基于北斗卫星导航系统的团雾监测及预警系统技术方案

一种基于北斗卫星导航系统的团雾监测及预警系统，包括六个子系统和四个模块；北斗子系统与地面监测模块通过信息传输模块连接，北斗子系统和地面监测模块均通过信息传输模块与本地数据存储子系统连接，本地数据存储子系统通过信息传输模块与人工复检子系统连接，人工复检子系统通过信息传输模块分别与高速公路交通管理平台和自我调整子系统连接，高速公路交通管理平台通过信息传输模块分别与车辆诱导模块和本地数据存储子系统连接，自我调整子系统通过信息传输模块与本地数据存储子系统连接，预警子系统通过信息传输模块与接收模块连接。上述系统有效降低了因团雾造成的交通危害，具有稳定、精确、时效与可靠性的特点，为雾区行驶车辆的安全性增添保障。

【技术实现步骤摘要】
基于北斗卫星导航系统的团雾监测及预警系统
本专利技术涉及一种用于对团雾进行监测及预警的系统，该系统基于北斗卫星导航系统，属于团雾监测

技术介绍
团雾作为雾天天气的一种，对高速公路交通安全有一定的影响。通过对近年高速公路事故的统计分析，团雾所引发的交通事故所占比例在不断上升，且事故严重程度高，造成伤亡人数多。交通网络错综复杂，而公路网络承载了大多数的交通运输任务，为交通命脉。然而与此同时，高速公路的交通安全形势依旧严峻，特别是因团雾等特殊气象原因而造成的交通事故成为提升高速公路安全水平的最大阻碍和威胁。有关统计数据表明，发生在高速公路上的交通事故中约有1/4的事故是由于不良的天气状况所导致，而雾天，尤其是团雾成为最为严重的天气因素。因此，加深对团雾危害的认知，分析团雾对公路交通安全影响，建立本地团雾监测及预警系统，对预防高速公路团雾交通事故的发生具有重要意义。中国专利文献CN103413442A公开了一种基于通视距离监测的高速公路团雾预警系统及预警方法，包括高速公路团雾预警检测装置和服务器，所述高速公路团雾预警检测装置包括激光发射模块、激光接收模块、控制模块和数据传输模块，所述激光发射模块与激光接收模块相对设置于高速公路两侧，所述高速公路团雾预警检测装置通过数据传输模块与服务器通讯；所述预警方法包括通过激光接收模块接收光强数据计算通视距离的步骤，对比通视距离与雾天行车安全预警阈值的步骤，服务器发布预警信息的步骤。该方法虽然可以实现对高速公路狭长带状空间内的团雾监测，获得当前通视距离并发出相应预警，但是并不能对团雾的真伪进行自动识别，不能有效解决团雾对高速公路交通运输造成的危害。若想有效降低团雾对高速公路运输的危害，仅依靠现有的高速公路运营管理系统还远远不够，必须借助自动监控手段、大数据分析、智能交通技术来攻克团雾难题。
技术实现思路
本专利技术针对现有团雾监测及预警技术存在的不足,提供一种有效降低团雾对高速公路交通运输的危害、有效实现高速公路交通安全的基于北斗卫星导航系统的团雾监测及预警系统，本专利技术的基于北斗卫星导航系统的团雾监测及预警系统，采用以下技术方案：该系统，包括北斗子系统、高速公路交通管理平台、本地数据存储子系统、人工复检子系统、预警子系统、自我调整子系统、地面监测模块、信息传输模块、接收模块和车辆诱导模块；北斗子系统：包括定位、导航、短报文通信、授时四种功能；定位功能用于确定团雾精确位置和范围；导航功能用于团雾环境下车辆的安全引导；短报文通信功能用于发布团雾预警信息；授时功能用于协调同步整个系统的时间。北斗子系统的短报文来自高速公路交通管理平台，由接收模块接收。本地数据存储子系统：用于接收整理分析地面监测模块发送的疑似团雾监测数据，与数据库中原有的团雾参数进行比对，并进行逻辑判断，然后通过信息传输模块推送至人工复检子系统。逻辑判断的具体过程是：当相对湿度大于90％，温度在0-15℃之间，风速小于2m/s时容易发生团雾，对检测到的温度、湿度、风速、能见度进行综合分析是否为团雾。人工复检子系统：用于人工核实由本地数据存储子系统收集整理分析并推送的团雾判断数据；若证实为团雾则通过信息传输模块推送至高速公路交通管理平台；若证实为误判断则通过信息传输模块启动自我调整子系统。进行核实的方式包括但不限于专家审核、交警实地考察、远程摄像取证等。高速公路交通管理平台：通过信息传输模块向预警广播子系统和北斗系统发布信息，并通过信息传输模块控制车辆诱导模块启动，对高速公路上行驶车辆进行引导和调度。发布信息包括路况管理调度、信息发布屏的信息投放、交通执法工作人员的协调和调度。预警广播子系统：向接收模块发送相应的预警信息；自我调整子系统：包括诊断分析、阀值调整重置、系统整体优化微调、信息归档综合分析功能；诊断分析功能用于寻找导致误判的环节并进行原因分析；阀值调整重置功能用于更改调整甚至重置判断是否为团雾环境及浓度分级的参数值；系统整体优化协调用于参数调整后对系统整体的微调使其与参数相互适应，提高下次预警的准确性与时效性；信息归档综合功能用于对误判信息的收集分析，对需要更改的参数进行评估，提高下一次预警的准确性；地面监测模块：用于车流量以及车速监测、团雾检测和浓度分级，并将检测数据通过信息传输模块传输至本地数据存储子系统。该模块包括小型地面气象监测站、能见度测量仪、摄像探头以及车辆传感器。信息传输模块：分为地面光纤信息传输网络和卫星信息传输网络两种，用于相关子系统之间以及子系统与模块之间的信息传输。如用于预警广播子系统团雾监测信息传输和预警信息传输。接收模块：分为车载模块、道路交通信息发布平台和移动终端，用于接收预警广播子系统和北斗子系统发出的预警广播语音信息或文本信息；所述预警广播语音信息或文本信息包括团雾形成时间、预计消散时间、路段位置和范围、浓度等级、限制车辆行驶速度。车辆诱导模块：接受高速公路交通管理平台的信息，通过设置在公路两侧的雾区诱导灯带对团雾范围内的车辆诱导。上述系统通过总结团雾的特征与发生规律、团雾天气下高速公路发生交通事故的特点，结合北斗卫星导航系统的相关功能而设计，提升了高速公路团雾区行车安全水平，为高速公路团雾区的安全设计提供依据。本专利技术有效降低了因团雾造成的交通危害，解决了团雾对高速公路交通运输造成的危害，保障了团雾天气下高速公路的交通安全性和通畅性，提高了高速公路运行的科学管理水平和运营效益，具有广泛应用前景，系统具有稳定、精确、时效与可靠性，为雾区行驶车辆的安全性增添保障。附图说明图1是本专利技术基于北斗卫星导航系统的团雾监测及预警系统的结构原理示意图。具体实施方式本专利技术基于北斗卫星导航系统的团雾监测及预警系统的提出是基于以下团雾对高速公路交通安全影响分析和北斗卫星导航系统特征分析。一.团雾对高速公路交通安全影响分析团雾的产生是由于局部地区暖空气遇到冷空气液化形成的大量微小水滴构成的，多发生于凌晨至上午时段，影响范围为1-5km，高度为几米到几十米，持续时间一般为4小时左右。团雾具有低能见度性、突发性、流动性、影响范围不确定性、时变性和区域性等特征。1.团雾特性(1)低能见度性。团雾能见度从外围向核心递减，从驶入团雾区至驶出团雾区，驾驶人员的视野范围成U形变化，且团雾的能见度会由于环境的影响，可在短时间内出现较大波动。(2)突发性。雾是由浮游在近地层中的小水滴或冰晶组成的水汽凝结物。当空气中有凝结核时，饱和空气中如有水汽继续增加或气温持续冷却，便会发生凝结。这样的成雾条件更容易在局部环境出现，也往往很难预测把控。只要条件满足，团雾便可在数小时甚至更短时间内形成。(3)流动性。团雾为小范围出现的不良天气，微小水滴在空中漂浮会受到风力的影响，在有风的地区，团雾会随风流动。(4)影响范围不确定性。团雾的影响范围并非固定，近地层大气只要满足雾气形成条件团雾就可以出现。且团雾范围几十米到几千米不等的特点导致的直接结果就是让团雾更容易因为气流运动或者风吹而整体飘移。(5)时变性。据季节统计可发现，我国全年的冬半年团雾的发生频率较高，夏季除6月有较高的出现频率外其他月份的发生频率相对较低。按照全天统计，团雾导致高速公路交通事故的发生时间多为当天17时至次日8时，尤其在凌晨和傍晚两个时段形成的团雾本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于北斗卫星导航系统的团雾监测及预警系统，包括北斗子系统、高速公路交通管理平台、本地数据存储子系统、人工复检子系统、预警子系统、自我调整子系统、地面监测模块、信息传输模块、接收模块和车辆诱导模块；北斗子系统：包括定位、导航、短报文通信、授时四种功能；定位功能用于确定团雾精确位置和范围；导航功能用于团雾环境下车辆的安全引导；短报文通信功能用于发布团雾预警信息；授时功能用于协调同步整个系统的时间；本地数据存储子系统：用于接收整理分析地面监测模块发送的疑似团雾监测数据，与数据库中原有的团雾参数进行比对，并进行逻辑判断，然后通过信息传输模块推送至人工复检子系统；人工复检子系统：用于人工核实由本地数据存储子系统收集整理分析并推送的团雾判断数据；若证实为团雾则通过信息传输模块推送至高速公路交通管理平台；若证实为误判断则通过信息传输模块启动自我调整子系统；高速公路交通管理平台：通过信息传输模块向预警广播子系统和北斗系统发布信息，并通过信息传输模块控制车辆诱导模块启动，对高速公路上行驶车辆进行引导和调度；预警广播子系统：向接收模块发送预警信息；自我调整子系统：包括诊断分析、阀值调整重置、系统整体优化微调、信息归档综合分析功能；诊断分析功能用于寻找导致误判的环节并进行原因分析；阀值调整重置功能用于更改调整甚至重置判断是否为团雾环境及浓度分级的参数值；系统整体优化协调用于参数调整后对系统整体的微调使其与参数相互适应，提高下次预警的准确性与时效性；信息归档综合功能用于对误判信息的收集分析，对需要更改的参数进行评估，提高下一次预警的准确性；地面监测模块：用于车流量以及车速监测、团雾检测和浓度分级，并将检测数据通过信息传输模块传输至本地数据存储子系统；信息传输模块：分为地面光纤信息传输网络和卫星信息传输网络两种，用于相关子系统之间以及子系统与模块之间的信息传输。接收模块：用于接收预警广播子系统和北斗子系统发出的预警广播语音信息或文本信息；车辆诱导模块：接受高速公路交通管理平台的信息，通过设置在公路两侧的雾区诱导灯带对团雾范围内的车辆诱导。...

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗卫星导航系统的团雾监测及预警系统，包括北斗子系统、高速公路交通管理平台、本地数据存储子系统、人工复检子系统、预警子系统、自我调整子系统、地面监测模块、信息传输模块、接收模块和车辆诱导模块；北斗子系统：包括定位、导航、短报文通信、授时四种功能；定位功能用于确定团雾精确位置和范围；导航功能用于团雾环境下车辆的安全引导；短报文通信功能用于发布团雾预警信息；授时功能用于协调同步整个系统的时间；本地数据存储子系统：用于接收整理分析地面监测模块发送的疑似团雾监测数据，与数据库中原有的团雾参数进行比对，并进行逻辑判断，然后通过信息传输模块推送至人工复检子系统；人工复检子系统：用于人工核实由本地数据存储子系统收集整理分析并推送的团雾判断数据；若证实为团雾则通过信息传输模块推送至高速公路交通管理平台；若证实为误判断则通过信息传输模块启动自我调整子系统；高速公路交通管理平台：通过信息传输模块向预警广播子系统和北斗系统发布信息，并通过信息传输模块控制车辆诱导模块启动，对高速公路上行驶车辆进行引导和调度；预警广播子系统：向接收模块发送预警信息；自我调整子系统：包括诊断分析、阀值调整重置、系统整体优化微调、信息归档综合分析功能；诊断分析功能用于寻找导致误判的环节并进行原因分析；阀值调整重置功能用于更改调整甚至重置判断是否为团雾环境及浓度分级的参数值；系统整体优化协调用于参数调整后对系统整体的微调使其与参数相互适应，提高下次预警的准确性与时效性；信息归档综合功能用于对误判信息的收集分析，对需要更改的参数进行评估，提高下一次预警的准确性；地面监测模块：用于车流量以及车速监测、团雾检测和浓度分级，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周书恒，
申请(专利权)人：周书恒，
类型：发明
国别省市：山东,37