[发明专利]一种高速公路交通安全气象物联网监测预警系统

说明书

本发明公开了一种高速公路交通安全气象物联网监测预警系统，该监测预警系统包括前端分布式一体化多要素气象监测节点及后端云平台两部分，两者建立网络通信；前端分布式一体化多要素气象监测节点通信连接有传感模块、网络传输模块、视频监控模块、电源模块；传感模块采集原始气象数据上传至网络传输模块中，网络传输模块进行数据预处理后发送至后端云平台。后端云平台包括监测数据接收/处理模块、数据库、监测系统配置和管理模块、数据可视化模块、预警预报模块、多用户配置及权限管理模块、GIS模块、视频监控模块；后端云平台通过网络通信实现监测预警系统与用户的交互式管理，能够实现多部门多方及时决策、及时响应，减少因高速公路气象问题引发的交通事故。

技术领域

本发明涉及监控预警系统技术领域，特别是一种高速公路交通安全气象物联网监测预警系统。

背景技术

在我国高速公路建设飞速发展的同时，恶劣天气影响下的公路交通安全问题日益突出。《交通运输安全生产事故报告(2019年)》指出：极端天气对交通安全的影响不容忽视。高速公路交通安全与气象条件关系密切，其中强风、大雾、降雨是影响公路行车安全的主要气象因素，为了最大限度地减少气象灾害对高速公路交通的不利影响，降低高速公路的自然受灾受损程度，建立稳定可靠的高速公路交通气象信息实时监测预警体系是十分必要的。从我国当前高速公路气象监测预警系统的实际使用情况来看，目前主要存在如下问题：1)定性监视多，定量检测不足。2)受限于传统网络架构技术，导致气象监测站密度过低。3)监测模式单一、信息分散、系统实用性不强。4)监测成果分析、信息分享能力不足，信息发布手段单一、决策传达滞后。5)当前的监测系统缺乏对多个气象要素监测数据的综合分析及综合判断。6)监测系统所使用的传感器大都含有机械结构，长期运行可靠性较低，易出现机械故障导致测值误差大、维护工作量大等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，本发明拟根据高速公路气象监测的需求并结合规范，并充分利用物联网、云计算等新技术，形成一套技术先进、稳定可靠、高效实用的高速公路气象监测预警系统。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一方面，该监测预警系统包括前端分布式一体化多要素气象监测节点及后端云平台两部分，所述前端分布式一体化多要素气象监测节点与后端云平台建立网络通信；所述前端分布式一体化多要素气象监测节点根据高速路段复杂情况，设置多个监测节点，各监测节点之间通过网络连接，每一个通信前端分布式一体化多要素气象监测节点连接有传感模块、网络传输模块、视频监控模块、电源模块，所述传感模块由传感器整合而成，包括风速传感器、风向传感器、能见度传感器、降雨量传感器、温度传感器、气压传感器、相对湿度传感器，分别用于采集风速、风向、能见度、降雨量、温度、气压、相对湿度七个要素的原始数据，并上传至网络传输模块中，所述网络传输模块进行数据预处理后发送至后端云平台，所述视频监控模块同步采集现场视频上传至后端云平台，所述电源模块为前端分布式一体化多要素气象监测节点提供稳定电源；所述后端云平台包括监测数据接收/处理模块、数据库、监测系统配置和管理模块、数据可视化模块、预警预报模块、多用户配置及权限管理模块、GIS模块、视频监控模块；

所述监测数据接收/处理模块用于接收前端分布式一体化多要素气象监测节点上传至数据库中的信息后，将原始数据进行处理，形成能见度、风速、雨量、横风风压的监测成果值，将计算的监测成果值储存到数据库中；所述数据库用于接收前端分布式一体化多要素气象监测节点的原始数据、存储和处理监测数据接收/处理模块、监测系统配置和管理模块、数据可视化模块、预警预报模块、多用户配置及权限管理模块、GIS模块、视频监控模块中的数据，实现数据通信和处理；所述监测系统配置和管理模块用于用户与系统的交互，以配置文件的形式将输入的各种配置参数储存于数据库中；所述数据可视化模块用于将处理后的监测数据进行可视化呈现；所述预警预报模块用于将数据库中的监测成果值与多级预警阈值对比，再发布对应的预警信息；所述多用户配置及权限管理模块用于多个用户的操作权限及配置设置；所述GIS模块用于加载公路沿线GIS图层三维模型实现公路GIS、气象监测信息融合；所述视频监控模块用于从流媒体服务器中调用监控视频到终端，还用于通过API接口实现对现场监控设备的控制。