[发明专利]基于压力传感器的高速公路雪情监测方法

权利要求书

1.基于压力传感器的高速公路雪情监测方法，其特征在于，该方法基于终端实现，所述终端包括：雪盒(1)、控制盒(2)、底座(3)、电机(4)和动力轮(5)，

底座(3)为底部开有凹槽(3-1)的长方体结构，雪盒(1)通过控制盒(2)固定在底座(3)上表面，控制盒(2)内部设有无线传输模块和压力传感器，压力传感器用于采集雪盒(1)内承装物的压力值，压力传感器的压力值输出端连接无线传输模块的压力值输入端，

底座(3)内部设有动力腔(3-2)，动力腔(3-2)位于凹槽(3-1)上方，动力腔(3-2)底部设有与凹槽(3-1)连通的开口，电机(4)和动力轮(5)均位于动力腔(3-2)内部，动力轮(5)的外圆周面突出于动力腔(3-2)的开口，动力轮(5)的主轴平行于凹槽(3-1)顶面且垂直于凹槽(3-1)的长度方向，电机(4)的动力输出轴与动力轮(5)的主轴相连、使得电机(4)能够带动动力轮(5)旋转，无线传输模块的驱动信号输出连连接电机(4)的驱动信号输入端，

所述基于压力传感器的高速公路雪情监测方法包括以下步骤：

初始化步骤：

沿被测高速公路中间隔离均匀划分出多个路段，每个路段的中间隔离带或路边栏杆上匀设有一个终端，以终端从路段一端匀速移动到另一端的时长为一个周期，

每个路段的监测步骤为：

向无线传输模块发送驱动信号，使得终端沿隔离带在所属路段内移动一个周期，同时通过无线传输模块采集终端每一时刻获得的压力值{g₁，g₂，...，g_T}，T为一个周期包含的时刻总数，

对{g₁，g₂，...，g_T}进行去噪，并对去噪后的结果取平均值g^*，

将平均值g^*输入至训练好的雪情状态模型中，获得被测路段当前周期内的积雪深度。

2.根据权利要求1所述的基于压力传感器的高速公路雪情监测方法，其特征在于，雪情状态模型的训练方法为：

采集高速公路不同降雪状态下终端获得的压力值和终端所在路段的实际积雪深度，将获得的压力值和实际积雪深度作为训练集，

以终端获得的压力值为输入，实际积雪深度为输出建立雪情状态模型，

利用训练集训练雪情状态模型，获得训练好的雪情状态模型。

3.根据权利要求1或2所述的基于压力传感器的高速公路雪情监测方法，其特征在于，终端还包括两个从动滚轮(6)，两个从动滚轮(6)均位于底座(3)内部、且分布于凹槽(3-1)两侧，两个从动滚轮(6)分别突出于凹槽(3-1)的两个内侧壁，两个从动滚轮(6)镜像对称设置，两个从动滚轮(6)的主轴均平行于凹槽(3-1)的内侧壁、且垂直于动力轮(5)的主轴。

4.根据权利要求1或2所述的基于压力传感器的高速公路雪情监测方法，其特征在于，终端还包括控制模块、电池、三极管、电磁块(7)和金属盖(8)，

雪盒(1)底部开有泄水口(9)，金属盖(8)盖在该泄水口(9)上，金属盖(8)与雪盒(1)底部铰接，电磁块(7)固定在金属盖(8)上方，三极管、电池和比较器均位于控制盒(2)内部，

电池、三极管和电磁块(7)串联构成闭合回路，控制模块的控制信号输出端连接三极管的基极，

控制模块内部设有最大阈值和最小阈值，最大阈值为雪盒(1)内部盛满水时的重量值，最小阈值为雪盒(1)空载时的重量，

压力传感器的压力值输出端连接控制模块的压力值输入端，

当压力值超出最大阈值时，控制模块输出高电平使得三极管导通，电磁块(7)通电产生磁性，电磁块(7)产生磁性能够将金属盖(8)吸起从而打开泄水口(9)，

当压力值小于最小阈值时，控制模块输出低电平使得三极管截止，电磁块(7)断电失去磁性，金属盖(8)掉落封闭泄水口(9)。

5.根据权利要求4所述的基于压力传感器的高速公路雪情监测方法，其特征在于，

雪盒(1)外表面覆盖有太阳能收集板，太阳能收集板的电能输出端连接电池的电能输入端。