一种高速公路防护栏监测系统
阅读说明：本技术 一种高速公路防护栏监测系统 (Highway rail guard monitoring system ) 是由 胡天宇 辛广宇 刘刚 张发宽 于 2021-06-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高速公路防护栏监测系统,由子节点、主节点、中心节点、监测平台、通信模块和供电模块构成,子节点,根据预设距离安装于防护栏立柱内侧,子节点通过集成智能学习算法监测防护栏的异常震动；主节点,用于接收所辖范围内子节点的异常震动监测信息,并发送给中心节点；中心节点,用于将收集的异常震动监测信息,发送给监测平台；监测平台,用于根据异常震动监测信息,获取发生异常震动的子节点,进而获取发生异常震动的防护栏位置；通信模块,用于完成各个模块之间的数据通信；供电模块,用于为子节点和主节点的蓄电池供电；通过直流电源为中心节点供点。解决高速公路防护栏人工巡检工作强度大,全程视频监控部署成本高的问题。(The invention discloses a highway protective fence monitoring system, which consists of sub-nodes, a main node, a central node, a monitoring platform, a communication module and a power supply module, wherein the sub-nodes are arranged on the inner side of a protective fence upright post according to a preset distance and used for monitoring abnormal vibration of the protective fence through an integrated intelligent learning algorithm; the main node is used for receiving abnormal vibration monitoring information of the sub-nodes in the administered range and sending the abnormal vibration monitoring information to the central node; the central node is used for sending the collected abnormal vibration monitoring information to the monitoring platform; the monitoring platform is used for acquiring the child node with the abnormal vibration according to the abnormal vibration monitoring information so as to acquire the position of the protective guard with the abnormal vibration; the communication module is used for completing data communication among the modules; the power supply module is used for supplying power to storage batteries of the sub-nodes and the main node; and supplying points for the central node through a direct current power supply. The problem of highway rail guard manual work intensity of patrolling and examining work is big, whole video monitoring deploys with high costs is solved.)
技术领域
本申请涉及智能监测技术领域，具体涉及一种高速公路防护栏监测系统。
背景技术
随着高速公路建设的快速发展，我国高速公路逐渐向偏远山区延伸，在地广人稀地区高速公路里程跨度大，收费站与收费站之间的距离大，由于环境气候差、电力设施等不完善、成本造价高等原因，高速公路设备设施监测无法做到全程视频监控。只能通过人工巡检方式进行设施的检查。
高速公路防护栏既对高速公路起到保护作用，防止大型动物或其他较大物质进入高速公路，也对行驶在高速公路上的车辆起到保护作用，高速公路防护栏有良好的耐撞性能和吸收能量作用，可对司乘人员起到良好的保护作用。
在偏远地区高速公路上，目前需人工进行护栏检测，无法实时定位当前护栏是否被撞或其他形式的损坏，有事故发生时也无法第一时间获取信息。
发明内容
为解决上述问题，本申请提供一种高速公路防护栏监测系统，由子节点、主节点、中心节点、监测平台、通信模块和供电模块构成，其特征在于，包括：
子节点，根据预设距离安装于防护栏立柱内侧，多个子节点串联后与主节点进行通信；每个子节点通过集成智能学习算法监测防护栏的异常震动；
主节点，用于接收所辖范围内子节点发送的异常震动监测信息，并将所述异常震动监测信息发送给中心节点；
中心节点，用于收集各主节点发送的所述异常震动监测信息，将所述异常震动监测信息发送给监测平台；
监测平台，用于根据中心节点发送的所述异常震动监测信息，获取发生异常震动的子节点，进而获取发生异常震动的防护栏位置；
通信模块，用于完成系统中各个模块之间的数据通信；
供电模块，用于通过太阳能充电模块为子节点和主节点的蓄电池进行供电；通过直流电源为中心节点供点。
优选的，所述子节点，当监测到防护栏无异常震动时，子节点处理休眠状态。
优选的，多个子节点串联后与主节点进行通信，包括：
每个子节点可作为中继节点，当子节点通信距离超出数据传输最大距离时，其他子节点代为转发当前子节点数据至子节点。
优选的，还包括：当任意主节点发生故障时，相邻主节点所辖范围内的子节点，可代为转发故障主节点所辖范围内子节点的数据。
优选的，中心节点，部署在路段监控中心，与监测平台相连。
优选的，所述监测平台，当监测到防护栏存在异常震动时，通过中心节点发布广播，查询当前所有主节点是否在线；
通过在线主节点查询所述防护栏发生异常震动时，相邻防护栏的异常震动数据，通过所述相邻防护栏的异常震动数据，判断当前上报的异常震动数据是否为误报。
优选的，通过所述相邻防护栏的异常震动数据，判断当前上报的异常震动数据是否为误报，包括：
根据异常震动在固体传输中能量的衰减，对通过多个子节点采集的异常震动数据进行分析，若震动中心处所述异常震动数据振幅最大，且由中心处向两侧递减，则判断防护栏发生异常振动；反之，则判断防护栏未发生异常振动。
优选的，通信模块，用于完成系统中各个模块之间的数据通信，包括：
子节点与子节点之间传输数据通过2.4GHz频率进行通信；
子节点通过2.4GHz频率向主节点传输数据进行通信；
主节点通过GPRS向中心节点传输数据进行通信；
中心节点通过有线或无线网络与监测平台传输数据进行通信。
本申请提供的一种高速公路防护栏监测系统，其部署成本低，降低工作人员劳动强度，可以实时对高速公路防护栏进行监测，第一时间得知护栏损坏地点。解决人工巡检工作强度大，全程视频监控部署成本高的问题。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种高速公路防护栏监测系统的结构示意图；
图2是本申请实施例涉及的子节点安装示意图；
图3是本申请实施例涉及的中心节点功能组成框图；
图4是本申请实施例涉及的主节点功能组成框图；
图5是本申请实施例涉及的子节点功能组成框图；
图6是本申请实施例涉及的网络拓扑结构图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
本申请提供一种高速公路防护栏监测系统，如图1所示，由子节点、主节点、中心节点、监测平台、通信模块和供电模块构成。
子节点，根据预设距离安装于防护栏立柱内侧，多个子节点串联后与主节点进行通信；每个子节点通过集成智能学习算法监测防护栏的异常震动；
主节点，用于接收所辖范围内子节点发送的异常震动监测信息，并将所述异常震动监测信息发送给中心节点；
中心节点，用于收集各主节点发送的所述异常震监测信息，将所述异常震动监测信息发送给监测平台；
监测平台，用于根据中心节点发送的所述异常震动监测信息，获取发生异常震动的子节点，进而获取发生异常震动的防护栏位置；
通信模块，用于完成系统中各个模块之间的数据通信；
供电模块，用于通过太阳能充电模块为子节点和主节点的蓄电池进行供电；通过直流电源为中心节点供点。
子节点，当监测到防护栏无异常震动时，子节点处理休眠状态。由电源管理模块对子节点的电源进行控制，使子节点处理休眠状态，节约电能。每个子节点可作为中继节点，当子节点通信距离超出数据传输最大距离时，其他子节点代为转发当前子节点数据至子节点。子节点通过震动传感模块向防护栏的异常震动数据发送给主节点。
当任意主节点发生故障时，相邻主节点所辖范围内的子节点，可代为转发故障主节点所辖范围内子节点的数据。中心节点，部署在路段监控中心，与监测平台相连。
监测平台，当监测到防护栏存在异常震动时，通过中心节点发布广播，查询当前所有主节点是否在线；
通过在线主节点查询所述防护栏发生异常震动时，相邻防护栏的异常震动数据，通过所述相邻防护栏的异常震动数据，判断当前上报的异常震动数据是否为误报，具体包括：
根据异常震动在固体传输中能量的衰减，对通过多个子节点采集的异常震动数据进行分析，若震动中心处所述异常震动数据振幅最大，且由中心处向两侧递减，则判断防护栏发生异常振动；反之，则判断防护栏未发生异常振动。
通信模块，用于完成系统中各个模块之间的数据通信，包括：子节点与子节点之间传输数据通过2.4GHz频率进行通信；子节点通过2.4GHz频率向主节点传输数据进行通信；主节点通过GPRS向中心节点传输数据进行通信；中心节点通过有线或无线网络与监测平台传输数据进行通信。
具体应用实施例如下：
子节点模块安装于钢板防护栏内侧，供电采用锂电池供电，子节点终端采用低功耗设计，无特殊情况时处于休眠状态，确保可长时间供电。节点根据当前路段护栏使用规格，每4或2米安装一个。每20公里安装一个主节点设备终端。如图2所示。
子节点的数据通过2.4GHz频率与主节点通信，主节点通过GPRS与中心节点通信，上报当前主节点所管辖范围内子节点上报给主节点的数据。中心节点、主节点和子节点功能组成框图如图3、图4、图5所示。中心节点、主节点和子节点的网络拓扑结构如图6所示。
由于2.4G低功耗通信中，模块数据传输距离有限，每个子节点设计时均可作为中继节点，与主节点通信距离超出数据传输最大距离时，其他子节点可代为转发当前数据至子节点。当某主节点出现故障时，相邻主节点所辖下子节点数据也可代发。
异常震动检测的实现，子节点主控程序集成智能学习方法，设备安装初期需有一定的学习周期，如大风或其他特殊天气原因造成的震动，相临近的子节点协同对当前所采集到的震动信息进行分析对比，分析方法有多种，比如：根据震动在固体中传输中能量的衰减，通过多个子节点采集震动数据分析为接近震动中心处振幅最大，最后向两侧递减，若为特殊天气等原因造成震动则为多数子节点采集震动数据相似。
中心节点部署在路段监控中心，通过网络与监测服务器相连，主节点将子节点数据上报至中心节点后，中心节点通过网络与监控服务器通信，在监测平台页面上提示监控工作人员有护栏异常震动，监控工作人员也可通过中心节点发布广播，查询当前所有主节点是否在线和异常震动时相邻护栏震动数据，以供准确判断当前上报数据是否为误报。
本申请提供的一种高速公路防护栏监测系统，其部署成本低，降低工作人员劳动强度，可以实时对高速公路防护栏进行监测，第一时间得知护栏损坏地点。解决人工巡检工作强度大，全程视频监控部署成本高的问题。尤其针对偏远地区高速公路，里程数较长路段，目前需人工进行防护栏检测，无法实时定位当前护栏是否被撞或其他形式的损坏，有事故发生时也无法第一时间获取信息，通过部署本申请提供的高速公路防护栏监测系统，能够在第一时间获取事故发生地点。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种安全缓冲型交通防护栏