[发明专利]基于支持向量机的蓄盐沥青路面的凝冰预警系统

权利要求书

1.一种有机蓄盐沥青路面凝冰预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在所需预警的有机蓄盐沥青路面附近安装气象监测站，监测站将实时采集路面环境信息；

S2、通过数据传输设备将气象数据上传给系统，系统使用凝冰预测算法，获取该气象条件的预测凝冰时间；

S3、系统将根据预测的凝冰时间进行判断，根据凝冰时间与设定报警阈值的比较判断当前路段是否安全，若安全则执行步骤S4，否则执行步骤S5；

S4、通过可变信息板对路上过往车辆进行提示，与此同时系统指示灯提示为黄色，提示路面仍存在凝冰危险，需长期监测，系统终端确认接收消息后继续执行S1；

S5、通过可变信息板对路上车辆进行预警，提示路面湿滑易凝冰，请过往车辆减速慢行；与此同时系统预警指示灯为红色，提示工作人员提前采取措施，当判断凝冰问题得到处理后，执行步骤S6；

S6、可变信息板清空，系统终端报警灯关闭，继续执行S1。

2.根据权利要求1所述的一种有机蓄盐沥青路面凝冰预警方法，其特征在于，所预警的蓄盐沥青路面不同于普通沥青路面，在-5℃及以上能够抑制、延缓路面凝冰，低于-5℃时，蓄盐沥青路面抑冰效果减弱。

3.根据权利要求1所述的一种有机蓄盐沥青路面凝冰预警方法，其特征在于，所述的路面凝冰预警算法是通过蓄盐沥青路面盐分析出程度，基于蓄盐沥青路面特点，获取实验基础数据、数据处理并进行参数调整所建立的算法。

4.根据权利要求1所述的一种有机蓄盐沥青路面凝冰预警方法，其特征在于，T_p为系统预测的凝冰时间，T_p的求解过程满足公式：

其中：b为常数；

α_i为拉格朗日乘子，均大于等于0；

x_i表示由温度、湿度、降水量三个特征值组成的特征向量矩阵；

φ(x_i)表示核函数对特征向量矩阵做升维处理。

5.根据权利要求1所述的一种有机蓄盐沥青路面凝冰预警方法，其特征在于，判断路面为安全的范围为设定报警阈值为T_c，T_c根据气象预警信号的等级确定的报警阈值，当系统预测的凝冰时间与报警阈值T_c满足如下公式时：

0＜T_P＜T_c

立即向路面过往车辆以及系统终端管理人员报警。

6.根据权利要求1所述的一种有机蓄盐沥青路面凝冰预警方法，其特征在于，路面凝冰预警的算法执行过程为：

(1)首先对气象站上传的气象数据进行预处理，将各类数据基于平均值和标准差进行数据标准化处理；构建变量特征矩阵；

(2)系统终端调用基于支持向量机的蓄盐沥青路面凝冰预警算法，输入经过预处理的数据矩阵，输出该气候条件下预测的蓄盐沥青路面凝冰时间；

(3)通过算法得到路面状态的短时预测即路面是否存在危险；

如果存在立即向路面过往车辆以及系统终端管理人员报警；当采取措施后可关闭报警信息，并继续监测路面状态；若暂时不存在危险，则继续监测路面状态。

7.根据权利要求1所述的一种有机蓄盐沥青路面凝冰预警方法，其特征在于，实现的硬件基础，包括但不限于用于收集数据的现场气象站、用于数据储存及传输的通讯设备、数据存储设备、控制终端、信息发布设备以及系统定期维护设备。

8.根据权利要求1所述的一种有机蓄盐沥青路面凝冰预警方法，其特征在于，系统的设计架构，包括但不限于基础硬件层、数据支撑层、信息应用层以及终端控制层。