动监测正常信号发送至监测预警平台。

23、作为本发明的一种优选实施方式，行车监测预警单元的运行过程如下：

24、根据实时通行车辆的通行轨迹获取到监测区域对应子区域中道路护栏表面光采集装置实时采集的光照强度，并对道路护栏表面光采集装置实时采集的光照强度进行分析：

25、若道路护栏表面任一光采集装置实时采集的光照强度超过设定光照强度阈值且持续数值增加，或者通行轨迹中相邻光采集装置对应采集光照强度数值交替采集间隔时长超过当前通行轨迹的采集间隔时长均值且相邻光采集装置对应光照强度数值偏差值持续增加，则生成护栏碰撞信号并将护栏碰撞信号发送至监测预警平台，监测预警平台将当前子区域位置发送至巡检管理员终端；

26、若道路护栏表面任一光采集装置实时采集的光照强度未超过设定光照强度阈值且持续数值未增加，且通行轨迹中相邻光采集装置对应采集光照强度数值交替采集间隔时长未超过当前通行轨迹的采集间隔时长均值且相邻光采集装置对应光照强度数值偏差值未持续增加，则生成护栏安全信号并将护栏安全信号发送至监测预警平台。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

28、1、本发明中，对道路所在区域进行分区域预警，根据道路所在区域进行分区域数据采集分析，通过区域内道路通行状况进行预警，通过分析进行区域针对性管控，提高了道路所在区域护栏预警效率；对监测区域进行可控影响分析，通过监测区域可控影响分析判断当前监测区域是否受到可控影响因素的影响，从而根据实时可控影响分析进行监测预警，保证护栏碰撞的发生频率可控性，降低护栏的非自然磨损；对监测区域进行实时通行分析，根据实时通行分析结合当前子区域类型进行护栏碰撞影响，提高了护栏碰撞预警的及时性，确保区域内道路通行安全性能，同时也进一步提高了护栏的使用效率。

29、2、本发明中，在白天时段对监测区域进行预警，通过实时护栏震动参数进行实时预测，判断当前时段道路护栏是否存在碰撞，便于及时进行护栏维护，提高了护栏巡检效率；对监测区域进行行车监测预警，通过监测区域行车实时监测进行行车预警，避免监测区域中道路车辆通行时造成护栏碰撞无法及时进行维护，导致护栏的防护效率下降，无法保证护栏的安全防护性能。