一种基于窄带物联技术的交安物联监管系统及方法技术方案

本发明专利技术属于高速公路交通安全技术领域，提供了一种基于窄带物联技术的交安物联监管系统及方法。该系统包括，安装在交安设施上的交通安全设施监测装置，所述交通安全设施监测装置包括：主控模块，以及均与主控模块连接的电源模块、窄带物联网模块、定位模块和传感器模块；所述定位模块，用于定位交安设施的位置；所述传感器模块，用于获取监测数据；所述主控模块，用于控制定位模块和传感器模块工作，并接收定位模块和传感器模块采集的信息；所述主控模块通过窄带物联网模块将定位模块和传感器模块采集的信息发送至后台；所述后台，用于根据定位模块和传感器模块采集的信息进行撞击监测、位移监测、倾角监测和倾倒预警监测。倾角监测和倾倒预警监测。倾角监测和倾倒预警监测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于窄带物联技术的交安物联监管系统及方法


[0001]本专利技术属于高速公路交通安全
，具体涉及一种基于窄带物联技术的交安物联监管系统及方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]高速公路上不规则分布着的大大小小的交通安全设施，对道路交通安全起着巨大作用，由于各类交通安全设施分布广、数量多、监测繁琐，一直以来都是设施巡查工作的重点和难点。设施出现损坏后，大大降低了警示、保护效果，给驾驶者的安全行驶带来隐患，甚至可能会引起交通事故，威胁公共生命财产安全。
[0004]由于设施巡查常常采用工作人员携带设备沿公路进行巡视的方式，受交通状况、天气以及人员配置等因素影响，存在设施运行状态监测滞后、不准确的情况。
[0005]高速公路交通安全设施，例如警告标志，指路标识和安全护栏等是保障路网通行效率与交通安全注能的重要设施。庞大的高速路网对公路交通安全设施的管理提出了新的挑战。传统的设施监控管理方式，往往需要投入大量的人力物力对设施信息进行监控管理和维护。随着现代化高速公路管理对设施信息的准确性、及时性和高效性等各方面的要求越来越高，对交通安全设施进行数字化和智能化的监控管理势必成为新的发展趋势。
[0006]目前交安物联的监管系统存在以下问题：
[0007](1)确定交安物联的监管系统架构，解决目前高速公路的交通安全设施存在的设施运行状态监测滞后、不准确，且没有统一智能化管理的问题。
[0008](2)高精度定位问题，不仅仅是定位精度的问题，还涉及定位延迟、刷新频率、稳定性等等。另外，由于建筑物遮挡、信号干扰等因素影响，较难收到北斗定位的增强信号，从而造成定位精度显著下降。
[0009](3)交通安全设施异常状态的监测动态预警存在受环境影响大、数据要求高、初始预测准确性偏低等难点，需要确定图像处理方法和神经网路模型，使系统预警达到较高准确度。
[0010](4)对部分交通安全设施的智能化改造存在施工量大的问题。当前交通安全设施智能化程度不高，对交通安全设施监控需要辅助增加探测装置，但这反过来对供电、通信等辅助设施也提出了一定要求，因此在辅助设施不完善的地方需要增加较多施工。

技术实现思路

[0011]本专利技术为了解决上述问题，提出了一种基于窄带物联技术的交安物联监管系统及方法，本专利技术为高速公路交通安全设施的综合监管提供了技术支撑，满足远端交通安全设施的监管的需求，促进智慧高速公路交通安全设施建设水平大提升。
[0012]根据一些实施例，本专利技术采用如下技术方案：
[0013]第一个方面，本专利技术提供了一种基于窄带物联技术的交安物联监管系统。
[0014]一种基于窄带物联技术的交安物联监管系统，包括安装在交安设施上的交通安全设施监测装置，所述交通安全设施监测装置包括：主控模块，以及均与主控模块连接的电源模块、窄带物联网模块、定位模块和传感器模块；
[0015]所述定位模块，用于定位交安设施的位置；
[0016]所述传感器模块，用于获取监测数据；
[0017]所述主控模块，用于控制定位模块和传感器模块工作，并接收定位模块和传感器模块采集的信息；所述主控模块通过窄带物联网模块将定位模块和传感器模块采集的信息发送至后台；
[0018]所述后台，用于根据定位模块和传感器模块采集的信息进行撞击监测、位移监测、倾角监测和倾倒预警监测。
[0019]进一步地，所述电源模块用于为主控模块、窄带物联网模块、定位模块和传感器模块供电。
[0020]进一步地，所述定位模块包括GPS定位模块和北斗定位模块。
[0021]进一步地，所述传感器模块包括加速度传感器模块和位移传感器模块；所述加速度传感器模块，用于监测交安设施的倾角数据变化；所述位移传感器模块，用于监测交安设施的位移数据变化。
[0022]进一步地，所述交安物联监管系统还包括安装在交安设施附件道路上的地磁传感器模块，所述地磁传感器模块用于检测车辆的存在和车型的识别。
[0023]更进一步地，所述地磁传感器通过窄带物联网模块与后台通信。
[0024]进一步地，所述后台通过无线通信模块分别与移动终端和高速公路上的可变情报板通信。
[0025]第二个方面，本专利技术提供了一种基于窄带物联技术的交安物联监管方法。
[0026]一种基于窄带物联技术的交安物联监管方法，采用第一个方面所述的基于窄带物联技术的交安物联监管系统，包括：
[0027]获取定位模块采集的交安设施的位置信息、传感器模块采集的交安设施角度变化数据以及位移变化数据；
[0028]根据所述交安设施的位置信息、交安设施角度变化数据和位移变化数据，对交安设施进行撞击监测、位移监测、倾角监测和倾倒预警监测。
[0029]进一步地，所述对交安设施进行撞击监测、位移监测、倾角监测和倾倒预警监测的过程包括：
[0030]去除监测数据的高频噪声；
[0031]利用快速傅里叶变换峰值拾取法对去除高频噪声后的数据进行频谱分析，以得到交安设施的动力响应；
[0032]对交安设施的动力响应进行经验模态分解，得到每个内涵模态分量；
[0033]根据希尔伯特
‑
黄变换对每个内涵模态分量进行黄变换，以获得瞬时频谱特征，将内涵模态分量的希尔伯特频率能量谱进行汇总，得到信号的频率能量谱，以此得到交安设施的动态响应；
[0034]根据交安设施的动态响应，分析风载荷及车辆载荷不同因素下的交安设施结构振
动情况，得到去除环境干扰的加速度数据。
[0035]进一步地，所述撞击监测具体包括：
[0036]根据去除环境干扰的加速度数据得到交安设施振动数据与倾倒数据；
[0037]先将去除环境干扰的加速度数据经过二次积分和去除线性趋势处理，重构高频动态位移数据；
[0038]根据振动数据、倾倒数据与高频动态位移数据分析撞击情况。
[0039]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0040]本专利技术融合低功耗窄带物联网、高精度传感器和北斗定位等技术，提出基于窄带物联技术的交安物联监管系统，全方位对交安设施进行监测；主要有交安设施撞击检测、位移检测、倾角检测、倾倒预警、北斗定位和GIS管理等功能，具有低成本，免维护的特点，可用于交安设施碰撞监测、交通事故发现和交安设施养护。
[0041]本专利技术通过在交安设施上安装的低成本的定位、倾倒、振动等交通安全设施监测装置，对交安设施的状态进行全天候实时监测，用于主动发现异常事件，并通过物联网上报后台系统，后台系统根据上报的告警信息实时触发联动报警，事故处理单位根据告警信息进行及时查验、处理，最大程度上减少事故发生到处理完毕的时间，从而降低和避免一次和二次事故的发生，同时为道路交安设施养护提供一定的数据支撑。
附图说明
[0042]构成本专利技术的一部分的说明书附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于窄带物联技术的交安物联监管系统，其特征在于，包括安装在交安设施上的交通安全设施监测装置，所述交通安全设施监测装置包括：主控模块，以及均与主控模块连接的电源模块、窄带物联网模块、定位模块和传感器模块；所述定位模块，用于定位交安设施的位置；所述传感器模块，用于获取监测数据；所述主控模块，用于控制定位模块和传感器模块工作，并接收定位模块和传感器模块采集的信息；所述主控模块通过窄带物联网模块将定位模块和传感器模块采集的信息发送至后台；所述后台，用于根据定位模块和传感器模块采集的信息进行撞击监测、位移监测、倾角监测和倾倒预警监测。2.根据权利要求1所述的基于窄带物联技术的交安物联监管系统，其特征在于，所述电源模块用于为主控模块、窄带物联网模块、定位模块和传感器模块供电。3.根据权利要求1所述的基于窄带物联技术的交安物联监管系统，其特征在于，所述定位模块包括GPS定位模块和北斗定位模块。4.根据权利要求1所述的基于窄带物联技术的交安物联监管系统，其特征在于，所述传感器模块包括加速度传感器模块和位移传感器模块；所述加速度传感器模块，用于监测交安设施的倾角数据变化；所述位移传感器模块，用于监测交安设施的位移数据变化。5.根据权利要求1所述的基于窄带物联技术的交安物联监管系统，其特征在于，所述交安物联监管系统还包括安装在交安设施附件道路上的地磁传感器模块，所述地磁传感器模块用于检测车辆的存在和车型的识别。6.根据权利要求5所述的基于窄带物联技术的交安物联监管系统，其特征在于，所述地磁传感器通过窄带物联网模块与后台通信。7.根据权利要求1所述的基于窄带物联技术的交安物联监管系...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛峰，杨哲，孙思芹，张英，滕广华，朱小龙，李银玲，张伟，
申请(专利权)人：山东奥邦交通设施工程有限公司，
类型：发明
国别省市：