[实用新型]一种基于北斗一代的公路高危边坡监控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于北斗一代的公路高危边坡监控系统，属于道路安全领域。

背景技术

随着经济和交通运输业的快速发展，我国公路网规模不断扩大，由此带来的道路安全管理问题越来越复杂，同时也越来越受到人们的重视。尤其是山区道路，其原本地质条件复杂且环境脆弱，进行山区道路建设中破坏了山区原本平衡的系统，更易产生各种道路灾害。对道路进行动态监测、预警是减轻灾害损失的一种有效措施。目前，对于高速公路等结构化道路的监控系统已经有了比较好的成效，但是对于人迹罕至、环境条件恶劣的山岭公路等这些非结构化道路，还没有较好的监控系统。

目前，国内通常采用的监控方法有地面巡护监控、设站监控、仪表监控等。地面巡护监控和设站监控需要经验丰富的观测员大范围的监控，效率非常低且精度低、速度慢。仪表监控则受自然条件限制，且稳定性不高。

因此，有必要在上述公路高危边坡监控措施的基础上引入动态信息化的设计以及施工手段，从而能准确、实时的监测高危边坡的动态状况，为公路行车安全提供切实的保障。

实用新型内容

为了针对上述国内公路高危边坡监控方法的不足，本实用新型提出了一种基于北斗一代的公路高危边坡监控系统。该系统包括上位机控制端A、监控基站B和监测节点C三个部分。上位机控制端A由上位机控制模块A1、北斗一代收发模块A2、可视监控模块A3、报警模块A4、北斗一代收发天线A5组成。上位机控制模块A1与北斗一代收发模块A2互联，可视监视模块A3与上位机控制模块A1互联，上位机控制模块A1的输出端和报警模块A4的输入端相连，北斗一代收发天线A5与北斗一代收发模块A2互联。监控基站B由基站控制模块B1、北斗一代收发模块B2、光纤通信模块B3、图像采集模块B4、太阳能供电模块B5、北斗一代收发天线B6、图像处理模块B7组成。基站控制模块B1与北斗一代收发模块B2互联，光纤通信模块B3与基站控制模块B1互联，图像采集模块B4的输出端和图像处理模块B7的输入端相连，太阳能供电模块B5的输出端和基站控制模块(B1)的输入端相连，北斗一代收发天线B6与北斗一代收发模块B2互联。监测节点C由监测节点控制模块C1、气象信息采集模块C2、地质信息采集模块C3、太阳能供电模块C4、光纤通信模块C5组成。监测节点控制模块C1与光纤通信模块C5互联，气象信息采集模块C2的输出端和监测节点控制模块C1的输入端相连、地质信息采集模块C3的输出端和监测节点控制模块C1的输入端相连、太阳能供电模块C4的输出端和监测节点控制模块C1的输入端相连。

其中监控基站B与监测节点C采用光纤通信，上位机控制端A与监控基站B采用北斗一代卫星导航系统进行信息传输和远程监控；地质信息采集模块C3包括应变式压力传感器，气象信息采集模块C2包括温度传感器、湿度传感器和风速及风向一体传感器；太阳能供电模块ⅠB5和太阳能供电模块ⅡC4包括蓄电池组，以及分别与蓄电池组连接的太阳能电池板。

本实用新型的工作过程：其中气象信息采集模块和地质信息采集模块将当前采集到的温度、湿度、风速、风向、压力、应变状况数据送至光纤通信模块Ⅱ，光纤通信模块Ⅱ将采集到的气象、地质信息送至监测节点控制模块，并在监测节点控制模块的控制下，通过光纤通信模块Ⅱ将气象、地质信息发送到监控基站。监控基站一方面接收来自上位机控制端的控制命令，并将控制命令送至基站控制模块，基站控制模块根据命令的不同，进行相应的处理；太阳能供电模块Ⅰ用于在太阳光下实现自动充电功能，并在基站控制模块的控制下，对各个模块进行供电和断电操作，特别是耗电量大的图像采集和处理部分，以降低监控基站的功耗，延长监控基站在无太阳光下的使用时间；图像采集模块用于采集边坡动态状况的图像，然后通过图像处理模块对边坡动态图像进行处理，并将得到的数据送至北斗一代收发模块Ⅱ；北斗一代收发模块Ⅱ在基站控制模块的控制下，将采集到的数据通过北斗一代收发天线Ⅱ发送给上位机控制端；监控基站控制模块，一方面能根据采集到的气象数据和太阳能供电模块Ⅱ的充电情况，判断当前为晴天、阴天还是雨天。如果是阴天或雨天，基站控制模块则对图像采集部分断电，仅维持北斗一代的收发功能，但是如果应变式压力传感器检测到边坡变形，则监控基站立即对图像采集部分进行供电，将图像信息传输到上位机控制端；如果是晴天则基站控制模块对所有模块进行供电。另一方面根据北斗一代收发模块Ⅱ接收的上位机控制端命令，进行相应的操作，如开启或停止图像监控功能、修改各个传感器的使能等等。