CN107610492A - 一种公路隧道进出口路面能见度与结冰积雪安全预警*** - Google Patents

一种公路隧道进出口路面能见度与结冰积雪安全预警*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种公路隧道进出口路面能见度与结冰积雪安全预警***，包括数据处理***，用于接收和处理整个路面积雪结冰监测数据及隧道进出口路段路面能见度监测数据；能见度监测***，用于检测公路隧道进出口过渡段路面能见度实际情况并反馈信息给数据处理***；积雪结冰监测***，用于监测隧道公路结冰实际情况并反馈信息给数据处理***；数据处理***，用于接收和处理整个路面积雪结冰监测数据及隧道进出口过渡段路面能见度检测数据后，通过预警发布***向驾驶员发布预警信息。本发明能够对公路隧道路面能见度与路面实际状况进行实时监测、即时反馈、及时预警，保证了公路隧道进出口过渡段在能见度低及冰雪天气的行车安全。

Description

一种公路隧道进出口路面能见度与结冰积雪安全预警***
技术领域
本发明涉及一种公路隧道进出口路面能见度与结冰积雪安全预警***。
背景技术
随着我国公路交通的快速发展，对公路的便捷、舒适、快速、安全性能提出了更高的要求，隧道里程与数量逐年增加。隧道的建设给公路的快速通行提供了便利，但同时给公路交通带来了很多安全隐患，隧道进出口由于路面结霜、结冰、积雪以及能见度不够等引发的交通事故频发，给行驶车辆带来风险，影响人民生命财产安全。一是由于隧道内外环境气温等差异，加上隧道自身构造以及过往车辆不断带动冷热空气的流动，使得公路隧道进出口过渡段路面容易结冰，降雨雪后隧道进出口也容易造成结冰积雪；在环境湿度大且温度较低时，路面也极容易形成霜冻结冰等现象。其次，在有下雨、大雾、降雪或雾霾等恶劣天气以及傍晚黎明等能见度较低的环境下，也容易造成公路隧道进出口发生交通安全事故。再次，车辆进入隧道的瞬间内外光差较大会产生黑洞效应，使驾驶员无法快速反应隧道进出口附近的环境状况和交通情况，也容易引发交通事故。由此可见，公路隧道进出口过渡段已成为公路交通事故的多发点，严重时发生连环撞车事故，引起交通瘫痪，造成重大的人员伤亡和经济损失。
现有技术针对公路隧道的安全问题，也提出了较多的处理和解决方案，如关于结冰积雪等问题提出了多种除冰雪技术，如破冰车、撒盐、融雪剂等手段，也有研究提出了高速公路隧道口冰雪报警装置。传统的除冰雪技术只能在严重结冰情况后进行除冰且耗费了大量的人力物力，远不能解决由于隧道口结冰而造成交通事故的问题，而且不够绿色环保。现有提出的高速公路隧道口冰雪报警装置只是针对隧道口路面已经结冰积雪后的报警，没有提前预判机制，从而实际指导意义不大，没有提高隧道进出口的安全性，且没有充分发挥报警的指导意义。有些研究在我国高速公路沿线安装了一些公路气象站，但这些气象站设置间距较远，无法做到公路隧道路面实际情况的实时监测、即时反馈、及时预警。
现有技术关于公路隧道进出口路面能见度的研究大多集中在隧道洞口的“黑洞效应”，而没有考虑下雨、大雾、降雪或雾霾等恶劣天气以及傍晚黎明等能见度较低的环境下隧道进出口的影响。且传统的能见度检测设备复杂，成本昂贵，具有一定的局限性。
随着现代交通运输的日渐发展，道路交通的信息化监控以及预警技术日趋重要。复杂恶劣的天气条件对公路隧道的安全通行有着显著的影响，由于能见度不足和路面结冰等引发的公路隧道进出***通事故频繁发生，给来往的通行车辆造成了极大风险。因此，及时准确的了解恶劣气候条件下公路隧道进出口过渡段状况，并向有关部门及时反馈，能够及时准确向通行车辆以及相关管理部门发出预警并采取相应措施显得至关重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种公路隧道进出口路面能见度与结冰积雪安全预警***，其能够对公路隧道进出口过渡段路面能见度及路面结冰积雪状况进行实时监测，并通过电子显示屏与交通指挥中心发布相关预警信息，通过公路隧道标识、标线、指示牌等发光诱导装置引导车辆安全通行的***。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现：
一种公路隧道进出口路面能见度与结冰积雪安全预警***，包括：
数据处理***，用于接收和处理整个路面积雪结冰监测数据及隧道进出口路段路面能见度监测数据，并通过预警发布***向驾驶员发布预警信息；
能见度监测***，用于检测公路隧道进出口过渡段路面能见度实际情况并反馈信息给数据处理***；
积雪结冰监测***，用于监测隧道公路结冰实际情况并反馈信息给数据处理***。
本发明进一步的改进在于，还包括信息传输***，数据处理***通过信息传输***向交通管理部门和交通监控中心部门发送公路隧道进出口路面实际情况。
本发明进一步的改进在于，能见度监测***包括均连接于数据处理***的光照强度传感器和光束发射器，光照强度传感器设置在路边或隧道墙壁一侧，光束发射器设置在路边或隧道墙壁另一侧通过光束发射器向光照强度传感器发射穿透力不强的光束，光照强度传感器持续检测光束发射器所发射的光束的光照强度变化，并将检测到的数据发送到数据处理***。
本发明进一步的改进在于，能见度监测***还包括均连接于数据处理***的压力监测装置、湿度监测装置及温度监测装置，压力监测装置用于监测路面压力情况，湿度监测装置用于监测隧道公路空气湿度情况，温度监测装置用于监测路面温度情况。
本发明进一步的改进在于，湿度检测装置及温度检测装置均与压力检测装置连接，当湿度和温度达到阈值时启动压力监测装置，压力监测装置设置在路面内部，压力监测端露出路面以检测路面结冰情况，并将监测到的数据发送给数据处理***。
本发明进一步的改进在于，预警发布***包括均连接于数据处理***的路边电子LED显示屏、无线信号发送装置及发光标识线，路边电子LED显示屏用来向驾驶员发布预警信息，无线信号发送装置用于向有关部门发送预警信息，发光标识线用于在能见度低时引导驾驶员行驶。
本发明进一步的改进在于，还包括供电***，用于为整个***供电。
本发明进一步的改进在于，供电***采用太阳能电池的供电装置。
本发明具有如下的优点：
本发明提出的一种公路隧道进出口过渡段路面能见度与结冰积雪安全监测预警综合***集成了公路隧道进出口普遍面临的问题，通过隧道进出口过渡段路面能见度模块可以有效解决日常早晨和黄昏能见度较低时隧道进出口的安全，也可以在恶劣气候环境(如：雨雪天气、大雾、雾霾、阴天)下及时启动，保证行驶车辆安全出入隧道。通过隧道进出口过渡段路面结冰积雪安全模块，可以即时反馈路面结冰积雪状况，通过交通监管部门及时发布预警信息或采取处治措施，有效保证隧道进出口路面安全。
由于传感器均安装在公路隧道进出口过渡段附近，可以对隧道公路路面实际情况进行实时监测、即时反馈、及时预警。结冰、积雪监测由温度检测、湿度检测和压力检测三部分组成，能见度监测由湿度检测和光照强度检测两部分构成，并且每个功能的监测由几个传感器同时监测，可以有效防止错误监测信息，实现信息及时准确的监测反馈。
本***在能见度低或恶劣天气时采用发光标识、标线、指示牌对驾驶员驾驶起到引导作用，通过路面积雪结冰监测***对隧道进出口路面状况进行预警，可以实时发布路面积雪结冰信息，提醒驾驶员及时做出应对措施，也有助于交通管理部门采取一些有效的管控措施。本***将隧道公路路面积雪结冰和能见度检测相结合，可监测路面温度、环境温度、环境湿度、隧道公路能见度等多种数据，监测数据全面具有实时性和准确性。本***可将检测到的数据及时反馈到交通管理部门和交通监控中心等部门，使相关部门能够及时掌握隧道进出口过渡段公路的实时状况，并做出准确有效的应对措施。
附图说明
图1公路隧道进出口路面能见度与结冰积雪安全预警***示意图；
图2传感器布设路面剖面图；
图3传感器布设路面平面图；
图4预警发布***装置图。
图中：1-数据处理***，2-能见度监测***，3-积雪结冰监测***，4-信号传输***，5-预警发布***，6-供电***，7-光照强度传感器，8-光束发射器，9-压力监测装置，10-湿度监测装置，11-温度监测装置，12-路边电子LED显示屏，13-无线信号发送装置，14-发光标识线。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做出进一步的说明。
参照图1的原理示意图、图2的传感器布设示意图和图2传感器布设平面图，本发明提供的一种公路隧道进出口路面能见度与结冰积雪安全预警***，包括数据处理***1，用于接收和处理整个路面积雪结冰监测数据及隧道进出口路段路面能见度监测数据，数据处理***1接收和处理整个路面积雪结冰监测数据及隧道进出口过渡段路面能见度检测数据后，通过预警发布***5向驾驶员发布预警信息，并通过信息传输***向有关部门发送公路隧道进出口路面实际情况。
能见度监测***2，用于检测公路隧道进出口过渡段路面能见度实际情况并反馈信息给数据处理***1，能见度监测***2包括均连接于数据处理***1的光照强度传感器7、光束发射器8以及湿度监测装置10，能见度监测***2监测公路隧道进出口路面的能见度，湿度监测装置10监测隧道进出口过渡段附近空气湿度情况。
具体的，能见度监测***2包括设置在路边或隧道墙壁一侧的光照强度传感器7和设置在路边或隧道墙壁另一侧的光束发射器8，通过光束发射器8向光照强度传感器7发射穿透力不强的光束，光照强度传感器7持续检测光束发射器8所发射的光束的光照强度变化，并将检测到的数据发送到数据处理***1；
积雪结冰监测***3，用于监测隧道公路结冰实际情况并反馈信息给数据处理***1，积雪结冰监测***3包括均连接于数据处理***1的压力监测装置9、湿度监测装置10及温度监测装置11，压力监测装置9监测路面压力情况，湿度监测装置10监测隧道公路空气湿度情况，温度监测装置11监测路面温度情况。
具体的，湿度监测装置10及温度监测装置11设置在路边或隧道墙壁一侧，用来检测隧道公路的湿度和温度情况。湿度检测装置10及温度检测装置11均与压力检测装置9连接，当湿度和温度达到阈值时启动压力监测装置9。压力监测装置9设置在路面内部，仅有压力监测端露出路面以检测路面结冰情况，并将监测到的数据发送给数据处理***1。
预警发布***5，用于向驾驶员和有关部门发送预警信息，具体的，预警发布***5包括均连接于数据处理***1的路边电子LED显示屏12、无线信号发送装置13及发光标识线14，路边电子LED显示屏12用来向驾驶员发布预警信息，无线信号发送装置13用于向有关部门发送预警信息，发光标识线14用于在能见度低时引导驾驶员行驶。
具体的，路边电子LED显示屏12用支撑物设置在隧道公路的一侧，或电子LED显示屏设置在公路某一净空位置，实时发布公路隧道的实际情况，发光标识线14设置在路面内，仅有发光侧与路面平齐，无线信号发送装置13设置在路边电子LED显示屏12的支撑物旁边。
工作时，公路隧道进出口过渡段路面结冰积雪监测实现方式为在公路隧道过渡段路面(或路肩位置)两侧按不同间距安装温度监测装置和湿度监测装置，实时监测隧道进出口过渡段路面温度和湿度，监测的温度和湿度数据及时传送到数据处理***，数据处理***根据传送的温度和湿度数据进行运算、判断和反馈。当采集的实际温度低于相应阈值时，触发温度预警；当采集的实际湿度高于相应阈值时，触发湿度预警；当信息处理***同时接到温度预警与湿度预警时，通过判断和反馈直接触发结冰积雪预警。为了提高公路隧道进出口过渡段路面结冰积雪监测精度，在公路隧道过渡段路面(或路肩位置)两侧按不同间距布设压力传感器，当压力传感器同时或多个监测到压力持续信号时，发布压力预警；结合温度预警与湿度预警进一步确认公路隧道进出口过渡段路面结冰积雪预警。
隧道公路能见度检测实现方式为通过光束发射装置向光照强度检测传感器发射光束，数据处理器对光照强度检测传感器进行实时检测，当检测值低于阀值时，及时进行反馈和发布能见度和湿度的预警信息，并通过公路隧道标识、标线、指示牌等发光装置引导车辆安全通行。同时可通过信息传输装置将隧道公路的实时情况反馈至有关部门，进行有效管控和引导。

Claims (8)

1.一种公路隧道进出口路面能见度与结冰积雪安全预警***，其特征在于，包括
数据处理***(1)，用于接收和处理整个路面积雪结冰监测数据及隧道进出口路段路面能见度监测数据，并通过预警发布***(5)向驾驶员发布预警信息；
能见度监测***(2)，用于检测公路隧道进出口过渡段路面能见度实际情况并反馈信息给数据处理***(1)；
积雪结冰监测***(3)，用于监测隧道公路结冰实际情况并反馈信息给数据处理***(1)。
2.根据权利要求1所述的一种公路隧道进出口路面能见度与结冰积雪安全预警***，其特征在于，还包括信息传输***(4)，数据处理***(1)通过信息传输***(4)向交通管理部门和交通监控中心部门发送公路隧道进出口路面实际情况。
3.根据权利要求1所述的一种公路隧道进出口路面能见度与结冰积雪安全预警***，其特征在于，能见度监测***(2)包括均连接于数据处理***(1)的光照强度传感器(7)和光束发射器(8)，光照强度传感器(7)设置在路边或隧道墙壁一侧，光束发射器(8)设置在路边或隧道墙壁另一侧通过光束发射器(8)向光照强度传感器(7)发射穿透力不强的光束，光照强度传感器(7)持续检测光束发射器(8)所发射的光束的光照强度变化，并将检测到的数据发送到数据处理***(1)。
4.根据权利要求3所述的一种公路隧道进出口路面能见度与结冰积雪安全预警***，其特征在于，能见度监测***(2)还包括均连接于数据处理***(1)的压力监测装置(9)、湿度监测装置(10)及温度监测装置(11)，压力监测装置(9)用于监测路面压力情况，湿度监测装置(10)用于监测隧道公路空气湿度情况，温度监测装置(11)用于监测路面温度情况。
5.根据权利要求4所述的一种公路隧道进出口路面能见度与结冰积雪安全预警***，其特征在于，湿度检测装置(10)及温度检测装置(11)均与压力检测装置(9)连接，当湿度和温度达到阈值时启动压力监测装置(9)，压力监测装置(9)设置在路面内部，压力监测端露出路面以检测路面结冰情况，并将监测到的数据发送给数据处理***(1)。
6.根据权利要求1所述的一种公路隧道进出口路面能见度与结冰积雪安全预警***，其特征在于，预警发布***(5)包括均连接于数据处理***(1)的路边电子LED显示屏(12)、无线信号发送装置(13)及发光标识线(14)，路边电子LED显示屏(12)用来向驾驶员发布预警信息，无线信号发送装置(13)用于向有关部门发送预警信息，发光标识线(14)用于在能见度低时引导驾驶员行驶。
7.根据权利要求1所述的一种公路隧道进出口路面能见度与结冰积雪安全预警***，其特征在于，还包括供电***(6)，用于为整个***供电。
8.根据权利要求7所述的一种公路隧道进出口路面能见度与结冰积雪安全预警***，其特征在于，供电***(6)采用太阳能电池的供电装置。
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