CN115435834A - 一种道路基础设施终端监测***及方法 - Google Patents

一种道路基础设施终端监测***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种道路基础设施终端监测***及方法，包括智能监测终端，安装在基础设施中，与主机终端通信连接,用于监测所述基础设施的工作状态；巡检模块，与主机终端通信连接，用于对智能监测终端无法覆盖的死角进行监测；图像采集模块，与主机终端通信连接，安装在基础设施旁，用于采用所述基础设施的图像信息；主机终端，用于接收智能监测终端、巡检模块以及图像采集模块的信息进行处理，并将结果发送至后台处理模块；后台处理模块，与主机终端通信连接；报警模块，用于接收主机终端发出的控制信息并发出警报。本发明通过设置智能监测终端实时监测道路基础设施的状态，并与主机终端配合，如果发现故障即使发出警报避免发生安全事故。

Description

一种道路基础设施终端监测***及方法
技术领域
本发明涉及道路设施监测领域，尤其涉及到一种道路基础设施终端监测***及方法。
背景技术
交通基础设施由于其投资规模大、涉及面广、建设周期长、设计使用期限长、工程管理风险大等因数，并且参与方众多，因此，通过对交通基础设施集群网络进行***的安全评估研究，及时发现服役交通基础设施网络中存在的安全隐患，提高交通基础设施的安全水平和社会公共安全水平，减小交通基础设施的损伤和破坏，降低由此带来的直接经济损失和因功能失效而带来的间接经济损失，并对安全事故及时发出预警是至关重要的。
目前市面上道路基础设施智能化比较低，基础设施损坏无法及时反馈维修，井盖丢失等给行驶车辆行人带来很大安全隐患，智能驾驶以及无人驾驶无法探知道路情况，缺少道路基础信息实时广播分享，针对道路基础设施的巡检完全依靠人工进行，这种监测方式效率低下，并且费时费力，无法及时发现基础设施的损坏之处，存在安全隐患。因此，本发明提供一种，以克服上述缺陷一种道路基础设施终端监测***及方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种道路基础设施终端监测***及方法，用于解决现有的监测方式效率低下，并且费时费力，无法及时发现基础设施的损坏之处，存在安全隐患的问题。
本发明的上述技术目的是用过以下技术方案实现的：
一种道路基础设施终端监测***，包括智能监测终端、巡检模块、图像采集模块、后台处理模块、报警模块、以及主机终端；
智能监测终端，安装在基础设施中，与主机终端通信连接,用于监测所述基础设施的工作状态；
巡检模块，与主机终端通信连接，用于对智能监测终端无法覆盖的死角进行监测；
图像采集模块，与主机终端通信连接，安装在基础设施旁，用于采用所述基础设施的图像信息；
主机终端，用于接收智能监测终端、巡检模块以及图像采集模块的信息进行处理，并将结果发送至后台处理模块；
后台处理模块，与主机终端通信连接，用于接收主机终端的信息并保存；
报警模块，与主机终端通信连接，用于接收主机终端发出的控制信息并发出警报。
本发明的进一步设置为：所述智能检测终端包括振动传感器、陀螺仪、液位传感器、第一电源模块、LED警示灯、光伏板、保护外壳、定位模块、第一射频模块、以及控制器；
所述振动传感器设置在基础设施上，与第一射频模块通信连接，用于监测基础设施的振动情况；
所述陀螺仪设置在基础设施上，与第一射频模块通信连接，用于监测基础设施的角度以及朝向；
所述液位传感器设置在基础设施上，用于监测水位高度；
所述第一电源模块用于为智能监测终端提供电能；
所述LED警示灯设置在基础设施上，LED警示灯与第一电源模块连接，用于在夜晚发光起到警示作用；
所述光伏板与第一电源模块连接，用于将太阳能转换为电脑并储存在第一电源模块中；
所述定位模块设置在基础设施上，用于提供智能检测终端的位置信息；
所述第一射频模块用于接收振动传感器陀螺仪、以及液位传感器的信息并发送到主机终端；
所述保护外壳设置在智能检测终端的最外侧。
本发明的进一步设置为：所述主机终端包括第二射频模块、第一通信模块、第一处理模块、无线广播模块、异常输出模块、扬声器模块、以及第二电源模块；
所述第二射频模块与第一射频模块以及第一处理模块通信连接，用于接收智能检测终端发送的信息并发送至第一处理模块；
所述第一通信模块与后台处理模块通信连接；
所述第一处理模块用于对接收的射频信息进行处理并发出控制信号；
所述无线广播模块与第一处理模块通信连击，用于定期发送基础设施的维护信息；
所述异常输出模块与第一处理模块连接，用于获取异常情况；
所述扬声器模块设置在基础设施上，用于播报警示信息；
所述第二电源模块用于为主机终端提供电能。
本发明的进一步设置为：所述巡检模块包括移动终端，所述移动终端上搭载有第二通信模块、第二定位模块、数据采集模块、以及第三电源模块；
所述第二通信模块与主机终端通信连接；所述第二定位模块与第二通信模块连接，用于提供位置信息；所述数据采集模块与第二通信模块连接，用于收集现场信息；所述第三电源模块用于提供电能。
所述数据采集模块包括摄像头、以及图像处理器，所述摄像头与图像处理器连接；
所述摄像头用于采集现场的图像信息并发送至图像处理器；
所述图像处理器用于对采集的现场图像进行处理。
本发明的进一步设置为：所述图像采集模块包括红外摄像头、可见光摄像头、第三通信模块以及第三定位模块；
所述红外摄像头以及可见光摄像头设置再道路基础设施旁，所述红外摄像头、可见光摄像头以及第三定位模块与第三通信模块通信连接，所述第三通信模块与主机终端通信连接。
本发明的进一步设置为：所述后台处理模块包括后台服务器，所述后台处理模块用于接收主机终端的数据以及记录其操作指令。
本发明的进一步设置为：所述报警模块包括第二处理模块以及声光报警器；
所述第二处理模块与主机终端通信连接，于对来自于主机终端的警报信号进行分析处理，声光报警器设置在箱体的外侧用于发出声光警报信号。
一种道路基础设施终端监测***的使用方法，包括以下步骤：
A1:数据采集，通过智能监测终端、巡检模块、图像采集模块收集基础设施的信息数据，并将收集到的信息发送至主机终端；
A2:数据处理，主机终端通过第一处理模块对收集到图像的信息进行处理，判断道路基础设施的运行状况；
A3:报告生成，生产关于道路基础设施的电子报告并发送至后台处理模块；
A4:故障播报，如果有道路基础设施出现故障通过异常输出模块将故障的设施及其位置信息发送至无线广播模块、扬声器模块，然后进行播报。
步骤A2中的数据处理包括以下步骤：
B1:灰度化，对采集到的图像进行灰度化处理得到灰度图像；
B2:图像增强，对图像进行图像平滑处理、图像锐化处理；
B3:图像分割，对图像进行分割处理，得到图像数据集；
B4:图像对比，将图像数据集，与道路基础设施的原始图像进行对比，判断设施是否出现损坏。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、设置有智能监测终端，将智能监测终端设置在道路基础设施上，从而实现对设施状态的实时监控，与图像采集模块配合能够快速判断实施的工作状态，并将信息发送至主机终端。
2、设置有主机终端，通过主机终端对收集到的道路基础设施的信息进行分析比对，快速判断设施是否出现故障，如果发生故障第一时间发出警报。
3、设置有巡检模块，可由移动小车或工作人员携带，作为对智能监测终端的补充，避免产生监测死角。
附图说明
图1是本发明的拓补图。
图2是本发明主机终端的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。
如图1至图2所示，本发明提出的一种道路基础设施终端监测***，包括智能监测终端、巡检模块、图像采集模块、后台处理模块、报警模块、以及主机终端；
智能监测终端，安装在基础设施中，与主机终端通信连接,用于监测所述基础设施的工作状态；巡检模块，与主机终端通信连接，用于对智能监测终端无法覆盖的死角进行监测；图像采集模块，与主机终端通信连接，安装在基础设施旁，用于采用所述基础设施的图像信息；主机终端，用于接收智能监测终端、巡检模块以及图像采集模块的信息进行处理，并将结果发送至后台处理模块；后台处理模块，与主机终端通信连接，用于接收主机终端的信息并保存；报警模块，与主机终端通信连接，用于接收主机终端发出的控制信息并发出警报；智能监测终端的数量可以根据实际需要增加或减少。
所述智能检测终端包括振动传感器、陀螺仪、液位传感器、第一电源模块、LED警示灯、光伏板、保护外壳、定位模块、第一射频模块、以及控制器；
所述振动传感器设置在基础设施上，与第一射频模块通信连接，用于监测基础设施的振动情况；所述陀螺仪设置在基础设施上，与第一射频模块通信连接，用于监测基础设施的角度以及朝向；所述液位传感器设置在基础设施上，用于监测水位高度；所述第一电源模块用于为智能监测终端提供电能；所述LED警示灯设置在基础设施上，LED警示灯与第一电源模块连接，用于在夜晚发光起到警示作用；所述光伏板与第一电源模块连接，用于将太阳能转换为电脑并储存在第一电源模块中；所述定位模块设置在基础设施上，用于提供智能检测终端的位置信息；所述第一射频模块用于接收振动传感器陀螺仪、以及液位传感器的信息并发送到主机终端；所述保护外壳设置在智能检测终端的最外侧，控制器与射频模块连接，用于接收射频信号并发出相应的控制指令。
所述主机终端包括第二射频模块、第一通信模块、第一处理模块、无线广播模块、异常输出模块、扬声器模块、以及第二电源模块；
所述第二射频模块与第一射频模块以及第一处理模块通信连接，用于接收智能检测终端发送的信息并发送至第一处理模块；所述第一通信模块与后台处理模块通信连接；所述第一处理模块用于对接收的射频信息进行处理并发出控制信号；所述无线广播模块与第一处理模块通信连击，用于定期发送基础设施的维护信息；所述异常输出模块与第一处理模块连接，用于获取异常情况；所述扬声器模块设置在基础设施上，用于播报警示信息；所述第二电源模块用于为主机终端提供电能。
所述巡检模块包括移动终端，所述移动终端上搭载有第二通信模块、第二定位模块、数据采集模块、以及第三电源模块；
所述第二通信模块与主机终端通信连接；所述第二定位模块与第二通信模块连接，用于提供位置信息；所述数据采集模块与第二通信模块连接，用于收集现场信息；所述第三电源模块用于提供电能。所述数据采集模块包括摄像头、以及图像处理器，所述摄像头与图像处理器连接；所述摄像头用于采集现场的图像信息并发送至图像处理器；所述图像处理器用于对采集的现场图像进行处理。
所述图像采集模块包括红外摄像头、可见光摄像头、第三通信模块以及第三定位模块；所述红外摄像头以及可见光摄像头设置再道路基础设施旁，所述红外摄像头、可见光摄像头以及第三定位模块与第三通信模块通信连接，所述第三通信模块与主机终端通信连接。
所述后台处理模块包括后台服务器，所述后台处理模块用于接收主机终端的数据以及记录其操作指令，可以通过登录后台服务器进行数据的查询。
所述报警模块包括第二处理模块以及声光报警器；所述第二处理模块与主机终端通信连接，于对来自于主机终端的警报信号进行分析处理，声光报警器设置在箱体的外侧用于发出声光警报信号。
一种道路基础设施终端监测***的使用方法，包括以下步骤：
A1:数据采集，通过智能监测终端、巡检模块、图像采集模块收集基础设施的信息数据，并将收集到的信息发送至主机终端；
A2:数据处理，主机终端通过第一处理模块对收集到图像的信息进行处理，判断道路基础设施的运行状况；
A3:报告生成，生产关于道路基础设施的电子报告并发送至后台处理模块；
A4:故障播报，如果有道路基础设施出现故障通过异常输出模块将故障的设施及其位置信息发送至无线广播模块、扬声器模块，然后进行播报。
步骤A2中的数据处理包括以下步骤：
B1:灰度化，对采集到的图像进行灰度化处理得到灰度图像；
B2:图像增强，对图像进行图像平滑处理、图像锐化处理；
B3:图像分割，对图像进行分割处理，得到图像数据集；
B4:图像对比，将图像数据集，与道路基础设施的原始图像进行对比，判断设施是否出现损坏。
本发明的使用过程和原理如下：使用时，将智能检测终端以及图像采集模块设置在需要监控的道路基础设施(例如井盖、护栏、智能斑马线、红绿灯)上，将道路基础设施的各项数据通过第一射频模块发送至主机终端，主机终端将智能检测终端收集的数据与图像采集模块收集的原始图像进行对比，同时综合智能检测终端采集的其他数据，从而对基础设施的状态进行判断，(例如井盖，实时监测井盖是否破损，倾斜，丢失，下沉，井内液位是否超标等等；例如护栏，通过智慧监测终端可以监测护栏是否受到车辆撞击，撞击后护栏是否倾斜移位等等，夜晚还可以开启LED警示灯起到警示作用)同时考虑智能检测终端以及图像采集模块存在监测死角的情况，还设有巡检模块，巡检模块可设置在移动小车上或由工作人员携带，用于覆盖监测死角，起到对智能检测终端以及图像采集模块的补充；主机终端可以把各个模块上传的所有数据打包发给后台服务器，或者整理判断周边各个设备是否正常，通过无线射频或者广播形式实时通知路口车辆行人道路基础设备是否存在隐患，同时设备异常报警输出模块可以和周边摄像头实现联动，实现设备异常时相机自动旋转到异常设备位置，通过相机查看异常设备实时画面状态。确定出现故障的设施，通过主机终端自动识别判断当前设备位置状态等数据信息，通过无线广播模块、扬声器模块、报警模块发出警报。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种道路基础设施终端监测***，其特征在于，包括智能监测终端、巡检模块、图像采集模块、后台处理模块、报警模块、以及主机终端；
智能监测终端，安装在基础设施中，与主机终端通信连接,用于监测所述基础设施的工作状态；
巡检模块，与主机终端通信连接，用于对智能监测终端无法覆盖的死角进行监测；
图像采集模块，与主机终端通信连接，安装在基础设施旁，用于采用所述基础设施的图像信息；
主机终端，用于接收智能监测终端、巡检模块以及图像采集模块的信息进行处理，并将结果发送至后台处理模块；
后台处理模块，与主机终端通信连接，用于接收主机终端的信息并保存；
报警模块，与主机终端通信连接，用于接收主机终端发出的控制信息并发出警报。
2.根据权利要求1所述的一种道路基础设施终端监测***，其特征在于，所述智能检测终端包括振动传感器、陀螺仪、液位传感器、第一电源模块、LED警示灯、光伏板、保护外壳、定位模块、第一射频模块、以及控制器；
所述振动传感器设置在基础设施上，与第一射频模块通信连接，用于监测基础设施的振动情况；
所述陀螺仪设置在基础设施上，与第一射频模块通信连接，用于监测基础设施的角度以及朝向；
所述液位传感器设置在基础设施上，用于监测水位高度；
所述第一电源模块用于为智能监测终端提供电能；
所述LED警示灯设置在基础设施上，LED警示灯与第一电源模块连接，用于在夜晚发光起到警示作用；
所述光伏板与第一电源模块连接，用于将太阳能转换为电脑并储存在第一电源模块中；
所述定位模块设置在基础设施上，用于提供智能检测终端的位置信息；
所述第一射频模块用于接收振动传感器陀螺仪、以及液位传感器的信息并发送到主机终端；
所述保护外壳设置在智能检测终端的最外侧。
3.根据权利要求1所述的一种道路基础设施终端监测***，其特征在于，所述主机终端包括第二射频模块、第一通信模块、第一处理模块、无线广播模块、异常输出模块、扬声器模块、以及第二电源模块；
所述第二射频模块与第一射频模块以及第一处理模块通信连接，用于接收智能检测终端发送的信息并发送至第一处理模块；
所述第一通信模块与后台处理模块通信连接；
所述第一处理模块用于对接收的射频信息进行处理并发出控制信号；
所述无线广播模块与第一处理模块通信连击，用于定期发送基础设施的维护信息；
所述异常输出模块与第一处理模块连接，用于获取异常情况；
所述扬声器模块设置在基础设施上，用于播报警示信息；
所述第二电源模块用于为主机终端提供电能。
4.根据权利要求1所述的一种道路基础设施终端监测***，其特征在于，所述巡检模块包括移动终端，所述移动终端上搭载有第二通信模块、第二定位模块、数据采集模块、以及第三电源模块；
所述第二通信模块与主机终端通信连接；所述第二定位模块与第二通信模块连接，用于提供位置信息；所述数据采集模块与第二通信模块连接，用于收集现场信息；所述第三电源模块用于提供电能。
5.根据权利要求4所述的一种道路基础设施终端监测***，其特征在于，所述数据采集模块包括摄像头、以及图像处理器，所述摄像头与图像处理器连接；
所述摄像头用于采集现场的图像信息并发送至图像处理器；
所述图像处理器用于对采集的现场图像进行处理。
6.根据权利要求1所述的一种道路基础设施终端监测***，其特征在于，所述图像采集模块包括红外摄像头、可见光摄像头、第三通信模块以及第三定位模块；
所述红外摄像头以及可见光摄像头设置再道路基础设施旁，所述红外摄像头、可见光摄像头以及第三定位模块与第三通信模块通信连接，所述第三通信模块与主机终端通信连接。
7.根据权利要求1所述的一种道路基础设施终端监测***，其特征在于，所述后台处理模块包括后台服务器，所述后台处理模块用于接收主机终端的数据以及记录其操作指令。
8.根据权利要求1所述的一种道路基础设施终端监测***，其特征在于，所述报警模块包括第二处理模块以及声光报警器；
所述第二处理模块与主机终端通信连接，于对来自于主机终端的警报信号进行分析处理，声光报警器设置在箱体的外侧用于发出声光警报信号。
9.一种道路基础设施终端监测***的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
A1:数据采集，通过智能监测终端、巡检模块、图像采集模块收集基础设施的信息数据，并将收集到的信息发送至主机终端；
A2:数据处理，主机终端通过第一处理模块对收集到图像的信息进行处理，判断道路基础设施的运行状况；
A3:报告生成，生产关于道路基础设施的电子报告并发送至后台处理模块；
A4:故障播报，如果有道路基础设施出现故障通过异常输出模块将故障的设施及其位置信息发送至无线广播模块、扬声器模块，然后进行播报。
10.根据权利要求9所述的一种道路基础设施终端监测***的使用方法，其特征在于，步骤A2中的数据处理包括以下步骤：
B1:灰度化，对采集到的图像进行灰度化处理得到灰度图像；
B2:图像增强，对图像进行图像平滑处理、图像锐化处理；
B3:图像分割，对图像进行分割处理，得到图像数据集；
B4:图像对比，将图像数据集，与道路基础设施的原始图像进行对比，判断设施是否出现损坏。
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