黑冰预警装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种黑冰预警装置与方法，涉及交通运输领域。该黑冰预警装置与方法通过检测待测路面区域的地表电阻、路面温度以及待测路面区域上方的大气温度；若地表电阻在预设的阈值范围内且在预设定的时间段内路面温度随时间的变化率及大气温度随时间的变化率均小于0以及路面温度大于0时，依据路面温度与大气温度的差值的绝对值、当前时刻、路面温度随时间的变化率以及当前时刻的路面温度计算出形成黑冰的未来时刻。该黑冰预警装置与方法可计算出形成黑冰的未来时刻，提醒工作人员在形成黑冰的时刻之前消除待测路面的积水或者冰水混合物或者在黑冰形成的时刻后为驾驶员提供安全行驶的提示。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及交通运输领域，具体而言，涉及一种黑冰预警装置与方法。
技术介绍
黑冰(blackice)是一种描述道路路面浅层积水处于临界结冰状态或薄冰的形象表述，其特征是道路表面聚积的薄层积水凝结的冰晶或临界结冰的冰水混合物。黑冰形成的主要原因和过程是路面由于浅层积水或地面蒸发水雾、冷凝水在路面形成一层薄的液态层，这些呈临界结冰状态的液态层通常刚好将路面的糙面凹陷填平或略高于路面，在路面温度接近零度或低于零度时这些液态层处于临界凝结或凝结成冰或冰晶状态。由于黑冰附着在路面，与道路颜色基本一致，在车辆行驶中驾驶人员肉眼基本无法发现黑冰，所以对道路交通的危害极大，易生产重大交通事故。在黑冰形成前就对可能产生黑冰的路段进行有效预警是一种积极有效的事故防范方法。目前我国采用的方法是由气象预报单位发布结冰预警，虽然具有气象学意义上的针对性，但是就道路交通而言则没有针对性，实际意义不大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种黑冰预警装置与方法。第一方面，本专利技术实施例提供了一种黑冰预警装置，所述黑冰预警装置包括：地表电阻传感器，用于检测待测路面区域的地表电阻；第一温度传感器，用于检测待测路面区域的路面温度；第二温度传感器，用于检测待测路面区域上方的大气温度；控制器，与所述地表电阻传感器、所述第一温度传感器、所述第二温度传感器均电连接，用于判断所述地表电阻是否在预设的阈值范围内、在预设定的时间段内路面温度随时间的变化率及大气温度随时间的变化率是否均小于0以及路面温度是否大于0，若地表电阻在预设的阈值范围内且在预设定的时间段内路面温度随时间的变化率及大气温度随时间的变化率均小于0以及路面温度大于0时，依据路面温度与大气温度的差值的绝对值、当前时刻、路面温度随时间的变化率以及当前时刻的路面温度计算出形成黑冰的未来时刻。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种黑冰预警方法，所述黑冰预警方法包括：检测待测路面区域的地表电阻、路面温度以及待测路面区域上方的大气温度；判断所述地表电阻是否在预设的阈值范围内、在预设定的时间段内路面温度随时间的变化率及大气温度随时间的变化率是否均小于0以及路面温度是否大于0；若地表电阻在预设的阈值范围内且在预设定的时间段内路面温度随时间的变化率及大气温度随时间的变化率均小于0以及路面温度大于0时，依据路面温度与大气温度的差值的绝对值、当前时刻、路面温度随时间的变化率以及当前时刻的路面温度计算出形成黑冰的未来时刻。与现有技术相比，本专利技术实施例提供的一种黑冰预警装置与方法，通过检测待测路面区域的地表电阻、路面温度以及待测路面区域上方的大气温度；若地表电阻在预设的阈值范围内且在预设定的时间段内路面温度随时间的变化率及大气温度随时间的变化率均小于0以及路面温度大于0时，依据路面温度与大气温度的差值的绝对值、当前时刻、路面温度随时间的变化率以及当前时刻的路面温度计算出形成黑冰的未来时刻。该黑冰预警装置与方法可计算出形成黑冰的未来时刻，提醒工作人员在形成黑冰的时刻之前消除待测路面的积水或者冰水混合物或者在黑冰形成的时刻后为驾驶员提供安全行驶的提示。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例提供的一种黑冰预警装置的电路连接框图；图2为本专利技术实施例提供的一种tn时刻、ti时刻以及tm时刻的时间先后关系示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种在上午至傍晚的温度随时间变化的曲线示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种黑冰预警方法的流程图。其中，附图标记与部件名称之间的对应关系如下：地表电阻传感器101、第一温度传感器102、第二温度传感器103、控制器104、电源管理模块105、位置信息采集模块106以及通信接口107。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面通过具体的实施例子并结合附图对本专利技术做进一步的详细描述。请参阅图1，本专利技术实施例提供了一种黑冰预警装置，所述黑冰预警装置包括地表电阻传感器101、第一温度传感器102、第二温度传感器103、控制器104、电源管理模块105、位置信息采集模块106以及通信接口107。所述地表电阻传感器101用于检测待测路面区域的地表电阻。地表电阻传感器101通常安装于待检测路面的地表，且在通常情况下，在不同的水汽条件下待检测路面的电阻不同，因此安装于待检测路面的地表电阻传感器101的两个检测电极间的阻值存在显著差异，可以通过这种差异的变化来区分路面不同的水汽条件。路面的水汽条件包括“干燥”、“潮湿”、“积水”，由于待检测路面越干燥待检测路面的电阻值越大，在具体实施时，需要通过事设定电阻值区间，得到不同路面状态时的地表电阻传感器101的检测电极间的电阻值的范围，例如，当“干燥”时，预设定的电阻值的范围大于R1；当”潮湿”时，预设定的电阻值的范围大于R2；当”积水”时，预设定的电阻值的范围大于R3。在判断路面的水汽条件时，仅需按照特定时间间隔采样检测电极间的电阻值，剔除异常值后，判断其均值位于哪个电阻值区间，即可确定路面的水汽条件。所述第一温度传感器102用于检测待测路面区域的路面温度。第一温度传感器102设置于待测路面区域的表面，从而检测待测路面区域的路面温度。所述第二温度传感器103用于检测待测路面区域上方的大气温度。第一温度传感器102设置于待测路面区域的上方，从而检测待测路面区域上方的大气温度。所述控制器104与所述地表电阻传感器101、所述第一温度传感器102、所述第二温度传感器103均电连接，用于判断所述地表电阻是否在预设的阈值范围内、在预设定的时间段内路面温度随时间的变化率及大气温度随时间的变化率是否均小于0以及路面温度是否大于0，若地表电阻在预设的阈值范围内且在预设定的时间段内路面温度随时间的变化率及大气温度随时间的变化率均小于0以及路面温度大于0时，依据路面温度与大气温度的差值的绝对值、当前时刻、路面温度随时间的变化率以及当前时刻的路面温度计算出形成黑冰的未来时刻。本实施例中，预设定的阈值范围是指路面状态处于“积水”或者“潮湿”时的电阻阈值范围；在预设定的时间段内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种黑冰预警装置，其特征在于，所述黑冰预警装置包括：地表电阻传感器，用于检测待测路面区域的地表电阻；第一温度传感器，用于检测待测路面区域的路面温度；第二温度传感器，用于检测待测路面区域上方的大气温度；控制器，与所述地表电阻传感器、所述第一温度传感器、所述第二温度传感器均电连接，用于判断所述地表电阻是否在预设的阈值范围内、在预设定的时间段内路面温度随时间的变化率及大气温度随时间的变化率是否均小于0以及路面温度是否大于0，若地表电阻在预设的阈值范围内且在预设定的时间段内路面温度随时间的变化率及大气温度随时间的变化率均小于0以及路面温度大于0时，依据路面温度与大气温度的差值的绝对值、当前时刻、路面温度随时间的变化率以及当前时刻的路面温度计算出形成黑冰的未来时刻。

【技术特征摘要】
1.一种黑冰预警装置，其特征在于，所述黑冰预警装置包括：地表电阻传感器，用于检测待测路面区域的地表电阻；第一温度传感器，用于检测待测路面区域的路面温度；第二温度传感器，用于检测待测路面区域上方的大气温度；控制器，与所述地表电阻传感器、所述第一温度传感器、所述第二温度传感器均电连接，用于判断所述地表电阻是否在预设的阈值范围内、在预设定的时间段内路面温度随时间的变化率及大气温度随时间的变化率是否均小于0以及路面温度是否大于0，若地表电阻在预设的阈值范围内且在预设定的时间段内路面温度随时间的变化率及大气温度随时间的变化率均小于0以及路面温度大于0时，依据路面温度与大气温度的差值的绝对值、当前时刻、路面温度随时间的变化率以及当前时刻的路面温度计算出形成黑冰的未来时刻。2.根据权利要求1所述的黑冰预警装置，其特征在于，所述控制器用于若路面温度与大气温度的差值的绝对值小于或等于预设的阈值时，依据算式计算出形成黑冰的时刻，其中t0为形成黑冰的未来时刻，ti为当前的时刻，TRi为当前的时刻对应的路面温度，uRi为路面温度随时间的变化率。3.根据权利要求1所述的黑冰预警装置，其特征在于，所述控制器用于若路面温度与大气温度的差值的绝对值大于预设的阈值时，依据算式t0＝2tmax-tmin计算出形成黑冰的未来时刻，其中t0为形成黑冰的未来时刻，ti为当前的时刻，tmin为ti时刻之前且离ti时刻最近的路面温度为0的时刻，tmax为tmin至ti时间段的路面温度最大时对应的时刻。4.根据权利要求1所述的黑冰预警装置，其特征在于，所述控制器还用于依据检测到的预设定的时间段内的多个时刻的路面温度及最小二乘法计算出路面温度随时间的变化率；及依据检测到的预设定的时间段内的多个时刻的大气温度及最小二乘法计算出大气温度随时间的变化率。5.根据权利要求1所述的黑冰预警装置，其特征在于，所述黑冰预警装置还包括：位置信息采集模块，与所述控制器电连接，用于采集所述黑冰预警装置当前的位置信息；通信接口，与所述控制器电连接，所述控制器还用于将采集到位置信息和计算得出的形成黑冰的未来时刻通过所述通信接口发送至一智能终端。6.一种黑冰预警方法，其特征在于，所述黑冰预警方法包括：检测待测路面区域的地表电阻、路面温度以及待测路面区域上方的大气温度；判断所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：白晨柳，陈立峰，
申请(专利权)人：杭州尊鹏信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33