CN113049029A - 基于无线通信技术的城市道路运行安全在线监测云平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开基于无线通信技术的城市道路运行安全在线监测云平台，包括包括城市下穿道路分解模块、上层道路基本参数获取模块、上层道路偏移检测模块、上层道路倾斜检测模块、安全数据库、承重柱承重力检测模块、参数处理分析模块、监管服务器和在线显示终端，通过对城市下穿道路对应的上层道路进行基本参数获取、偏移检测、偏移检测和承重检测，并以此分析统计上层道路对下层道路的基本参数危险系数、偏移危险系数、倾斜危险系数和承重危险系数，进而由此计算城市下穿道路上层道路对下层道路的综合运行危险系数，避免了因上层道路存在运行危险时对下层道路造成的危害，进而同时保障了上层道路和下层道路的运行安全。

Description

基于无线通信技术的城市道路运行安全在线监测云平台

技术领域

本发明属于城市道路运行安全监测技术领域，涉及城市下穿道路运行安全监测技术，具体为基于无线通信技术的城市道路运行安全在线监测云平台。

背景技术

随着城市化进程的加快,交通运输压力的增大,很多地方的运输量远远超过了该段路面所能承受的能力,为了保证城市交通的有序进行,城市下穿道路已经成为一种必然。城市下穿道路利用道路的空间分布特点将车流分隔，不仅可以有效缓解车辆和行人的冲突,在一些关键交通枢纽也能起到缓解车辆分流的作用,大大缓解了交通压力。

对于城市下穿道路来说，由于其属于上、下层道路立体结构，上层道路的运行状况势必会影响下层道路的运行状况，例如，当上层道路存在偏移、倾斜、超载等安全隐患时，而这些安全隐患过大时，上层道路会出现坍塌，这不仅对上层道路上行驶车辆、行人的安全造成危害，还会对下层道路上行驶车辆、行人的安全造成危害。因此对城市下穿道路的运行安全监测显得尤为重要，鉴于此，本发明提出基于无线通信技术的城市道路运行安全在线监测云平台。

发明内容

本发明的目的是提供基于无线通信技术的城市道路运行安全在线监测云平台，通过对城市下穿道路对应的上层道路进行基本参数获取、偏移检测、倾斜检测和承重检测，并根据检测结果，分析统计上层道路对下层道路的基本参数危险系数、偏移危险系数、倾斜危险系数和承重危险系数，进而由此计算城市下穿道路上层道路对下层道路的综合运行危险系数，实现了对城市下穿道路的运行安全监测。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

基于无线通信技术的城市道路运行安全在线监测云平台，包括城市下穿道路分解模块、上层道路基本参数获取模块、上层道路偏移检测模块、上层道路倾斜检测模块、安全数据库、承重柱承重力检测模块、参数处理分析模块、监管服务器和在线显示终端；

所述城市下穿道路分解模块用于将城市下穿道路按照道路所处的位置关系分解为上层道路和下层道路，其中上层道路位于下层道路顶部；

所述上层道路基本参数获取模块用于对上层道路的基本参数进行获取，并将获取的上层道路的基本参数构成上层道路基本参数集合R(R_l,R_w,R_d,R_h)，R_l、R_w、R_d、R_h分别表示为上层道路的长度、宽度、厚度、距离下层道路的高度，上层道路基本参数获取模块将上层道路基本参数集合发送至参数处理分析模块；

所述安全数据库用于存储该城市下穿道路的上层道路对应各使用年限对应的安全偏移距离，存储上层道路侧边相邻采集点的标准垂直距离对比差值，存储各种倾斜指数对比值对应的倾斜危险系数，并存储单个承重柱对应的标准承重力；

所述上层道路偏移检测模块用于对上层道路进行偏移检测，其具体检测过程包括以下步骤：

S1:在上层道路底部区域进行检测点布设，得到布设的若干检测点，并将布设的各检测点按照预设的顺序进行编号，分别标记为1,2...i...n；

S2:获取上层道路底部区域对应映射的下层道路路面区域，并在映射的下层道路路面区域确定中心点，记为o,由此分别对上层道路底部区域布设的各检测点测量距离下层道路路面区域中心点的直线距离，进而将测量得到的各检测点距离下层道路路面区域中心点的直线距离构成检测点直线距离集合X(x_1o,x_2o,…,x_io,…,x_no)，x_io表示为第i个检测点距离下层道路路面区域中心点的直线距离；

S3:将检测点直线距离集合与该上层道路投入使用时底部区域各检测点距离下层道路路面区域中心点的原始直线距离进行对比，得到各检测点的偏移距离，并构成检测点偏移距离集合ΔX(Δx₁,Δx₂,…,Δx_i,…,Δx_n)，Δx_i表示为第i个检测点的偏移距离，上层道路偏移检测模块将检测点偏移距离集合发送至参数处理分析模块；

所述上层道路倾斜检测模块用于对上层道路进行倾斜检测，其具体检测过程以下步骤：

G1:提取上层道路对应的两个侧边轮廓线，并对提取的两个侧边轮廓线分别记为A、B；

G2:在提取的两个侧边轮廓线上分别均匀布置若干采集点，其中对A侧边轮廓线布置的各采集点按照距离上层道路起点由近到远的顺序进行编号，依次标记为1,2...a...z,对B侧边轮廓线布置的各采集点按照距离上层道路起点由近到远的顺序进行编号，依次标记为1,2...b...y；

G3:分别对A、B侧边轮廓线布置的各采集点测量距离下层道路路面的垂直距离，该距离下层道路路面的垂直距离记为垂直距离，并将测量得到的A侧边轮廓线布置的各采集点的垂直距离构成A侧边采集点垂直距离集合H_A(H_A1,H_A2,…,H_Aa,…,H_Az)，H_Aa表示为上层道路A侧边轮廓线的第a个采集点的垂直距离，同时将测量得到的B侧边轮廓线布置的各采集点的垂直距离构成B侧边采集点垂直距离集合H_B(H_B1,H_B2,…,H_Bb,…,H_By)，H_Bb表示为上层道路B侧边轮廓线的第b个采集点的垂直距离；

G4:将A侧边采集点垂直距离集合中各采集点的垂直距离进行相邻两个采集点的垂直距离差值计算，得到上层道路A侧边轮廓线相邻采集点的垂直距离差值，并构成A侧边相邻采集点垂直距离对比集合ΔH_A[ΔH_A1,ΔH_A2,…,ΔH_Aa,...,ΔH_A(z-1)]，ΔH_Aa表示为上层道路A侧边轮廓线第a个采集点的垂直距离与第a+1个采集点的垂直距离之间的对比差值，同样地将B侧边采集点垂直距离集合中各采集点的垂直距离进行相邻两个采集点的垂直距离差值计算，得到上层道路B侧边轮廓线相邻采集点的垂直距离差值，并构成B侧边相邻采集点垂直距离对比集合ΔH_B[ΔH_B1,ΔH_B2,...,ΔH_Bb,...,ΔH_B(y-1)]，ΔH_Bb表示为上层道路B侧边轮廓线第b个采集点的垂直距离与第b+1个采集点的垂直距离之间的对比差值,上层道路倾斜检测模块将A侧边相邻采集点垂直距离对比集合和B侧边相邻采集点垂直距离对比集合发送至参数处理分析模块；

所述承重柱承重力检测模块用于对位于上层道路与下层道路之间支撑上层道路的承重柱的数量进行统计，并对统计的各承重柱进行编号，分别标记为1,2...j...m,同时在各承重柱的上方安装压力传感器，用于检测各承重柱的承重力，由此将得到的各承重柱的承重力构成承重柱承重力集合F(f1,f2,...,fj,...,fm)，fj表示为第j个承重柱的承重力，承重柱承重力检测模块将承重柱承重力集合发送至参数处理分析模块；

所述参数处理分析模块接收上层道路基本参数获取模块发送的上层道路基本参数集合，并根据上层道路基本参数集合统计上层道路对下层道路的基本参数危险系数，并发送至监管服务器；

所述参数处理分析模块接收上层道路偏移检测模块发送的检测点偏移距离集合，并获取该城市下穿道路的上层道路对应的使用年限，由此根据获取的该城市下穿道路的上层道路对应的使用年限从安全数据库中筛选出该城市下穿道路上层道路对应该使用年限对应的安全偏移距离，从而根据检测点偏移距离集合与该城市下穿道路的上层道路对应该使用年限对应的安全偏移距离统计上层道路对下层道路的偏移危险系数，并发送至监管服务器；

所述参数处理分析模块接收上层道路倾斜检测模块发送的A侧边相邻采集点垂直距离对比集合和B侧边相邻采集点垂直距离对比集合，并从安全数据库中提取上层道路侧边相邻采集点的标准垂直距离对比差值，由此根据A侧边相邻采集点垂直距离对比集合和上层道路侧边相邻采集点的标准垂直距离对比差值统计上层道路A侧边对应的倾斜指数，同样地，根据B侧边相邻采集点垂直距离对比集合和上层道路侧边相邻采集点的标准垂直距离对比差值统计上层道路B侧边对应的倾斜指数,以此将上层道路A侧边对应的倾斜指数和B侧边对应的倾斜指数进行对比，若相同，则不进行处理，若不相同，则将上层道路A侧边对应的倾斜指数与B侧边对应的倾斜指数进行相减并取绝对值，所得到的结果记为倾斜指数对比值，以此将倾斜指数对比值与安全数据库中各种倾斜指数对比值对应的倾斜危险系数进行对比，由此筛选得到该上层道路对下层道路的倾斜危险系数，并发送至监管服务器；

所述参数处理分析模块还接收承重柱承重力检测模块发送的承重柱承重力集合，并将接收的承重柱承重力集合与安全数据库中单个承重柱对应的标准承重力进行对比，得到承重柱承重力对比集合ΔF(Δf1,Δf2,...,Δfj,...,Δfm)，以此根据承重柱承重力对比集合统计上层道路对下层道路的承重危险系数，并发送至监管服务器；

所述监管服务器接收参数处理分析模块发送的上层道路对下层道路的基本参数危险系数、偏移危险系数、倾斜危险系数和承重危险系数，进而统计城市下穿道路上层道路对下层道路的综合运行危险系数，并发送至在线显示终端；

所述在线显示终端接收监管服务器发送的城市下穿道路上层道路对下层道路的综合运行危险系数，并进行在线显示。

作为本发明一种优选的技术方案，所述在上层道路底部区域进行检测点布设，其具体布设方法执行以下步骤：

T1:统计上层道路底部区域的面积；

T2:将上层道路底部区域的面积进行均匀等分，以此将上层道路底部区域均匀划分为各子区域；

T3:分别在划分的各子区域的中心位置布设单个检测点，由此得到布设的若干检测点。

作为本发明一种优选的技术方案，所述上层道路倾斜检测模块在提取的两个侧边轮廓线上分别均匀布置若干采集点，其具体布置方法执行以下步骤：

D1:分别获取上层道路提取的两个侧边轮廓线的长度；

D2:将两个侧边轮廓线的长度进行均匀等分，各等分点即为布置的各采集点。

作为本发明一种优选的技术方案，所述上层道路对下层道路的基本参数危险系数的计算公式为

作为本发明一种优选的技术方案，所述上层道路对下层道路的偏移危险系数的计算公式为

Δx′表示为该城市下穿道路上层道路对应该使用年限对应的安全偏移距离。

作为本发明一种优选的技术方案，所述上层道路A侧边对应的倾斜指数的计算公式为

ΔH′表示为上层道路侧边相邻采集点的标准垂直距离对比差值，上层道路B侧边对应的倾斜指数的计算公式为

作为本发明一种优选的技术方案，所述上层道路对下层道路的承重危险系数的计算公式为

f₀表示为单个承重柱对应的标准承重力。

作为本发明一种优选的技术方案，所述城市下穿道路上层道路对下层道路的综合运行危险系数的计算公式为

表示为城市下穿道路上层道路对下层道路的综合危险系数，ε、η、δ、σ分别表示为城市下穿道路上层道路对下层道路的基本参数危险系数、偏移危险系数、倾斜危险系数、承重危险系数。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明通过对城市下穿道路对应的上层道路进行基本参数获取、偏移检测、偏移检测和承重检测，并根据检测结果，分析统计上层道路对下层道路的基本参数危险系数、偏移危险系数、倾斜危险系数和承重危险系数，进而由此计算城市下穿道路上层道路对下层道路的综合运行危险系数，实现了对城市下穿道路的运行安全监测，避免了因上层道路存在运行危险时对下层道路造成的危害，进而同时保障了上层道路和下层道路的运行安全。

(2)本发明在对上层道路进行偏移检测过程中，通过对上层道路底部区域进行检测点布设，以此得到各检测点的偏移距离，避免只进行单个检测点的偏移检测导致得到的检测结果存在误差，不符合真实数据，影响后续统计上层道路对下层道路的偏移危险系数的可靠度。

(3)本发明在对上层道路进行倾斜指数检测过程中，通过对上层道路两个侧边均进行倾斜指数检测，避免只对任意单个侧边进行倾斜指数检测造成检测片面化、不能全面反映上层道路的倾斜状况，同时为后面进行上层道路对下层道路的倾斜危险系数提供统计数据依据。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明的模块连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1所示，基于无线通信技术的城市道路运行安全在线监测云平台，包括城市下穿道路分解模块、上层道路基本参数获取模块、上层道路偏移检测模块、上层道路倾斜检测模块、安全数据库、承重柱承重力检测模块、参数处理分析模块、监管服务器和在线显示终端，其中城市下穿道路分解模块分别与上层道路基本参数获取模块、上层道路偏移检测模块、上层道路倾斜检测模块和承重柱承重力检测模块连接，上层道路基本参数获取模块、上层道路偏移检测模块、上层道路倾斜检测模块和承重柱承重力检测模块均与参数处理分析模块连接，参数处理分析模块与监管服务器连接，监管服务器与在线显示终端连接。

城市下穿道路分解模块用于将城市下穿道路按照道路所处的位置关系分解为上层道路和下层道路，其中上层道路位于下层道路顶部。

上层道路基本参数获取模块用于对上层道路的基本参数进行获取，并将获取的上层道路的基本参数构成上层道路基本参数集合R(R_l,R_w,R_d,R_h)，R_l、R_w、R_d、R_h分别表示为上层道路的长度、宽度、厚度、距离下层道路的高度，上层道路基本参数获取模块将上层道路基本参数集合发送至参数处理分析模块。

本实施例通过对上层道路的基本参数进行获取，为后面统计上层道路对下层道路的基本参数危险系数提供统计基础。

安全数据库用于存储该城市下穿道路的上层道路对应各使用年限对应的安全偏移距离，存储上层道路侧边相邻采集点的标准垂直距离对比差值，存储各种倾斜指数对比值对应的倾斜危险系数，并存储单个承重柱对应的标准承重力。

上层道路偏移检测模块用于对上层道路进行偏移检测，其具体检测过程包括以下步骤：

S1:在上层道路底部区域进行检测点布设，得到布设的若干检测点，其具体布设方法执行以下步骤：

T1:统计上层道路底部区域的面积；

T2:将上层道路底部区域的面积进行均匀等分，以此将上层道路底部区域均匀划分为各子区域；

T3:分别在划分的各子区域的中心位置布设单个检测点，由此得到布设的若干检测点，并将布设的各检测点按照预设的顺序进行编号，分别标记为1,2...i...n；

S2:获取上层道路底部区域对应映射的下层道路路面区域，并在映射的下层道路路面区域确定中心点，记为o,由此分别对上层道路底部区域布设的各检测点测量距离下层道路路面区域中心点的直线距离，进而将测量得到的各检测点距离下层道路路面区域中心点的直线距离构成检测点直线距离集合X(x_1o,x_2o,...,x_io,...,x_no)，x_io表示为第i个检测点距离下层道路路面区域中心点的直线距离；

S3:将检测点直线距离集合与该上层道路投入使用时底部区域各检测点距离下层道路路面区域中心点的原始直线距离进行对比，得到各检测点的偏移距离，其中各检测点的偏移距离的具体计算方式为将各检测点距离下层道路路面区域中心点的原始直线距离减去当前各检测点距离下层道路路面区域中心点的直线距离，并以此构成检测点偏移距离集合ΔX(Δx₁,Δx₂,...,Δx_i,...,Δx_n)，Δx_i表示为第i个检测点的偏移距离，上层道路偏移检测模块将检测点偏移距离集合发送至参数处理分析模块。

本实施例通过对上层道路底部区域进行检测点布设，以此得到各检测点的偏移距离，避免只进行单个检测点的偏移检测导致得到的检测结果存在误差，不符合真实数据，影响后续统计上层道路对下层道路的偏移危险系数的可靠度。

上层道路倾斜检测模块用于对上层道路进行倾斜检测，其具体检测过程以下步骤：

G1:提取上层道路对应的两个侧边轮廓线，并对提取的两个侧边轮廓线分别记为A、B；

G2:在提取的两个侧边轮廓线上分别均匀布置若干采集点，其具体布置方法执行以下步骤：

D1:分别获取上层道路提取的两个侧边轮廓线的长度；

D2:将两个侧边轮廓线的长度进行均匀等分，各等分点即为布置的各采集点；

其中对A侧边轮廓线布置的各采集点按照距离上层道路起点由近到远的顺序进行编号，依次标记为1,2...a...z,对B侧边轮廓线布置的各采集点按照距离上层道路起点由近到远的顺序进行编号，依次标记为1,2...b...y；

G3:分别对A、B侧边轮廓线布置的各采集点测量距离下层道路路面的垂直距离，该距离下层道路路面的垂直距离记为垂直距离，并将测量得到的A侧边轮廓线布置的各采集点的垂直距离构成A侧边采集点垂直距离集合H_A(H_A1,H_A2,...,H_Aa,...,H_Az)，H_Aa表示为上层道路A侧边轮廓线的第a个采集点的垂直距离，同时将测量得到的B侧边轮廓线布置的各采集点的垂直距离构成B侧边采集点垂直距离集合H_B(H_B1,H_B2,...,H_Bb,...,H_By)，H_Bb表示为上层道路B侧边轮廓线的第b个采集点的垂直距离；

G4:将A侧边采集点垂直距离集合中各采集点的垂直距离进行相邻两个采集点的垂直距离差值计算，得到上层道路A侧边轮廓线相邻采集点的垂直距离差值，并构成A侧边相邻采集点垂直距离对比集合ΔH_A[ΔH_A1,ΔH_A2,...,ΔH_Aa,...,ΔH_A(z-1)]，ΔH_Aa表示为上层道路A侧边轮廓线第a个采集点的垂直距离与第a+1个采集点的垂直距离之间的对比差值，同样地将B侧边采集点垂直距离集合中各采集点的垂直距离进行相邻两个采集点的垂直距离差值计算，得到上层道路B侧边轮廓线相邻采集点的垂直距离差值，并构成B侧边相邻采集点垂直距离对比集合ΔH_B[ΔH_B1,ΔH_B2,...,ΔH_Bb,...,ΔH_B(y-1)]，ΔH_Bb表示为上层道路B侧边轮廓线第b个采集点的垂直距离与第b+1个采集点的垂直距离之间的对比差值,上层道路倾斜检测模块将A侧边相邻采集点垂直距离对比集合和B侧边相邻采集点垂直距离对比集合发送至参数处理分析模块。

本实施例通过对上层道路两个侧边均进行倾斜指数检测，避免只对任意单个侧边进行倾斜指数检测造成检测片面化、不能全面反映上层道路的倾斜状况，同时为后面进行上层道路对下层道路的倾斜危险系数提供统计数据依据。

承重柱承重力检测模块用于对位于上层道路与下层道路之间支撑上层道路的承重柱的数量进行统计，并对统计的各承重柱进行编号，分别标记为1,2...j...m,同时在各承重柱的上方安装压力传感器，用于检测各承重柱的承重力，由此将得到的各承重柱的承重力构成承重柱承重力集合F(f1,f2,...,fj,...,fm)，fj表示为第j个承重柱的承重力，承重柱承重力检测模块将承重柱承重力集合发送至参数处理分析模块。

参数处理分析模块接收上层道路基本参数获取模块发送的上层道路基本参数集合，并根据上层道路基本参数集合统计上层道路对下层道路的基本参数危险系数

并发送至监管服务器；

本实施例统计的上层道路对下层道路的基本参数危险系数实现了上层道路的基本参数对下层道路造成的危险状况的量化展示，其中上层道路越长，表明下层道路下穿的距离越长，对下层道路造成的危险性越大，上层道路距离下层道路越高，其坍塌的概率越大，对下层道路造成的危险性越大。

参数处理分析模块接收上层道路偏移检测模块发送的检测点偏移距离集合，并获取该城市下穿道路的上层道路对应的使用年限，由此根据获取的该城市下穿道路的上层道路对应的使用年限从安全数据库中筛选出该城市下穿道路上层道路对应该使用年限对应的安全偏移距离，从而根据检测点偏移距离集合与该城市下穿道路上层道路对应该使用年限对应的安全偏移距离统计上层道路对下层道路的偏移危险系数

Δx′表示为该城市下穿道路上层道路对应该使用年限对应的安全偏移距离，并发送至监管服务器；

本实施例统计的上层道路对下层道路的偏移危险系数实现了上层道路的偏移对下层道路造成的危险状况的量化展示，其中偏移危险系数越大，下层道路所处的危险程度越高。

参数处理分析模块接收上层道路倾斜检测模块发送的A侧边相邻采集点垂直距离对比集合和B侧边相邻采集点垂直距离对比集合，并从安全数据库中提取上层道路侧边相邻采集点的标准垂直距离对比差值，由此根据A侧边相邻采集点垂直距离对比集合和上层道路侧边相邻采集点的标准垂直距离对比差值统计上层道路A侧边对应的倾斜指数

同样地，根据B侧边相邻采集点垂直距离对比集合和上层道路侧边相邻采集点的标准垂直距离对比差值统计上层道路B侧边对应的倾斜指数

ΔH′表示为上层道路侧边相邻采集点的标准垂直距离对比差值，以此将上层道路A侧边对应的倾斜指数和B侧边对应的倾斜指数进行对比，若相同，则不进行处理，若不相同，则将上层道路A侧边对应的倾斜指数与B侧边对应的倾斜指数进行相减并取绝对值，所得到的结果记为倾斜指数对比值，以此将倾斜指数对比值与安全数据库中各种倾斜指数对比值对应的倾斜危险系数进行对比，由此筛选得到该上层道路对下层道路的倾斜危险系数，并发送至监管服务器；

本实施例统计的上层道路A侧边对应的倾斜指数和B侧边对应的倾斜指数实现了上层道路两侧边倾斜程度的量化展示，为统计上层道路对下层道路的倾斜危险系数提供统计依据。

本实施例统计的上层道路对下层道路的倾斜危险系数实现了上层道路两侧边倾斜程度不一致对下层道路造成的危险状况的量化展示，其中倾斜危险系数越大，下层道路所处的危险程度越高。

参数处理分析模块还接收承重柱承重力检测模块发送的承重柱承重力集合，并将接收的承重柱承重力集合与安全数据库中单个承重柱对应的标准承重力进行对比，得到承重柱承重力对比集合ΔF(Δf1,Δf2,...,Δfj,...,Δfm)，以此根据承重柱承重力对比集合统计上层道路对下层道路的承重危险系数

f₀表示为单个承重柱对应的标准承重力，并发送至监管服务器。

本实施例统计的上层道路对下层道路的承重危险系数实现了上层道路的承重对下层道路造成的危险状况的量化展示，其中承重偏移危险系数越大，下层道路所处的危险程度越高。

监管服务器接收参数处理分析模块发送的上层道路对下层道路的基本参数危险系数、偏移危险系数、倾斜危险系数和承重危险系数，进而统计城市下穿道路上层道路对下层道路的综合运行危险系数

表示为城市下穿道路上层道路对下层道路的综合危险系数，ε、η、δ、σ分别表示为城市下穿道路上层道路对下层道路的基本参数危险系数、偏移危险系数、倾斜危险系数、承重危险系数，并发送至在线显示终端。

本实施例统计的上层道路对下层道路的综合运行危险系数融合了上层道路对下层道路的基本参数危险系数、偏移危险系数、倾斜危险系数和承重危险系数，其检测指标全面，能够反映上层道路对下层道路造成的综合运行危险状况，为道路管理人员评估该城市下穿道路是否能够继续运营提供可靠全面的评估依据，避免了因上层道路存在运行危险时对下层道路造成的危害，进而同时保障了上层道路和下层道路的运行安全。

在线显示终端接收监管服务器发送的城市下穿道路上层道路对下层道路的综合运行危险系数，并进行在线显示。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.基于无线通信技术的城市道路运行安全在线监测云平台，其特征在于：包括城市下穿道路分解模块、上层道路基本参数获取模块、上层道路偏移检测模块、上层道路倾斜检测模块、安全数据库、承重柱承重力检测模块、参数处理分析模块、监管服务器和在线显示终端；

所述城市下穿道路分解模块用于将城市下穿道路按照道路所处的位置关系分解为上层道路和下层道路，其中上层道路位于下层道路顶部；

所述上层道路基本参数获取模块用于对上层道路的基本参数进行获取，并将获取的上层道路的基本参数构成上层道路基本参数集合R(R_l,R_w,R_d,R_h)，R_l、R_w、R_d、R_h分别表示为上层道路的长度、宽度、厚度、距离下层道路的高度，上层道路基本参数获取模块将上层道路基本参数集合发送至参数处理分析模块；

所述安全数据库用于存储该城市下穿道路的上层道路对应各使用年限对应的安全偏移距离，存储上层道路侧边相邻采集点的标准垂直距离对比差值，存储各种倾斜指数对比值对应的倾斜危险系数，并存储单个承重柱对应的标准承重力；

所述上层道路偏移检测模块用于对上层道路进行偏移检测，其具体检测过程包括以下步骤：

S1:在上层道路底部区域进行检测点布设，得到布设的若干检测点，并将布设的各检测点按照预设的顺序进行编号，分别标记为1,2...i...n；

S2:获取上层道路底部区域对应映射的下层道路路面区域，并在映射的下层道路路面区域确定中心点，记为o,由此分别对上层道路底部区域布设的各检测点测量距离下层道路路面区域中心点的直线距离，进而将测量得到的各检测点距离下层道路路面区域中心点的直线距离构成检测点直线距离集合X(x_1o,x_2o,…,x_io,…,x_no)，x_io表示为第i个检测点距离下层道路路面区域中心点的直线距离；

S3:将检测点直线距离集合与该上层道路投入使用时底部区域各检测点距离下层道路路面区域中心点的原始直线距离进行对比，得到各检测点的偏移距离，并构成检测点偏移距离集合ΔX(Δx₁,Δx₂,…,Δx_i,…,Δx_n)，Δx_i表示为第i个检测点的偏移距离，上层道路偏移检测模块将检测点偏移距离集合发送至参数处理分析模块；

所述上层道路倾斜检测模块用于对上层道路进行倾斜检测，其具体检测过程以下步骤：

G1:提取上层道路对应的两个侧边轮廓线，并对提取的两个侧边轮廓线分别记为A、B；

G2:在提取的两个侧边轮廓线上分别均匀布置若干采集点，其中对A侧边轮廓线布置的各采集点按照距离上层道路起点由近到远的顺序进行编号，依次标记为1,2...a...z,对B侧边轮廓线布置的各采集点按照距离上层道路起点由近到远的顺序进行编号，依次标记为1,2...b...y；

G3:分别对A、B侧边轮廓线布置的各采集点测量距离下层道路路面的垂直距离，该距离下层道路路面的垂直距离记为垂直距离，并将测量得到的A侧边轮廓线布置的各采集点的垂直距离构成A侧边采集点垂直距离集合H_A(H_A1,H_A2,…,H_Aa,…,H_Az)，H_Aa表示为上层道路A侧边轮廓线的第a个采集点的垂直距离，同时将测量得到的B侧边轮廓线布置的各采集点的垂直距离构成B侧边采集点垂直距离集合H_B(H_B1,H_B2,...,H_Bb,…,H_By)，H_Bb表示为上层道路B侧边轮廓线的第b个采集点的垂直距离；

G4:将A侧边采集点垂直距离集合中各采集点的垂直距离进行相邻两个采集点的垂直距离差值计算，得到上层道路A侧边轮廓线相邻采集点的垂直距离差值，并构成A侧边相邻采集点垂直距离对比集合ΔH_A[ΔH_A1,ΔH_A2,...,ΔH_Aa,...,ΔH_A(z-1)]，ΔH_Aa表示为上层道路A侧边轮廓线第a个采集点的垂直距离与第a+1个采集点的垂直距离之间的对比差值，同样地将B侧边采集点垂直距离集合中各采集点的垂直距离进行相邻两个采集点的垂直距离差值计算，得到上层道路B侧边轮廓线相邻采集点的垂直距离差值，并构成B侧边相邻采集点垂直距离对比集合ΔH_B[ΔH_B1,ΔH_B2,...,ΔH_Bb,...,ΔH_B(y-1)]，ΔH_Bb表示为上层道路B侧边轮廓线第b个采集点的垂直距离与第b+1个采集点的垂直距离之间的对比差值,上层道路倾斜检测模块将A侧边相邻采集点垂直距离对比集合和B侧边相邻采集点垂直距离对比集合发送至参数处理分析模块；

所述承重柱承重力检测模块用于对位于上层道路与下层道路之间支撑上层道路的承重柱的数量进行统计，并对统计的各承重柱进行编号，分别标记为1,2...j...m,同时在各承重柱的上方安装压力传感器，用于检测各承重柱的承重力，由此将得到的各承重柱的承重力构成承重柱承重力集合F(f1,f2,...,fj,...,fm)，fj表示为第j个承重柱的承重力，承重柱承重力检测模块将承重柱承重力集合发送至参数处理分析模块；

所述参数处理分析模块接收上层道路基本参数获取模块发送的上层道路基本参数集合，并根据上层道路基本参数集合统计上层道路对下层道路的基本参数危险系数，并发送至监管服务器；

所述参数处理分析模块接收上层道路偏移检测模块发送的检测点偏移距离集合，并获取该城市下穿道路的上层道路对应的使用年限，由此根据获取的该城市下穿道路的上层道路对应的使用年限从安全数据库中筛选出该城市下穿道路上层道路对应该使用年限对应的安全偏移距离，从而根据检测点偏移距离集合与该城市下穿道路上层道路对应该使用年限对应的安全偏移距离统计上层道路对下层道路的偏移危险系数，并发送至监管服务器；

所述参数处理分析模块接收上层道路倾斜检测模块发送的A侧边相邻采集点垂直距离对比集合和B侧边相邻采集点垂直距离对比集合，并从安全数据库中提取上层道路侧边相邻采集点的标准垂直距离对比差值，由此根据A侧边相邻采集点垂直距离对比集合和上层道路侧边相邻采集点的标准垂直距离对比差值统计上层道路A侧边对应的倾斜指数，同样地，根据B侧边相邻采集点垂直距离对比集合和上层道路侧边相邻采集点的标准垂直距离对比差值统计上层道路B侧边对应的倾斜指数,以此将上层道路A侧边对应的倾斜指数和B侧边对应的倾斜指数进行对比，若相同，则不进行处理，若不相同，则将上层道路A侧边对应的倾斜指数与B侧边对应的倾斜指数进行相减并取绝对值，所得到的结果记为倾斜指数对比值，以此将倾斜指数对比值与安全数据库中各种倾斜指数对比值对应的倾斜危险系数进行对比，由此筛选得到该上层道路对下层道路的倾斜危险系数，并发送至监管服务器；

所述参数处理分析模块还接收承重柱承重力检测模块发送的承重柱承重力集合，并将接收的承重柱承重力集合与安全数据库中单个承重柱对应的标准承重力进行对比，得到承重柱承重力对比集合ΔF(Δf1,Δf2,...,Δfj,...,Δfm)，以此根据承重柱承重力对比集合统计上层道路对下层道路的承重危险系数，并发送至监管服务器；

所述监管服务器接收参数处理分析模块发送的上层道路对下层道路的基本参数危险系数、偏移危险系数、倾斜危险系数和承重危险系数，进而统计城市下穿道路上层道路对下层道路的综合运行危险系数，并发送至在线显示终端；

所述在线显示终端接收监管服务器发送的城市下穿道路上层道路对下层道路的综合运行危险系数，并进行在线显示。

2.根据权利要求1所述的基于无线通信技术的城市道路运行安全在线监测云平台，其特征在于：所述在上层道路底部区域进行检测点布设，其具体布设方法执行以下步骤：

T1:统计上层道路底部区域的面积；

T2:将上层道路底部区域的面积进行均匀等分，以此将上层道路底部区域均匀划分为各子区域；

T3:分别在划分的各子区域的中心位置布设单个检测点，由此得到布设的若干检测点。

3.根据权利要求1所述的基于无线通信技术的城市道路运行安全在线监测云平台，其特征在于：所述上层道路倾斜检测模块在提取的两个侧边轮廓线上分别均匀布置若干采集点，其具体布置方法执行以下步骤：

D1:分别获取上层道路提取的两个侧边轮廓线的长度；

D2:将两个侧边轮廓线的长度进行均匀等分，各等分点即为布置的各采集点。

4.根据权利要求1所述的基于无线通信技术的城市道路运行安全在线监测云平台，其特征在于：所述上层道路对下层道路的基本参数危险系数的计算公式为

5.根据权利要求1所述的基于无线通信技术的城市道路运行安全在线监测云平台，其特征在于：所述上层道路对下层道路的偏移危险系数的计算公式为

Δx′表示为该城市下穿道路的上层道路对应该使用年限对应的安全偏移距离。

6.根据权利要求1所述的基于无线通信技术的城市道路运行安全在线监测云平台，其特征在于：所述上层道路A侧边对应的倾斜指数的计算公式为

ΔH′表示为上层道路侧边相邻采集点的标准垂直距离对比差值，上层道路B侧边对应的倾斜指数的计算公式为

7.根据权利要求1所述的基于无线通信技术的城市道路运行安全在线监测云平台，其特征在于：所述上层道路对下层道路的承重危险系数的计算公式为

f₀表示为单个承重柱对应的标准承重力。

8.根据权利要求1所述的基于无线通信技术的城市道路运行安全在线监测云平台，其特征在于：所述城市下穿道路上层道路对下层道路的综合运行危险系数的计算公式为

表示为城市下穿道路上层道路对下层道路的综合危险系数，ε、η、δ、σ分别表示为城市下穿道路上层道路对下层道路的基本参数危险系数、偏移危险系数、倾斜危险系数、承重危险系数。

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