[发明专利]基于压力传感器的高速公路雪情监测方法

说明书

基于压力传感器的高速公路雪情监测方法，涉及高速公路的雪情监测领域。本发明是为了对高速公路的雪情进行精确监测。本发明所述的基于压力传感器的高速公路雪情监测方法，以重量为衡量单位，建立雪盒中降雪重量与实际积雪深度的映射关系，即使降雪结冰或者融化，都能够较为准确的获得实际的积雪深度，从而供给交通部门作为参考。

技术领域

本发明属于自然条件监测技术领域，尤其涉及高速公路的雪情监测。

背景技术

我国北方城市在寒冷的冬季经常会下雪，因此路面经常容易积雪结冰。路面积雪结冰会给公路上的车辆行驶带来不便。对于市区的马路，由于车流量大，车速的限制，通常会导致道路拥堵。而对于高速公路而言，由于积雪结冰，路面摩擦系数大大降低，进而造成车辆打滑，从而导致严重的交通事故。

为了减少由于天气原因造成的交通事故，通常交通部门会根据天气预报来预测路面情况，从而发布交通信息。但是，天气具有地域性和随机性，完全依赖于天气预报也会产生误报信息的情况。为此，现有技术中应运而生了许多的道路雪情检测方法，例如：超声波测量法、激光测距法、视频图像法等。

视频图像法通常是利用摄像机拍摄插在雪中的标尺，然后通过图像读取积雪深度。但是，由于降雪会根据温度的改变而融化或结冰。众所周知，同质量的水与冰体积不同，因此标尺测量获得的雪量存在很大误差。

超声波测量法受环境影响较大，一般测量距离比较短，测量精度较差。

激光测距法中采用的激光测量传感器测量精度高，不受环境温度影响。但是，由于激光只能对光束横截面大的区域进行单点测量，使得测量范围小，结果准确性差。

发明内容

本发明是为了对高速公路的雪情进行精确监测，现提供基于压力传感器的高速公路雪情监测方法。

基于压力传感器的高速公路雪情监测方法，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。

进一步的，上述雪情状态模型的训练方法为：