[發(fā)明專利]一種大跨度公路橋梁大風(fēng)行車監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010127811.3
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111341101A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李永樂;余傳錦;張明金;陳潛;何佳勇
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/048;G08G1/0967;G06Q10/04;G06Q50/26;G16Y40/10;G16Y40/20;G16Y40/50
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 卓仲陽

本發(fā)明公開了一種大跨度公路橋梁大風(fēng)行車監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，涉及大跨度公路橋梁行車預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域；該預(yù)警系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集模塊、中心服務(wù)器和預(yù)警終端組成，數(shù)據(jù)采集模塊依據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集站與氣象軟件分別取得實時風(fēng)速數(shù)據(jù)與氣象信息；中心服務(wù)器依托大比尺風(fēng)洞試驗及精細(xì)化風(fēng)車橋耦合振動分析制定車輛限速規(guī)則，通過高精度預(yù)測模型進(jìn)行風(fēng)速預(yù)測，結(jié)合氣象信息甄別路面狀態(tài)并綜合判定預(yù)測風(fēng)速下車輛的合理行駛速度；預(yù)警終端由桌面程序、網(wǎng)頁和手機(jī)App等多平臺組成。本發(fā)明有利于管理部門根據(jù)預(yù)警終端或中心服務(wù)器發(fā)送的行車指導(dǎo)建議及險情信息，科學(xué)管理橋上交通，有效地提高橋上行車安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于公路交通預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種大跨度公路橋梁大風(fēng)行車監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，作為國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展動脈的高速公路也得到了空前的發(fā)展，在我國交通運(yùn)輸領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。同時，也應(yīng)當(dāng)意識到由于我國交通安全管理和策略研究的相對滯后，高速公路交通安全問題日益突出。其中，大風(fēng)是一種較為常見但對交通安全危害頗大的不利氣象條件。橫風(fēng)作用下車輛易發(fā)生側(cè)偏、側(cè)滑和傾覆等問題，以致引發(fā)嚴(yán)重交通事故。尤其在沿海地區(qū)與復(fù)雜山區(qū)，風(fēng)致行車安全事故屢見不鮮，對交通安全提出了嚴(yán)峻考驗。大跨度橋梁作為高速公路關(guān)鍵節(jié)點，亦是高速公路交通運(yùn)行安全的瓶頸點。大跨度橋梁周圍風(fēng)場環(huán)境多變，行車環(huán)境復(fù)雜。尤其遇到雨、雪等濕滑路面狀況時，交通險情發(fā)生幾率將突增，嚴(yán)重威脅行車安全，可靠的公路橋梁大風(fēng)行車預(yù)警系統(tǒng)必不可少。

目前大風(fēng)預(yù)警系統(tǒng)主要憑借大區(qū)域內(nèi)的天氣預(yù)報或者氣象站的信息對風(fēng)速進(jìn)行預(yù)判，而忽略了局部小地形與小氣候?qū)︻A(yù)警的影響。特別在西部山區(qū)，大跨度橋梁多建設(shè)于復(fù)雜地形環(huán)境中，受局部地形的影響，橋面實際風(fēng)速往往與常規(guī)的天氣預(yù)報或者氣象站預(yù)測存在較大差異。此外，當(dāng)前的大風(fēng)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)多數(shù)是針對鐵路系統(tǒng)，針對公路橋梁的大風(fēng)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)幾乎空白。對于公路系統(tǒng)，車輛類型、路面狀態(tài)甚至車道位置等參數(shù)的差異都會影響橫風(fēng)作用下行駛安全性，現(xiàn)有預(yù)警系統(tǒng)也難以針對各類情況發(fā)布不同預(yù)警。

綜上所述，亟需發(fā)展一套完善的大風(fēng)行車安全預(yù)警系統(tǒng)，保障公路系統(tǒng)大跨度橋梁大風(fēng)行車安全。

發(fā)明內(nèi)容

為保障公路橋梁大風(fēng)行車安全性，完善公路交通預(yù)警系統(tǒng)，本發(fā)明提供一種大跨度公路橋梁大風(fēng)行車監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。

一種大跨度公路橋梁大風(fēng)行車監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。包含數(shù)據(jù)采集模塊、中心服務(wù)器和預(yù)警終端。其中數(shù)據(jù)采集模塊包括風(fēng)速數(shù)據(jù)采集與氣象信息采集；中心服務(wù)器包括數(shù)據(jù)獲取、路面狀態(tài)識別、車輛限速規(guī)則制定、風(fēng)速預(yù)測與行車預(yù)警功能模塊；預(yù)警終端由桌面程序、網(wǎng)頁和手機(jī)App平臺組成。

進(jìn)一步地，風(fēng)速數(shù)據(jù)采集由測風(fēng)裝置與數(shù)據(jù)采集器組成的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集站完成，氣象信息采集借助第三方氣象軟件完成。

進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)收集模塊負(fù)責(zé)取回相關(guān)數(shù)據(jù)；路面狀態(tài)識別模塊以氣象信息為基礎(chǔ)，綜合判斷橋面“干”、“濕”、“雪”、“冰”的確切狀態(tài)；車輛限制規(guī)則制定模塊依托大比尺的風(fēng)洞實驗及精細(xì)化的風(fēng)車橋耦合分析制定不同車輛類型、路面狀態(tài)及車道位置(不同交通工況)下的限速規(guī)則；風(fēng)速預(yù)測模塊選擇合理的預(yù)測模型對原始數(shù)據(jù)數(shù)值分析得到預(yù)測風(fēng)速，并提供模型優(yōu)化功能以提高風(fēng)速預(yù)測精度；行車預(yù)警模塊依據(jù)路面狀態(tài)、車輛限速規(guī)則與預(yù)測風(fēng)速，分析得到下一時刻不同類型車輛的最大安全行駛速度，一旦該值低于預(yù)期給定的車輛行駛速度，即向預(yù)警終端及預(yù)警對象實時發(fā)布預(yù)警信息。

預(yù)警終端負(fù)責(zé)實時顯示當(dāng)前風(fēng)速、預(yù)測風(fēng)速和橋梁通行狀態(tài)等重要信息，增益系統(tǒng)可視化。

本發(fā)明的有益效果為：

1.基于橋上實地風(fēng)速數(shù)據(jù)超前一步或多步預(yù)測風(fēng)速。依托大比尺的風(fēng)洞實驗及精細(xì)化的風(fēng)車橋耦合分析所制定的車輛限速規(guī)則，針對不同交通工況分別給出預(yù)警信息。綜合考慮橋面局部風(fēng)場與多種交通工況，形成了一套完善的公路橋梁大風(fēng)行車安全預(yù)警系統(tǒng)，填補(bǔ)公路交通預(yù)警，尤其是公路橋梁交通技術(shù)領(lǐng)域的空白；