[发明专利]高速公路边坡压力检测和预警装置

摘要

本发明提供一种高速公路边坡压力检测和预警装置，包括压力数据采集模块、存储模块、控制模块、评估预警模块以及通信模块，其中控制模块作为核心模块用于控制压力数据采集模块、存储模块、评估预警模块、通信模块的运行，评估预警模块对存储模块内存储的数据进行处理和分析，界定出压力等级以及判断是否需要进行危险预警，通信模块响应于评估预警模块的危险预警信号而发送预警信息。本发明的高速公路边坡压力检测和预警装置，基于压力传感装置实现对高速公路边坡周边压力信息的采集，通过对比分析压力的变化，对高速公路边坡周边进行预警。

主权项

1.一种高速公路边坡压力检测和预警装置，其特征在于，包括压力数据采集模块、存储模块、控制模块、评估预警模块以及通信模块，其中控制模块作为核心模块用于控制压力数据采集模块、存储模块、评估预警模块、通信模块的运行，评估预警模块对存储模块内存储的数据进行处理和分析，界定出压力等级以及判断是否需要进行危险预警，通信模块响应于评估预警模块的危险预警信号而发送预警信息，其中：压力数据采集模块埋设在高速公路沿线的边坡地表下方，用于监测和提取高速公路边坡周围的压力数据、空间坐标以及时间信息，并将监测到的压力信息、时间信息以及空间坐标信息记录在存储模块中；存储模块用以存储由所述评估预警模块所使用的数据，这些数据包括前述压力数据采集模块所监测到的压力信息、时间信息以及空间坐标信息，并可在控制模块的控制下通过通信模块传输上述数据；评估预警模块用以根据前述压力数据采集模块采集得到的压力信息进行评估和分析，根据高速公路边坡压力的大小界定高速公路边坡压力等级，按对应等级对周围车辆及线路进行相应措施，并在控制模块的控制下通过通信模块发送预警信息及相应措施，从而对高速公路边坡压力进行评估与预警；通信模块作为监测预警装置中的对外通信模块，在控制模块的控制下向外界以无线信号，或者通过移动基站接口以短信的形式传输和广播编码信息、短信信息，实现与交通部门以及汽车驾驶员的手机终端的通信；所述控制模块采用单片机实现；所述压力数据采集模块采用贴片式传感装置，其中包含有压力传感器、GPS模块以及GPRS模块；所述存储模块采用存储介质实现；所述评估预警模块以程序的形式存储在控制模块的单片机内并可由单片机进行调用执行；所述通信模块采用无线发射电路实现；所述的压力数据采集模块采用贴片式传感装置，置于地表1‑2米深处；高速公路边坡压力检测和预警装置还包括一与控制模块连接的计算机处理装置，该计算机处理装置包括接口单元、操作面板和指示单元，其中：所述的控制模块通过该接口单元提供的USB接口与计算机处理装置连接，实现计算机处理装置与控制模块之间的通信；操作面板以触控式显示屏实现，用以实现控制模块装置的数据清理、重新启动以及对前述压力数据采集模块的调试操作指令；指示单元用以监控上述压力数据采集模块、存储模块、评估预警模块以及通信模块的工作状况，并表征给用户；所述计算机处理装置为一触控式平板计算机；所述评估预警模块对高速公路边坡压力数据的处理和分析包括以下过程：步骤S01：在控制模块的控制下，读取高速公路的边坡压力检测装置所采集的相关数据信息；步骤S02：控制模块将数据信息进行AD转换，存入存储模块；步骤S03：控制模块根据当前时钟信息提取实时压力数据，并开始准备预警分析；步骤S04：控制模块控制使得评估预警模块对实时压力数据进行分析，计算实时压力数据与日平均压力的比值，界定高速公路边坡压力等级，判断是否发生剧烈压力变化；步骤S05：根据所得高速公路边坡压力等级，判断是否在预警范围之内；步骤S06：如果高速公路边坡压力等级未达到预警等级，则返回步骤S02；如果高速公路边坡压力等级达到预警等级，则进行步骤S07；步骤S07：控制模块启动预警指令，开启高速公路边坡压力预警；步骤S08：根据压力数据采集模块中的空间坐标信息，对受影响线路进行定位；步骤S09：根据不同预警等级，采取不同的应急备案措施；步骤S10：接通通信模块的移动通信接口；步骤S11：将应急措施文本信息通过移动通信接口或者无线发射模块发送；步骤S12：检测应急措施文本信息是否发送成功：如果是，则进入步骤13，如果否，重新启动通信模块发送应急措施文本信息；步骤S13：退出预警；其中，所述高速公路边坡压力预警等级按照对于高速公路边坡最大承受压强的界定来确定，将高速公路边坡压力等级按照压力阀值α分为6个等级，该压力阀值α为当前压力与日均压力的比值，其中：①0＜α≤1.2高速公路边坡压力在安全范围内，不需要预警；②1.2＜α≤4高速公路边坡压力预警等级为一级；③4＜α≤8高速公路边坡压力预警等级为二级；④8＜α≤20高速公路边坡压力预警等级为三级；⑤20＜α≤100高速公路边坡压力预警等级为四级；⑥100＜α高速公路边坡压力预警等级为五级；其中，对应于不同的预警等级，前述的应急措施包括：①当高速公路边坡压力预警等级为一级时，周边道路进行限速；②当高速公路边坡压力预警等级为二级时，周边道路进行限速，并且通过广播通知过行车辆注意安全；③当高速公路边坡压力预警等级为三级时，道路限速，相关人员通过现场摄像设施观察实际情况，如有必要，封锁路段；④当高速公路边坡压力预警等级为四级时，封锁路段，疏散乘客禁止车辆进入路段；⑤当高速公路边坡压力预警等级为五级时，疏散乘客，封锁道路，调遣周边医疗人员前往救助。