CN110176147A - 一种无人值守路况预警***及方法 - Google Patents

一种无人值守路况预警***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无人值守路况预警***，包括设置在隧道内的若干组红外对射传感器(1)，设置在隧道内的水位监测装置等。本发明还公开了一种无人值守路况预警方法，包括以下步骤：步骤1：采集隧道内车流信息和隧道内积水深度信息等步骤。本发明通过检测隧道内的积水深度及隧道内是否堵车来提示没有进入隧道的内的车辆；当积水达到第一水位传感器设定的深度且隧道内发出堵车现象时，对未进入隧道的车辆进行警示；当积水达到第一水位传感器设定的深度而隧道内不堵车时，车辆可正常通过隧道；当积水达到第二水位传感器设定的深度时，不管隧道内是否堵车，均对未进入隧道的车辆进行警示；如此则可以降低因隧道积水而带来的安全隐患。

Description

一种无人值守路况预警***及方法
技术领域
本发明涉及智能交通技术领域，具体提供一种无人值守路况预警***及方法。
背景技术
近年来，我国各大城市由强降雨引起的城市下穿隧道存在大量积水的现象时有发生，且有愈演愈烈的趋势。每逢大雨来袭，总有大城市变成“内海”的新闻报道，2012年7月21日北京地区特大暴雨灾害，多条隧道因积水导致交通瘫痪，更有司机因为没能在第一时间获知隧道内水位是否安全而误入隧道内，造成人员伤亡和财产损失。
为了解决上述问题，人们研发出了隧道内涝预警***，如申请号为201720505133.3的发明专利公开了一种城市隧道内涝报警装置，其通过设置处理器、水浸传感器、声光报警器和道闸；当隧道水位到达安全水位线时，水浸传感器发出信号，使声光报警器报警，道闸关闭，从而使车辆无法进入隧道，保证人员的安全。但上述的专利技术仍然存在很大的缺陷，即当发生强降雨且隧道内已出现了积水但积水并未达到安全水位线，而此时如果隧道内发生了堵车现象，由于积水未达到安全水位线，报警器不报警、道闸未关闭，隧道外的车辆源源不断的进入到隧道内，并被堵住，随着降雨的继续，隧道内的积水越积越深，给隧道内的车辆带来极大的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种无人值守路况预警***及方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种无人值守路况预警***，包括设置在隧道内的若干组红外对射传感器，设置在隧道内的水位监测装置，设置在隧道入口处的警示器，以及分别与红外对射传感器、水位监测装置以及警示器电连接的处理***。
进一步的，所述水位监测装置包括安装在隧道内的安装杆，设置在安装杆上的第一水位传感器，设置在安装杆上并位于第一水位传感器上方的第二水位传感器；所述第一水位传感器和第二水位传感器均与处理***电连接。
所述水位监测装置还包括设置在安装杆外侧的防护装置；所述防护装置包括开设有开口的外筒体，安装在外筒体的开口上的滤网，设置在外筒体内且一端与外筒体的内侧壁连接的若干块隔板，相邻两块隔板之间形成水流通道；所述隔板位于滤网和安装杆之间。
所述处理***包括主控制器，与主控制器连接的子控制器，与子控制器连接的时钟单元，与主控制器连接的无线传输单元；所述警示器、第一水位传感器以及第二水位传感器均与主控制器连接，所述红外对射传感器与子控制器连接。
相邻两个红外对射传感器之间的间距为20～50m。
一种无人值守路况预警方法，包括以下步骤：
步骤1：红外对射传感器采集隧道内车流信息，并上传到子控制器；第一水位传感器和第二水位传感器分别采集隧道内积水深度信息，并上传到主控制器；
步骤2：主控制器根据积水深度信息判断积水深度是否达到危险深度；是，主控制器发出预警信号；否，执行步骤3；
步骤3：主控制器判断积水是否达到警示深度；否，主控制器不发出预警信号，是，执行步骤4；
步骤4：子控制器根据车流信息判断隧道内是否发生堵车；否，子控制器不发送信号给主控制器，主控制器不发出预警信号；是，子控制器发送信号给主控制器，主控制器发出预警信号。
步骤2中当积水超过第二水位传感器的高度时，第一水位传感器和第二水位传感器均向主控制器发送信号，主控制器判定积水深度达到危险深度。
步骤3中当积水超过第一水位传感器的高度并位于第二水位传感器以下时，第一水位传感器向主控制器发送信号，主控制器判定积水深度达到警示深度。
步骤4中当任意一个红外对射传感器连续向子控制器发送信号的时间超过时钟单元预设时间时，子控制器判断隧道内发生堵车。
时钟单元预设的时间为30s。
本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：本发明通过检测隧道内的积水深度及隧道内是否堵车来提示没有进入隧道的内的车辆；当积水达到第一水位传感器设定的深度且隧道内发出堵车现象时，对未进入隧道的车辆进行警示；当积水达到第一水位传感器设定的深度而隧道内不堵车时，车辆可正常通过隧道；当积水达到第二水位传感器设定的深度时，不管隧道内是否堵车，均对未进入隧道的车辆进行警示；如此则可以降低因隧道积水而带来的安全隐患。
附图说明
图1为本发明的安装示意图。
图2为本发明的水位监测装置的俯视图。
图3为本发明的水位监测装置的剖视图。
图4为本发明的处理***与外部单元的连接示意图。
图5为本发明的无人值守路况预警方法的流程图。
附图中的附图标记为：
1—红外对射传感器，2—警示器，3—滤网，4—水流通道，5—隔板，6—外筒体，7—安装杆，8—第一水位传感器，9—第二水位传感器。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。
实施例1
如图1所示，本发明的无人值守路况预警***用于降低因隧道内积水给车辆带来安全隐患，其包括设置在隧道内的若干组红外对射传感器1，设置在隧道内的水位监测装置，设置在隧道入口处的警示器2，以及分别与红外对射传感器1、水位监测装置以及警示器电连接的处理***。
该红外对射传感器1用于检测隧道内是否发生堵车，其由发射端和接收端组成，工作时发射端向接收端发射红外线，当车辆通过并阻断发射端与接收端之间的信号连线时，红外对射传感器1则输出信号给处理***。水位监测装置用于监测隧道内的积水深度，其检测结果也输出给信号处理***，信号处理***则判断车辆通过隧道是否安全，如果不安全则通过警示器2警示未进入隧道内的车辆。该警示器可以是喇叭或显示器，其可安装在隧道入口处，以便于车主看到。红外对射传感器1的数量可以根据实际情况或隧道的长度进行设置，相邻两个红外对射传感器1之间的间距为20～50m，本实施例中，相邻两个红外对射传感器1之间的间距设置为35m。
进一步的，如图2、3所示，该水位监测装置包括安装在隧道内的安装杆7，固定在安装杆7上的第一水位传感器8，固定在安装杆7上并位于第一水位传感器8上方的第二水位传感器9；所述第一水位传感器8和第二水位传感器9均与处理***电连接。
水位监测装置安装于隧道内的最低处，第一水位传感8和第二水位传感器9均用于检测隧道内的积水深度，本实施例中，第一水位传感器8离地面的高度为10mm，第二水位传感器离地面的高度为25mm。
如图4所示，该处理***包括主控制器，与主控制器连接的子控制器，与子控制器连接的时钟单元，与主控制器连接的无线传输单元；所述警示器2、第一水位传感器8以及第二水位传感器9均与主控制器连接，所述红外对射传感器1与子控制器连接。
本实施例中，主控制器采用AT89S51单片机来实现，子控制器则采用AT89C51单片机来实现。时钟单元用于设定信号连续传输时长，其可采用DS3231时钟模块，本实施例设定为30s，即当红外对射传感器1向子控制器传输信号并持续30s以上时，子控制器则判断隧道内堵车，此时子控制器则发送信号给主控制器。该主控制器通过无线传输单元与交管部门的监控中心连接，无线传输单元可采用zigbee无线通讯模块。
工作时，红外对射传感器1检测隧道内的车流，当任意一个红外对射传感器1的红外线信号被车辆阻断时，该红外对射传感器则发送信号给子控制器，且当该红外对射传感器持续发送信号给子控制器的时间达到30s以上时，子控制器则输出信号给主控制器，此时***判定隧道内出现堵车现象；如果没有红外对射传感器持续30s发送信号给子控制器，则说明此时隧道内车辆正常通行，子控制器不发送信号给主控制器。
同时，第一水位传感器8和第二水位传感器9检测隧道内的积水深度，当积水位于第一水位传感器8下方时，第一水位传感器8和第二水位传感器9均不发送信号给主控制器，此时不管子控制器是否有发送信号给主控制器，主控制器都不向警示器发送警示信号，警示器不报警；即当积水位于第一水位传感器8下方时，不管隧道内是否堵车，外面车辆均可进入隧道。
当积水淹没第一水位传感器8而没有淹没第二水位传感器9时，第一水位传感器8则向主控制器发送信号，此时如果子控制器没有发送信号给主控制器，主控制器不向警示器发送警示信号，警示器不报警；即当积水超过第一水位传感器8而没有超过第二水位传感器9，且隧道内没有堵车时，外面车辆可正常进入隧道。
当积水淹没第一水位传感器8而没有淹没第二水位传感器9时，第一水位传感器8则向主控制器发送信号，此时如果子控制器也发送信号给主控制器，主控制器则向警示器发送警示信号，外面车辆则不允许进入隧道；即当积水超过第一水位传感器8而没有超过第二水位传感器9，且隧道内发生堵车时，外面车辆不允许进入隧道，如此可以降低因隧道内发生堵车而外面车辆源源不断的进入隧道，又因为降雨的继续，隧道内的积水越积越深，给隧道内的车辆带来的安全隐患。同时，主控制器还发送信号给交管部门的监控中心，通知交管部门前来处理。
当积水淹没第二水位传感器9时，第一水位传感器8和第二水位传感器9均向主控制器发送信号，此时不管子控制器是否有发送信号给主控制器，主控制器都向警示器发送警示信号，警示器报警，外面车辆则不允许进入隧道；即当积水淹没第二水位传感器9，此时隧道内已达到警示水位，车辆已无法安全通过，此时不管隧道内是否堵车，都不允许车辆进入隧道。
另外，本发明也可在隧道入口处设置闸门，在警示器报警时可关闭闸门，防止车辆进入，在此不再陈述。
实施例2
本实施例的无人值守路况预警***与实施例1中的无人值守路况预警***基本相同，其不同点在于，本实施例中的无人值守路况预警***的水位监测装置还包括设置在安装杆7外侧的防护装置。
如图2所示，该防护装置包括开设有开口的外筒体6，安装在外筒体6的开口上的滤网3，设置在外筒体6内且一端与外筒体6的内侧壁连接的若干块隔板5，相邻两块隔板5之间形成水流通道4；所述隔板5位于滤网3和安装杆7之间。具体的，滤网3可通过螺丝安装在外筒体6的开口上，其可以防止杂物进入到外筒体6内；隔板5的长度短于外筒体6的长度，若干隔板则依次交错的焊接在外筒体6的相对两个侧壁，使得相邻的两块隔块之间形成水流通道4，如图2所示。使用时，积水会从外筒体6的开口进入，并沿水流通道4进入到外筒体内部，而通过上述设计，车辆经过时牵起的波浪则由隔块5削弱，防止波浪影响水位检测的精度，进而产生误报现象。
实施例3
本实施例为实施例1的无人值守路况预警***的预警方法，如图5所示，其包括以下步骤：
步骤1：红外对射传感器采集隧道内车流信息，并上传到子控制器，即当车辆经过时阻断红外对射传感器的发射端和接收端之间的连线，红外对射传感器则发送信号给子控制器。第一水位传感器和第二水位传感器分别采集隧道内积水深度信息，并上传到主控制器，即当积水淹没第一水位传感器和第二水位传感器时，第一水位传感器和第二水位传感器则传输信号给主控制器。
步骤2：主控制器根据积水深度信息判断积水深度是否达到危险深度；是，主控制器发出预警信号给警示器，警示器开始警示隧道外面的车辆，不允许外面车辆进入隧道；否，执行步骤3。其中，当积水超过第二水位传感器的高度时，第一水位传感器和第二水位传感器均向主控制器发送信号，此时主控制器判定积水深度达到危险深度。
步骤3：主控制器判断积水是否达到警示深度；否，主控制器不发出预警信号给警示器，警示器不警示，车辆可正常进入隧道；是，执行步骤4。其中，当积水超过第一水位传感器的高度并位于第二水位传感器以下时，第一水位传感器向主控制器发送信号，此时主控制器判定积水深度达到警示深度。
步骤4：子控制器根据车流信息判断隧道内是否发生堵车；否，子控制器不发送信号给主控制器，主控制器不发出预警信号给警示器，车辆可正常进入隧道；是，子控制器发送信号给主控制器，主控制器发出预警信号给警示器，警示器开始警示隧道外面的车辆，不允许外面车辆进入隧道。其中，当任意一个红外对射传感器连续向子控制器发送信号的时间超过时钟单元预设的时间时，子控制器则判断隧道内发生堵车。本实施例中，时钟单元预设的时间为30s。
如上所述，便可很好的实施本发明。

Claims (10)

1.一种无人值守路况预警***，其特征在于：包括设置在隧道内的若干组红外对射传感器(1)，设置在隧道内的水位监测装置，设置在隧道入口处的警示器(2)，以及分别与红外对射传感器(1)、水位监测装置以及警示器(2)电连接的处理***。
2.根据权利要求1所述的一种无人值守路况预警***，其特征在于：所述水位监测装置包括安装在隧道内的安装杆(7)，设置在安装杆(7)上的第一水位传感器(8)，设置在安装杆(7)上并位于第一水位传感器(8)上方的第二水位传感器(9)；所述第一水位传感器(8)和第二水位传感器(9)均与处理***电连接。
3.根据权利要求2所述的一种无人值守路况预警***，其特征在于：所述水位监测装置还包括设置在安装杆(7)外侧的防护装置；所述防护装置包括开设有开口的外筒体(6)，安装在外筒体(6)的开口上的滤网(3)，设置在外筒体(6)内且一端与外筒体(6)的内侧壁连接的若干块隔板(5)，相邻两块隔板(5)之间形成水流通道(4)；所述隔板(5)位于滤网(3)和安装杆(7)之间。
4.根据权利要求2所述的一种无人值守路况预警***，其特征在于：所述处理***包括主控制器，与主控制器连接的子控制器，与子控制器连接的时钟单元，与主控制器连接的无线传输单元；所述警示器(2)、第一水位传感器(8)以及第二水位传感器(9)均与主控制器连接，所述红外对射传感器(1)与子控制器连接。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种无人值守路况预警***，其特征在于：相邻两个红外对射传感器(1)之间的间距为20～50m。
6.一种无人值守路况预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：红外对射传感器采集隧道内车流信息，并上传到子控制器；第一水位传感器和第二水位传感器分别采集隧道内积水深度信息，并上传到主控制器；
步骤2：主控制器根据积水深度信息判断积水深度是否达到危险深度；是，主控制器发出预警信号；否，执行步骤3；
步骤3：主控制器判断积水是否达到警示深度；否，主控制器不发出预警信号，是，执行步骤4；
步骤4：子控制器根据车流信息判断隧道内是否发生堵车；否，子控制器不发送信号给主控制器，主控制器不发出预警信号；是，子控制器发送信号给主控制器，主控制器发出预警信号。
7.根据权利要求6所述的一种无人值守路况预警方法，其特征在于，步骤2中当积水超过第二水位传感器的高度时，第一水位传感器和第二水位传感器均向主控制器发送信号，主控制器判定积水深度达到危险深度。
8.根据权利要求6所述的一种无人值守路况预警方法，其特征在于，步骤3中当积水超过第一水位传感器的高度并位于第二水位传感器以下时，第一水位传感器向主控制器发送信号，主控制器判定积水深度达到警示深度。
9.根据权利要求6所述的一种无人值守路况预警方法，其特征在于，步骤4中当任意一个红外对射传感器连续向子控制器发送信号的时间超过时钟单元预设时间时，子控制器判断隧道内发生堵车。
10.根据权利要求9所述的一种无人值守路况预警方法，其特征在于，时钟单元预设的时间为30s。
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