移动式多功能高速公路智能巡检系统技术方案

本发明专利技术公开了一种移动式多功能高速公路智能巡检系统，包括移动系统、巡检系统、通信模块、数据处理系统、中央控制系统及电源系统，巡检系统包括巡检控制主板、定位模块、摄像头、测速模块、温度传感器和测冰传感器；其中，巡检控制主板将定测量到的信息数据通过通信模块传输给数据处理系统处理，所述数据处理系统将处理信息数据后获得的图像、路面温度、路面结冰分析结果和车辆超速信息传输至中央控制系统。本发明专利技术可全天候实时自动检测路面遗撒物、路面病害、道路气候情况、路面温度、路面结冰情况；同时还可以对过往车辆进行测速拍摄，监测交通路况和监控超速违章行为，解决了过去高速公路巡检费时费力、效率低下等问题。

Intelligent Patrol System of Mobile Multifunctional Expressway

【技术实现步骤摘要】
移动式多功能高速公路智能巡检系统
本申请属于高速公路路况日常巡检领域，具体但不排他地，涉及一种移动式多功能高速公路智能巡检系统。
技术介绍
高速公路巡检是保护公路安全、服务公众出行的重要手段。通过巡检，对公路情况进行实时全面的了解，以便及时发现和处理问题。日常巡检主要是对路面、路基、桥梁、隧道和沿线设施的外观状况进行一般性巡视检查，巡检频率通常为每天不少于一次。其中，对路面的巡检通常包括：检查车道内有无阻碍过往车辆正常行驶的遗撒物，如矿泉水瓶、货物编织袋、大货车轮胎碎片等；检查路面有无车辙、坑槽、裂缝等常见病害，避免造成路面结构进一步的损坏；夏季要检测路面温度，防止温度过高诱发车辙病害，冬季要检查路面结冰情况。我国高速公路总里程位居世界第一，传统的巡检仅仅依靠人工纸张记录、电子表格记录或GPS手持机等，需要耗费大量的人力物力，并且巡检质量不高。此外，高速公路上会采用固定式摄像头的形式，对过往车辆的交通违章行为进行记录，通常在重点路段每隔500米布置一个固定式的监控探头。此种方法在距离摄像头较远的区域拍摄的图像不清晰，甚至存在视野盲区，且随着车主端移动信息的丰富，监控探头的位置能从各类地图导航APP内获得，车主监控范围之外的违章情况难以掌握和控制。此外，部分气候对高速公路安全也极具危害，如团雾等恶劣情况，难以预测，能见度急剧变化，如不及时处置警告，易造成严重的交通事故。随着科技的发展，在公路巡检中引入信息技术，将传统的公路巡检和交通监控工作推进到自动化、信息化、智能化的时代是大势所趋。现有的一些信息化检测设备搭载在高速公路巡检车上，结合人工观察，可对上述高速公路路面情况进行检查。但巡检车价格昂贵，需要人工驾驶车辆以及进行数据处理和分析的操作，且当遇到地震、暴雪等严重自然灾害时，路面交通瘫痪，巡检车难以行驶，很难掌握路面情况。此外，目前市场上对于公路的巡检和交通流的监控仅有各自的专业设备，还未出现将可投入实际应用的多功能巡检设备。
技术实现思路
为了至少部分的解决上述已有技术存在的不足，本专利技术设计了一种移动式多功能高速公路智能巡检系统，其集成了高速公路路况巡检和交通监控的多种功能，可全天候实时自动检测路面遗撒物、路面病害、道路气候情况、路面温度、路面结冰情况；同时还可以对过往车辆进行测速拍摄，监测交通路况和监控超速违章行为。根据本专利技术的一方面，提供了一种移动式多功能高速公路智能巡检系统，包括移动系统、巡检系统、通信模块、数据处理系统、中央控制系统及电源系统，所述巡检系统安装在所述移动系统上，所述巡检系统包括巡检控制主板、定位模块、摄像头、测速模块、温度传感器和测冰传感器；所述数据处理系统包括图像处理模块、超速判别模块、温度分析模块和结冰分析模块；所述电源系统包括为所述移动系统供电的电源A和为所述巡检系统供电的电源B，其中，所述巡检控制主板将定位模块、摄像头、测速模块、温度传感器和测冰传感器测量到的信息数据通过通信模块传输给数据处理系统处理，所述数据处理系统将处理信息数据后获得的图像信息、路面温度、路面结冰分析结果和车辆超速信息传输至中央控制系统。在一些实施例中，所述移动系统可包括沿高速公路路侧均匀间隔布置的多个立柱、可往复移动地关联于所述多个立柱的上端的移动机构、以及安装于所述移动机构且用以控制所述移动机构的移动方向和速度的移动平台控制主板。在一些实施例中，所述移动机构可包括架设在所述多个立柱的顶端的轨道和能够沿所述轨道往复移动的移动轮，所述轨道为工字型截面的刚性结构，其下翼缘通过紧固件与所述多个立柱的顶端固定连接，所述移动轮能够沿所述轨道的上翼缘和下翼缘之间往复移动。在一些实施例中，所述移动机构可包括安装于相邻立柱的缆绳，所述巡检机构悬挂于所述缆绳上。在一些实施例中，各所述立柱可以为高3～5米的钢结构或钢筋混凝土结构柱，以沿高速公路路侧每隔100～200米布置一根的方式布置。在一些实施例中，所述定位模块可包括GPS坐标测定装置、高速公路里程碑桩号感应装置和时间记录装置，以记录所述巡检系统所在位置和信息记录时间；所述摄像头的拍摄范围可覆盖2-4条车道的宽度，拍摄视角由中央控制系统通过通信模块远程控制调整；所述测速模块在所述巡检系统随所述移动系统停靠在高速公路路侧某处时，可以测量过往车辆的行驶速度并记录车辆信息；所述温度传感器可以采用红外测温的方式，配合所述移动系统的移动实现对路面扫描测温；所述测冰传感器可以包括温度测量模块和光线测量模块，当所述温度测量模块测量路面温度低至0℃以下时，所述光线测量模块向路面发射平行光，并测量接收到反射光的时间间隔，其中，所述定位模块将记录的位置信息和时间信息打包为时间戳，添加至分别从摄像头、测速模块、温度传感器和测冰传感器得到的图像信息、速度信息、温度信息、温度及光线信息内，所述巡检控制主板将含有时间戳的图像信息、速度信息、温度信息、温度及光线信息通过通信模块分别传输给数据处理系统的图像处理模块、超速判别模块、温度分析模块和结冰分析模块。在一些实施例中，所述通信模块可以包括4G通信模块和/或5G通信模块。在一些实施例中，所述电源A可连接于公路电网；所述电源B可以为充电锂电池，当充电锂电池的电量低于15％～20％时，所述巡检系统停靠在最近的立柱处，由公路电网为充电锂电池充电。在一些实施例中，所述中央控制系统可通过通信模块和巡检控制主板、移动平台控制主板分别向巡检系统和移动系统发送控制指令，从而远程控制摄像头的拍摄角度、移动机构的运行速度和运行方向。在一些实施例中，所述巡检系统的外壳可由碳纤维材料制成，其上预留有多种类型的孔位和卡槽。本专利技术的有益效果在于：1)本专利技术将公路日常巡检与交通监控集成在一个巡检平台上，系统中的各种传感器在一次运行中同时采集路面图像、路面温度、车辆速度等信息，高度集成化的系统可同时完成多项路面巡检和交通监控工作，高效省时、节约大量人力物力，提高了日常巡检效率。2)本专利技术在可沿高速公路路侧或在中央分隔带内移动，在进行车辆超速违章记录时拍摄取证位置不固定，可减少司机有意规避检查的现象，加大监控力度，保障高速公路行车安全。3)本专利技术采用移动平台的设计，通过设立在高速公路路侧的立柱、轨道和行走装置完成巡检工作，不需人工路面作业，节省人力，可全天候运行。4)本专利技术的巡检系统预留有多种类型的卡槽和电路接口，可扩展安装各类传感装置，有良好的二次的开发特性。5)本项目采用优化的深度学习模型完成遗撒识别和路面病害检测，与传统方法图像处理的检测方法相比，检测速度和准确性都大大提高。附图说明为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本专利技术的一实施例的移动式多功能高速公路智能巡检系统的示意图。图2为本专利技术的一实施例的运行系统的轨道的横截面示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请的实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是作为例示，并非用于限制本申请。在图1所示的实例中，本专利技术的移动式多功能高速公路智能巡检系统包包括移动系统、巡检系统、4G通信模块、数据处理系统、中央控制系统和电源系统，电源系统包括为移动系统供电的电源A和为巡检系统供电的电源B。移动系统包括沿高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种移动式多功能高速公路智能巡检系统，其特征在于，包括移动系统、巡检系统、通信模块、数据处理系统、中央控制系统及电源系统，所述巡检系统安装在所述移动系统上，所述巡检系统包括巡检控制主板、定位模块、摄像头、测速模块、温度传感器和测冰传感器；所述数据处理系统包括图像处理模块、超速判别模块、温度分析模块和结冰分析模块；所述电源系统包括为所述移动系统供电的电源A和为所述巡检系统供电的电源B，其中，所述巡检控制主板将定位模块、摄像头、测速模块、温度传感器和测冰传感器测量到的信息数据通过通信模块传输给数据处理系统处理，所述数据处理系统将处理信息数据后获得的图像信息、路面温度、路面结冰分析结果和车辆超速信息传输至中央控制系统。

【技术特征摘要】
1.一种移动式多功能高速公路智能巡检系统，其特征在于，包括移动系统、巡检系统、通信模块、数据处理系统、中央控制系统及电源系统，所述巡检系统安装在所述移动系统上，所述巡检系统包括巡检控制主板、定位模块、摄像头、测速模块、温度传感器和测冰传感器；所述数据处理系统包括图像处理模块、超速判别模块、温度分析模块和结冰分析模块；所述电源系统包括为所述移动系统供电的电源A和为所述巡检系统供电的电源B，其中，所述巡检控制主板将定位模块、摄像头、测速模块、温度传感器和测冰传感器测量到的信息数据通过通信模块传输给数据处理系统处理，所述数据处理系统将处理信息数据后获得的图像信息、路面温度、路面结冰分析结果和车辆超速信息传输至中央控制系统。2.根据权利要求1所述的巡检系统，其特征在于，所述移动系统包括沿高速公路路侧均匀间隔布置的多个立柱、可往复移动地关联于所述多个立柱的上端的移动机构、以及安装于所述移动机构且用以控制所述移动机构的移动方向和速度的移动平台控制主板。3.根据权利要求2所述的巡检系统，其特征在于，所述移动机构包括架设在所述多个立柱的顶端的轨道和能够沿所述轨道往复移动的移动轮，所述轨道为工字型截面的刚性结构，其下翼缘通过紧固件与所述多个立柱的顶端固定连接，所述移动轮能够沿所述轨道的上翼缘和下翼缘之间往复移动。4.根据权利要求2所述的巡检系统，其特征在于，所述移动机构包括安装于相邻立柱的缆绳，所述巡检机构悬挂于所述缆绳上。5.根据权利要求2-4之一所述的巡检系统，其特征在于，各所述立柱为高3～5米的钢结构或钢筋混凝土结构柱，以沿高速公路路侧每隔100～200米布置一根的方式布置。6.根据权利要求1-5之一所述的巡检系统，其特征在于，所述定位模块包括GPS坐标测定装置、高速...

【专利技术属性】
技术研发人员：李峰，毕玉峰，蒋忠旺，丁婷婷，周思齐，马川义，肖卓，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，山东省交通规划设计院，
类型：发明
国别省市：北京,11