CN101667342A - 公路事故监测*** - Google Patents

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焦伟赟
赵丽
王笑京
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Abstract

本发明提供了一种公路事故监测***，用于监测车辆与公路屏障之间的碰撞，以进行公路突发事故管理，包括：至少一个碰撞数据获取节点，用于获取所述车辆与所述公路屏障之间的碰撞所产生的碰撞数据，并根据所述碰撞数据发出触发信号；至少一个碰撞图像采集节点，用于接收来自所述至少一个碰撞数据获取节点的所述触发信号，由所述触发信号触发，以采集所述车辆与所述公路屏障的碰撞图像；至少一个远程监测控制终端，用于接收来自所述至少一个碰撞图像采集节点的所述碰撞图像，以进行公路突发事故管理。通过上述技术方案，可以实现对公路屏障的实时监控。

Description

公路事故监测***
技术领域
本发明涉及监测技术，更具体地涉及公路事故监测***。
背景技术
对于高速公路事故检测，一般采用视频监测法，基于车流行为的高速公路事故检测模型***。
目前通用的解决方案包括如下几个：
(1)视频事故检测***
通过路侧架设的摄像头可以对高速公路车流量状况以及事件状况进行局部监测，并通过光纤、光缆等载体进行数据传输，从而人工评判事故的发生与否。
(2)基于车流行为的高速公路事故检测模型***
高速公路交通异常通常会引起交通流流检测信息的变化，通过先进的信息处理方法对该检测信息(时间序列)进行处理，侦测得到异常交通信息，运用卡尔曼滤波理论，实时预测事故发生后的动态车流行为，并配合自动控制理论中的线性二次高斯控制方法，求解实时响应的匝道控制率，构建非线性、非连续性的动态随机控制模式，用以实时判别事故，并解决事故响应的匝道控制。
但是上述各种解决***都具有不同的缺陷：
(1)视频事故检测***
首先，由于摄像头沿线路分布数量的限制，很难实现对护栏碰撞事故的全面监控；由于摄像头采集的流媒体视频数据量庞大，针对事故分析的后台处理工作量较大，且报警和分析工作很难做到与事故的同步，无法实现对护栏碰撞事故的实时地监控；以有线方式将路侧摄像头与远程监测控制终端相连，不仅实际架设工程复杂，而且成本较高；采用摄像头监测是全天候工作，即无论有无交通事故，摄像头都不停地对视频数据进行采集，这样不仅浪费了大量的能源，且不利于后台的事故分析。
(2)基于车流行为的高速公路事故检测模型***
由于影响车流行为的因素多，搭建算法模型的误差较大，所以造成事故误判概率较高。
因此，为了解决上述技术问题至少之一，存在着对公路事故监测***的需求。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一，本发明提供了一种公路事故监测***，用于监测车辆与公路屏障之间的碰撞，以进行公路突发事故管理，包括：至少一个碰撞数据获取节点，用于获取所述车辆与所述公路屏障之间的碰撞所产生的碰撞数据，并根据所述碰撞数据发出触发信号；至少一个碰撞图像采集节点，用于接收来自所述至少一个碰撞数据获取节点的所述触发信号，由所述触发信号触发，以采集所述车辆与所述公路屏障的碰撞图像；至少一个远程监测控制终端，用于接收来自所述至少一个碰撞图像采集节点的所述碰撞图像，以进行公路突发事故管理。
通过上述技术方案，可以实现对公路屏障的实时监控。
在上述技术方案中，所述公路事故监测***进一步包括短程传输***，连接在所述至少一个碰撞数据获取节点和所述至少一个碰撞图像采集节点之间，用于将所述触发信号从所述至少一个碰撞数据获取节点传送至所述至少一个碰撞图像采集节点。采用短程传输***，可以更迅速地传送触发信号。
在上述技术方案中，所述公路事故监测***是高速公路事故监测***，所述至少一个碰撞数据获取节点是无线传感器节点，所述至少一个碰撞图像采集节点是无线传感器节点，所述公路屏障是高速公路钢制双波护栏。
在上述技术方案中，所述至少一个碰撞数据获取节点在获取所述碰撞数据后对所述碰撞数据进行预处理，判断碰撞时的屏障碰撞特征数据是否超过阈值预定频次，自动判断事故是否发生，如果事故发生，则向所述至少一个碰撞图像采集节点发送所述触发信号。
通过预处理，可以在碰撞数据获取节点进行数据运算，减少碰撞图像采集节点的动作次数。
在上述技术方案中，所述至少一个碰撞图像采集节点以预定工作频率采集所述碰撞图像，并将所述碰撞图像进行压缩编码后，经由GPRS传输***传送给所述至少一个远程监测控制终端。
对碰撞图像进行压缩编码，使得传输速度更快。采用GPRS传输***，可更快捷地进行数据传输。当然也可采用其它的无线或有线传输方式，例如，蓝牙，LAN，VLAN，Internet，红外，光纤等。
在上述技术方案中，所述至少一个远程监测控制终端根据所述碰撞图像进行快速事故分析与对应，根据***稳定性测试以及事故分析需要，不定期地向所述至少一个碰撞图像采集节点发送指令使其进行碰撞图像的采集。
在上述技术方案中，所述碰撞数据获取节点包括：
数据采集模块，包括屏障碰撞特征采集传感器，用于在所述车辆与所述公路屏障碰撞时通过所述碰撞特征采集传感器采集所述公路屏障的碰撞特诊数据；
数据处理模块，连接至所述数据采集模块，对所述数据采集模块采集的碰撞特诊数据进行预处理，产生所述触发信号；
数据传输模块，用于将所述触发信号发送至所述至少一个碰撞图像采集节点；以及
电源模块，为数据采集模块、数据处理模块和数据传输模块供电。
在上述技术方案中，所述预处理包括对所述碰撞特征数据的压缩和/或融合。
在上述技术方案中，所述数据传输模块包括射频模块，所述射频模块能够以2.4GHz的Zigbee协议，按照自组多跳多路由方式将所述触发信号传送给所述至少一个碰撞图像采集节点。从而可更快速地传送数据。
在上述技术方案中，所述至少一个碰撞图像采集节点在接收到来自所述至少一个远程监测控制终端的采集请求的情况下，进行碰撞图像数据的采集。从而可以根据需要，进行碰撞图像数据的采集。
根据本发明的高速公路事故监测***，可以很好地解决如下技术问题：
(1)数据采集和传输的实时性、分析方便性
公路事故监测***实现了对公路屏障碰撞事故的报警，图像监测的同步。监测设备采集并传输的是事故发生时刻的图片信息，且数据量较小，利于即时的事故分析，从而使公路屏障碰撞事故的实时监测和报警成为可能；
(2)传感器数据的高容错性、低能耗性、高检测性
由于公路屏障振动无线传感器网络由多个屏障碰撞特征数据采集无线传感器组成，***的容错性高；同时采集监测设备是在事故发生时被激活进行数据采集，***的能耗得到了降低，事故检测的高效率性得到了保障。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是根据本发明的基于无线传感器网络技术的公路事故监测***的示意图；
图2是根据本发明的一个实施例的公路事故监测***的逻辑框图；
图3是根据本发明的另一实施例的公路事故监测***的逻辑框图；
图4是图2所示实施例中无线传感器节点的逻辑框图；以及
图5是图2所示实施例的软件执行过程的流程图。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的优选实施例，根据附图来描述优选实施例的示例。
图1是根据本发明的基于无线传感器网络技术的公路事故监测***的示意图。
该公路事故监测***包括：至少一个碰撞数据获取节点102，设置在所述公路屏障上，用于获取所述车辆与所述公路屏障之间的碰撞所产生的碰撞数据，并根据所述碰撞数据发出触发信号；至少一个碰撞图像采集节点104，用于接收来自所述至少一个碰撞数据获取节点的所述触发信号，由所述触发信号触发，以采集所述车辆与所述公路屏障的碰撞图像；以及至少一个远程监测控制终端106，用于接收来自所述至少一个碰撞图像采集节点的所述碰撞图像，以进行公路突发事故管理。
通过上述技术方案，可以实现对公路屏障的实时监控。
在上述技术方案中，所述公路事故监测***进一步包括短程传输***，连接在所述至少一个碰撞数据获取节点和所述至少一个碰撞图像采集节点之间，用于将所述触发信号从所述至少一个碰撞数据获取节点传送至所述至少一个碰撞图像采集节点。采用短程传输***，可以更迅速地传送触发信号。
在上述技术方案中，所述公路事故监测***是高速公路事故监测***，所述至少一个碰撞数据获取节点是无线传感器节点，所述至少一个碰撞图像采集节点是无线传感器节点，所述公路屏障是高速公路护栏。
在上述技术方案中，所述至少一个碰撞数据获取节点在获取所述碰撞数据后对所述碰撞数据进行预处理，判断碰撞时的碰撞特征数据是否超过阈值预定频次，自动判断事故是否发生，如果事故发生，则向所述至少一个碰撞图像采集节点发送所述触发信号。
通过预处理，可以在碰撞数据获取节点进行数据运算，减少碰撞图像采集节点的动作次数。
在上述技术方案中，所述至少一个碰撞图像采集节点以预定工作频率采集所述碰撞图像，并将所述碰撞图像进行压缩编码后，经由GPRS传输***传送给所述至少一个远程监测控制终端。
对碰撞图像进行压缩编码，使得传输速度更快。采用GPRS传输***，可更快捷地进行数据传输。当然也可采用其它的无线或有线传输方式，例如，蓝牙，LAN，VLAN，Internet，红外，光纤等。
在上述技术方案中，所述至少一个远程监测控制终端根据所述碰撞图像进行快速事故分析与对应，根据***稳定性测试以及事故分析需要，不定期地向所述至少一个碰撞图像采集节点发送指令使其进行碰撞图像的采集。
所述至少一个碰撞数据获取节点，为加速度无线传感器节点，用于实时获取高速公路护栏的振动加速度特征数据，并对所述特征数据进行预处理，根据节点处理器数理统计计算结果，判断加速度是否连续超过阈值预定次数，自动判定事故发生与否，若为真，则向图像采集节点发送激活拍摄指令；短程传输***，由负责连接监测网络和基站的中继无线传感器节点组成，节点间通过Zigbee无线通信技术连接，以自组多跳多路由方式将所述无线传感器节点数据发送至图像采集无线传感器节点。
图2是本发明的一个实施例的公路事故监测***的逻辑框图。
该***包括护栏振动加速度数据采集无线传感器节点202、图像数据采集无线传感器节点204以及远程监测控制终端206。其中护栏振动加速度数据采集无线传感器节点202包括1个满幅10g的三轴加速度传感器、1个能够实现较高采集速率的数据采集板以及1个无线传感器节点。图像数据采集无线传感器节点204包括1个模拟摄像头，1个数据处理板和1个无线传感器节点。当采用被动采集方式时，加速度数据项超过阈值4次/s时图像传感器被触发，每次采集50帧照片，经过压缩处理发送给监测控制终端206，监测控制终端206在3-5分钟内完成对图像数据的接收和保存工作；当采用主动采集方式时，在监测控制终端206发出采集命令3秒钟以内，图像采集设备启动开始采集，监测控制终端206在5-15秒内完成图像数据的接收和保存工作。
三轴加速度传感器可以用声音传感器、单轴传感器或双轴传感器来替换。另外，本领域技术人员应该理解，可以根据高速公路护栏的类型选择不同类型的传感器。
图3是根据本发明的另一实施例的公路事故监测***的逻辑框图。公路事故监测***包括事故监测模块302、图像获取模块304和监控模块306。在事故发生时，事故监测模块302获取碰撞数据，并对所述特征数据进行预处理，根据数理统计计算结果，进行阈值检查，判断加速度是否连续超过阈值预定次数，自动判定事故发生与否，若为真，则触发警告，向图像获取模块304发送激活拍摄指令，图像获取模块304启动，并获取图片数据，将图片数据压缩后发送给监控模块306，监控模块306接收来自图像获取模块304的图片数据，并对图片数据进行处理，根据处理结果进行监控控制。
另外，操作人员也可以根据需要，向监控模块306发送监控请求，监控模块306向图像获取模块304发送图像获取指令，使图像获取模块304进行图像拍摄。
图4是图2所示实施例中无线传感器节点的逻辑框图。
该无线传感器节点包括：
数据采集模块402，包括：三轴加速度传感器，用于在所述车辆与所述公路屏蔽碰撞时通过所述加速度传感器采集所述公路屏蔽的振动加速度数据；以及模数转换功能模块，用于将所述振动加速度数据由模拟形式转换成数字形式；
数据处理模块404，包括MCU、存储器、操作***等，连接至所述数据采集模块402，对所述数据采集模块402采集的振动加速度数据进行预处理，产生所述触发信号；
数据传输模块406，包括无线通信模块，用于将所述触发信号发送至所述至少一个碰撞图像采集节点；以及
电源模块408，为数据采集模块402、数据处理模块404和数据传输模块406供电。
图5是图2所示实施例的软件执行过程的流程图。
如图5所示，在网络初始化以后，护栏振动加速度无线传感器节点进行数据采集，若数据项超过安全阈值一定次数，则由护栏振动加速度无线传感器节点向图像数据采集无线传感器节点发送激活指令，触发后开始实时采集图像信息，将数据发送至监测控制终端分析处理；为保证图像数据采集无线传感器节点和护栏振动加速度数据采集无线传感器节的正常工作，监测控制终端设定不同周期对二者发送监测请求
尽管已经参照多个示范性实施方式描述了实施例，本领域计数人员应当理解，可以设计出多个其它修改和实施例，落入本说明书的精神和原理范围。更具体地，在本说明书、附图及所附的权利要求书的范围内的本组合布置的组成部分和/或布置中的各种变化和修改是可能的。除了组成部分和/或布置中的变化和修改之外，替代使用对于本领域技术人员而言是显然的。

Claims (10)

1.一种公路事故监测***，用于监测车辆与公路屏障之间的碰撞，以进行公路突发事故管理，其特征在于，包括：
至少一个碰撞数据获取节点，设置在所述公路屏障上，用于获取所述车辆与所述公路屏障之间的碰撞所产生的碰撞数据，并根据所述碰撞数据发出触发信号；
至少一个碰撞图像采集节点，用于接收来自所述至少一个碰撞数据获取节点的所述触发信号，由所述触发信号触发，以采集所述车辆与所述公路屏障的碰撞图像；以及
至少一个远程监测控制终端，用于接收来自所述至少一个碰撞图像采集节点的所述碰撞图像，以进行公路突发事故管理。
2.根据权利要求1所述的公路事故监测***，其特征在于，所述公路事故监测***进一步包括短程传输***，连接在所述至少一个碰撞数据获取节点和所述至少一个碰撞图像采集节点之间，用于将所述触发信号从所述至少一个碰撞数据获取节点传送至所述至少一个碰撞图像采集节点。
3.根据权利要求1所述的公路事故监测***，其特征在于，所述公路事故监测***是高速公路事故监测***，所述至少一个碰撞数据获取节点是无线传感器节点，所述至少一个碰撞图像采集节点是无线传感器节点，所述公路屏障是高速公路护栏。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的公路事故监测***，其特征在于，所述至少一个碰撞数据获取节点在获取所述碰撞数据后对所述碰撞数据进行预处理，判断碰撞时的加速度是否超过阈值预定次数，自动判断事故是否发生，如果事故发生，则向所述至少一个碰撞图像采集节点发送所述触发信号。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的公路事故监测***，其特征在于，所述至少一个碰撞图像采集节点以预定工作频率采集所述碰撞图像，并将所述碰撞图像进行压缩编码后，经由GPRS传输***传送给所述至少一个远程监测控制终端。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的公路事故监测***，其特征在于，所述至少一个远程监测控制终端根据所述碰撞图像进行快速事故分析与对应，根据***稳定性测试以及事故分析需要，不定期地向所述至少一个碰撞图像采集节点发送指令使其进行碰撞图像的采集。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的公路事故监测***，其特征在于，所述碰撞数据获取节点包括：
数据采集模块，包括屏障特性数据采集传感器，用于在所述车辆与所述公路屏障碰撞时通过所述屏障特性采集传感器采集所述公路屏障的屏障特性数据；
数据处理模块，连接至所述数据采集模块，对所述数据采集模块采集的屏障特性数据进行预处理，产生所述触发信号；
数据传输模块，用于将所述触发信号发送至所述至少一个碰撞图像采集节点；以及
电源模块，为所述数据采集模块、所述数据处理模块和所述数据传输模块供电。
8.根据权利要求7所述的公路事故监测***，其特征在于，所述预处理包括对所述特性数据的压缩和/或融合。
9.根据权利要求7所述的公路事故监测***，其特征在于，所述数据传输模块包括射频模块，所述射频模块能够以2.4GHz的Zigbee协议，按照自组多跳多路由方式将所述触发信号传送给所述至少一个碰撞图像采集节点。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的公路事故监测***，其特征在于，所述至少一个碰撞图像采集节点在接收到来自所述至少一个远程监测控制终端的采集请求的情况下，进行碰撞图像的采集。
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