基于云計(jì)算平臺的高速公路能見度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】基于云計(jì)算平臺的高速公路能見度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)、能見度監(jiān)測技術(shù)及云計(jì)算技術(shù)，具體地說是一種基于云計(jì)算平臺的高速公路能見度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]近年來在華北、長三角和珠三角等地區(qū)頻繁發(fā)生的持續(xù)霧霾污染造成的低能見度天氣嚴(yán)重威脅著高速公路的交通運(yùn)輸安全，高速公路車輛追尾等交通事故時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重的造成數(shù)十甚至百余輛汽車追尾相撞，給人民生命財(cái)產(chǎn)帶來極大損失。為了減少因能見度低導(dǎo)致的交通事故的發(fā)生率，給人民的生命財(cái)產(chǎn)保駕護(hù)航，交通管理部門迫切需要一套具有實(shí)時(shí)性、高可靠性、便于組網(wǎng)擴(kuò)容的高速公路能見度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。
[0004]傳統(tǒng)的高速公路能見度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)是基于光纖通信的組網(wǎng)技術(shù)和傳統(tǒng)的服務(wù)器數(shù)據(jù)處理方案的，它能夠?qū)δ芤姸缺O(jiān)測網(wǎng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲以及數(shù)據(jù)處理服務(wù)。但傳統(tǒng)的光纖信技術(shù)雖然具有頻帶寬、抗電磁干擾強(qiáng)、損耗低等優(yōu)點(diǎn)，但光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)費(fèi)用投入巨大、線纜鋪設(shè)需要破壞已有路面以及容易被施工損壞等缺點(diǎn)使得這種方案在已經(jīng)建成的高速公路能見度監(jiān)測系統(tǒng)的擴(kuò)容改造項(xiàng)目中難以投入運(yùn)用。
[0005]此外隨著能見度歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)量的不斷增長，傳統(tǒng)的服務(wù)器的計(jì)算存儲性能也面臨挑戰(zhàn)。由于高速公路能見度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)需要處理分析海量的歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，并發(fā)布及時(shí)的預(yù)警決策信息，因此該系統(tǒng)對數(shù)據(jù)處理實(shí)時(shí)性要求很高，因而對計(jì)算速度和可靠性提出了很高要求。利用服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理要提高計(jì)算速度只能依靠購置新服務(wù)器增加節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)，需要大量資金投入，且服務(wù)器的運(yùn)行維護(hù)需要強(qiáng)大的技術(shù)力量，而高速公路管理部門缺乏相應(yīng)的智力支持，新購服務(wù)器以及服務(wù)器維護(hù)所需的技術(shù)力量和資金需求的快速增加也成為阻礙部分地區(qū)投資建設(shè)高速公路能見度監(jiān)測預(yù)警項(xiàng)目的主要因素之
O
[0006]因此建立一種基于無線實(shí)時(shí)通信技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)的低成本、高實(shí)時(shí)性和可靠性、便于擴(kuò)容組網(wǎng)的高速公路能見度監(jiān)測預(yù)警技術(shù)迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:傳統(tǒng)高速公路能見度監(jiān)測系統(tǒng)鋪設(shè)成本高，擴(kuò)容難、信息處理速度較慢、預(yù)警信息發(fā)布渠道單一的問題。
[0008]本發(fā)明的目的是:一套適用于高速公路的能見度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高速公路能見度實(shí)時(shí)監(jiān)測、能見度監(jiān)測數(shù)據(jù)無線實(shí)時(shí)傳輸、能見度基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建設(shè)、基于云計(jì)算平臺的能見度數(shù)據(jù)處理分析以及高速公路預(yù)警信息和管理決策方案發(fā)布功能。為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案:
一種基于云計(jì)算平臺的高速公路能見度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，包括:能見度監(jiān)測設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)云平臺和終端三部分。所述能見度監(jiān)測設(shè)備內(nèi)置有無線通信模塊，所述無線通信模塊用于將監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)云平臺；基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)云平臺，包括接入服務(wù)器、控制中心服務(wù)器和云計(jì)算平臺，用于業(yè)務(wù)管理和數(shù)據(jù)存儲分析，生成實(shí)時(shí)的能見度數(shù)據(jù)、可視化的能見度地圖以及預(yù)警信息，并向終端發(fā)布；終端，對能見度監(jiān)測預(yù)警信息進(jìn)行展示和運(yùn)用。前端能見度監(jiān)測設(shè)備實(shí)時(shí)采集能見度信息，監(jiān)測設(shè)備上的3G通信模塊通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)將能見度信息上傳至云計(jì)算平臺。云計(jì)算平臺對能見度實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，生成可視化的能見度動(dòng)態(tài)圖像及預(yù)警信息等服務(wù)產(chǎn)品，并向高速公路管理部門、移動(dòng)終端、導(dǎo)航服務(wù)商等終端用戶發(fā)送。終端用戶在網(wǎng)絡(luò)的任一節(jié)點(diǎn)均可以實(shí)時(shí)查看能見度歷史和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、圖像及預(yù)警信息。
[0009]進(jìn)一步地，所述能見度監(jiān)測設(shè)備包括:控制器、用于探測數(shù)據(jù)的的傳感器；用于采集傳感器探測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集處理模塊、用于整個(gè)能見度監(jiān)測設(shè)備供電的電源模塊。所述數(shù)據(jù)采集、信號處理模塊連接傳感器和控制器，所述電源模塊連接所述控制器。所述電源模塊連接所述控制器?？刂破鳛樗瞿芤姸缺O(jiān)測設(shè)備的主控單元，控制傳感器、無線通信模塊和加熱模塊的工作。
[0010]進(jìn)一步地，所述傳感器模塊包括定時(shí)器以及與之相連的發(fā)射機(jī)，接收機(jī)；所述定時(shí)器控制發(fā)射機(jī)發(fā)射紅外光信號的頻率；所述接收機(jī)用于接收經(jīng)過散射后的紅外光線。定時(shí)器控制發(fā)射機(jī)每15S發(fā)射一次紅外光信號，紅外光經(jīng)大氣散射后其前向散射紅外光被接收機(jī)接收，經(jīng)過信號采集、處理模塊轉(zhuǎn)換為能見度數(shù)據(jù)然后通過無線通信模塊把能見度數(shù)據(jù)用GPRS無線網(wǎng)絡(luò)上傳到云計(jì)算平臺。
[0011]進(jìn)一步地，所述電源模塊為太陽能電池。
[0012]進(jìn)一步地，所述能見度監(jiān)測設(shè)備包括加熱模塊，加熱模塊連接所述控制器。為防止雨雪天氣傳感器鏡頭凝結(jié)液態(tài)或固態(tài)水影響光路，需要用加熱模塊把液態(tài)或固態(tài)水加熱使其蒸發(fā)或升華。
[0013]進(jìn)一步地，所述無線通信模塊為3G通信模塊。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
I)通過云計(jì)算平臺，信息發(fā)布實(shí)時(shí)性強(qiáng)。本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可以完全做到實(shí)時(shí)發(fā)布，而且完全可以自動(dòng)對進(jìn)入信號覆蓋范圍內(nèi)的車輛發(fā)出預(yù)警，能夠快速及時(shí)的通知在高速路上的車主前段道路的能見度狀況。
[0015]2)擴(kuò)容性強(qiáng)。前端能見度監(jiān)測設(shè)備可以根據(jù)需求進(jìn)行增加，擴(kuò)展系統(tǒng)的覆蓋范圍和組網(wǎng)密度，無需進(jìn)行復(fù)雜操作，可以動(dòng)態(tài)增加監(jiān)測節(jié)點(diǎn)，并能夠自動(dòng)組網(wǎng)，具有很強(qiáng)的擴(kuò)容性。
[0016]3)數(shù)據(jù)處理速度快。本系統(tǒng)架構(gòu)云計(jì)算海量數(shù)據(jù)處理平臺，采用先進(jìn)的云計(jì)算處理技術(shù)，支持自動(dòng)容錯(cuò)和動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，數(shù)據(jù)處理速度快，運(yùn)算結(jié)果準(zhǔn)確，具有高實(shí)時(shí)性和可靠性的特點(diǎn)。
[0017]4)數(shù)據(jù)查詢便捷。原始監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)入庫，運(yùn)用高效的索引算法生成索引，滿足秒級數(shù)據(jù)查詢需求。
[0018]5)投資較少。該系統(tǒng)無需投入大量經(jīng)費(fèi)鋪設(shè)光纖通信光纜、購置和維護(hù)大型服務(wù)器，即可滿足能見度監(jiān)測、數(shù)據(jù)傳輸和預(yù)警信息和服務(wù)產(chǎn)品發(fā)布功能，易于大規(guī)模布網(wǎng)。
【附圖說明】
[0019]圖1是基于云計(jì)算平臺的高速公路能見度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖2是前端能見度監(jiān)測設(shè)備工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖通過實(shí)施例來對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0022]如圖1所示，一種基于云計(jì)算平臺的高速公路能見度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，包括:能見度監(jiān)測模塊、基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)云平臺及終端。其具體的工作流程如下:
通過控制器控制發(fā)射機(jī)定時(shí)發(fā)射紅外光源，接收機(jī)接收經(jīng)過大氣散射后的前向散射紅外光線，信號采集處理模塊采集經(jīng)過大氣散射后的前向散射紅外光強(qiáng)數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的能見度數(shù)據(jù)，通過3G無線通信模塊把能見度數(shù)據(jù)傳輸給云計(jì)算平臺；云計(jì)算平臺對各站點(diǎn)上傳的能見度數(shù)據(jù)處理后，生成實(shí)時(shí)能見度數(shù)據(jù)、圖像、預(yù)警信息等服務(wù)產(chǎn)品，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給終端用戶。如圖2所示，定時(shí)器控制發(fā)射機(jī)每15s發(fā)射一次峰值波長為930nm的紅外光，紅外光在大氣中散射，大氣能見度越低，紅外光被散射的越多，接收機(jī)接收經(jīng)過大氣散射后的前向散射紅外光，接收機(jī)每15S采集一次散射后的光強(qiáng)數(shù)據(jù)，經(jīng)過信號采集處理模塊，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的能見度數(shù)據(jù)，該能見度監(jiān)測數(shù)據(jù)通過3G無線數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送給云計(jì)算平臺。雨雪天氣，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)鏡頭會凝結(jié)液態(tài)或固態(tài)水，影響到監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量，控制器控制加熱模塊對其進(jìn)行加熱，使雨雪轉(zhuǎn)換成水蒸氣。本能見度監(jiān)測模塊采用太陽能電池供電。
[0023]云計(jì)算平臺對能見度實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的挖掘、分析、處理和總結(jié)，形成實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的能見度數(shù)據(jù)、圖像以及預(yù)警信息，向高速公路管理部門、移動(dòng)終端及導(dǎo)航服務(wù)商等終端用戶推送，終端用戶再把數(shù)據(jù)發(fā)送給它的客戶，有效的起到預(yù)警作用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于云計(jì)算平臺的高速公路能見度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于包括: 能見度監(jiān)測設(shè)備，所述能見度監(jiān)測模塊內(nèi)置無線通信模塊，所述無線通信模塊用于將監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)云平臺； 基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)云平臺，包括接入服務(wù)器、控制中心服務(wù)器和云計(jì)算平臺，用于業(yè)務(wù)管理和數(shù)據(jù)存儲分析，生成實(shí)時(shí)能見度數(shù)據(jù)、可視化的能見度地圖以及預(yù)警信息等服務(wù)廣品，并向終端發(fā)布； 終端，對能見度產(chǎn)品進(jìn)行展示和運(yùn)用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于云計(jì)算平臺的高速公路能見度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述能見度監(jiān)測設(shè)備包括: 控制器； 用于探測數(shù)據(jù)的與控制器相連的傳感器； 用于采集傳感器探測的數(shù)據(jù)的信號采集、處理模塊； 用于整個(gè)能見度監(jiān)測模塊供電的電源模塊； 所述數(shù)據(jù)采集、信號處理模塊連接傳感器和控制器，所述電源模塊連接所述控制器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于云計(jì)算平臺的高速公路能見度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器模塊包括定時(shí)器以及與之相連的發(fā)射機(jī)，接收機(jī)；所述定時(shí)器控制發(fā)射機(jī)發(fā)射紅外光信號的頻率；所述接收機(jī)用于接收經(jīng)過散射后的紅外光線。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種基于云計(jì)算平臺的高速公路能見度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:所述能見度監(jiān)測設(shè)備包括加熱模塊，加熱模塊連接所述控制器。5.根據(jù)權(quán)利要求所述的一種基于云計(jì)算平臺的高速公路能見度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:所述電源模塊為太陽能電池。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于云計(jì)算平臺的高速公路能見度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:所述的無線通信模塊為3G通信模塊。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于云計(jì)算平臺的高速公路能見度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。傳統(tǒng)高速公路能見度監(jiān)測系統(tǒng)鋪設(shè)成本高，擴(kuò)容難、信息處理速度較慢、預(yù)警信息發(fā)布渠道單一。一種基于云計(jì)算平臺的高速公路能見度監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，包括：能見度監(jiān)測設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)云平臺和終端三部分。能見度監(jiān)測設(shè)備內(nèi)置有無線通信模塊，用于將監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)云平臺；該物聯(lián)網(wǎng)云平臺包括接入服務(wù)器、控制中心服務(wù)器和云計(jì)算平臺，用于業(yè)務(wù)管理和數(shù)據(jù)存儲分析，生成實(shí)時(shí)的能見度數(shù)據(jù)、可視化的能見度圖像及預(yù)警信息等服務(wù)產(chǎn)品，并向終端用戶發(fā)布。本發(fā)明的有益效果是：信息發(fā)布實(shí)時(shí)性強(qiáng)；擴(kuò)容性強(qiáng)；數(shù)據(jù)處理速度快；數(shù)據(jù)查詢便捷；投資較少。
【IPC分類】H04L29/08, G01N21/53
【公開號】CN105527251
【申請?zhí)枴緾N201410564781
【發(fā)明人】姜海梅, 胡漢峰
【申請人】姜海梅
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2014年10月22日