本發(fā)明屬于管理技術領域，特別涉及一種道路養(yǎng)護智能防護欄系統。

背景技術：

管理技術是指管理方法和管理手段的總稱。任何社會活動都存在著管理問題，而社會活動的復雜性決定了管理技術的通用性和適應性。隨著互聯網技術的飛速發(fā)展，管理技術也獲得了極大的提升。

隨著經濟發(fā)展和社會的進步，道路管網變得愈加復雜和完善，隨之而來的是道路養(yǎng)護負擔越來越重，目前，道路的清掃、路邊花木的養(yǎng)護都需要依賴專用的車輛，無論是設備的使用費用和維修養(yǎng)護費用都非常高，給市政部門帶來不小的財政負擔。同時，為了持續(xù)保持路面的清潔，現行的方法是每一個路段分配一個環(huán)衛(wèi)工人，市政部門需要定期支付工人的工資、社保都是一筆巨大的開支；同時，由于現在道路上車輛越來越多，環(huán)衛(wèi)工人工作時的危險系數也越來越高。上述這些都是現行道路養(yǎng)護方案的弊端，可見道路養(yǎng)護方案的智能化程度和養(yǎng)護費用已經成為制約政府財政支出和城市長期規(guī)劃發(fā)展的瓶頸。

目前，根據道路養(yǎng)護的現行方案總結出當前道路養(yǎng)護方案存在的缺陷如下：

1.現行道路養(yǎng)護的方案還是以人工為主，政府需要定期支付巨額的人員工資、社保等人力支出。

2.目前道路養(yǎng)護機械化水平有所提升，路面灑水、苗木養(yǎng)護、路面清掃都有專業(yè)的機械設備；但是這些專業(yè)設備往往造價高昂，其使用成本和維修保養(yǎng)成本也很高。

3.現行的市政規(guī)劃設計中，道路兩邊往往有高壓電纜和配套供電設施，部分電纜和供電設施因為設備老化等原因存在漏電隱患，當有漏電隱患的路面存有積水時，積水中往往存在漏電流，由于現有的路面設施中沒有相關的檢測報警裝置，行人和車輛很難察覺這些潛在的危險。

4.當遭遇極端惡劣天氣的時候，道路路面很容易積水，由于路面缺少顯示水深的標志，車輛貿然涉水時很容易熄火，造成道路不必要的擁堵。

5.北方冬天氣溫低，下雪時路面積雪需要靠噴灑融雪劑才可有效清除，目前的融雪劑噴灑模式還是使用車輛+人工的簡單方式，出現雪情的時候，很難做到及時有效的撒布除雪劑，就會增加道路擁堵和出現車輛側滑引發(fā)交通事故的幾率。

因此只有加快道路體系智能化升級，提高以道路防護欄為代表的道路設施智能化水平，才能有效的解決上述問題。

技術實現要素：

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種道路養(yǎng)護智能防護欄系統，用于解決現有普通的道路防護欄在使用過程中存在的諸多問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供一種道路養(yǎng)護智能防護欄系統，所述道路養(yǎng)護智能防護欄系統包括：信息采集系統、操作系統、通信系統、執(zhí)行系統、數據存儲系統、配套輔助系統；其中，

所述信息采集系統，以單片機和/或PLC為基礎，采集道路養(yǎng)護智能防護欄系統需要的信息；

所述操作系統，用于接收所述信息采集系統采集的信息，經過內部邏輯處理之后，控制所述通信系統、所述執(zhí)行系統、所述數據存儲系統完成控制動作；

所述通信系統，用于數據傳輸，既包括所述道路養(yǎng)護智能防護欄內部各子系統之間的數據傳輸，又包括不同防護欄之間的數據共享；

所述執(zhí)行系統，用于接收所述操作系統的控制指令完成控制動作；

所述數據存儲系統，用于存儲數據；

所述配套輔助系統，是所述道路養(yǎng)護智能防護欄系統的配套設施，用于輔助所述執(zhí)行系統完成控制動作。

優(yōu)選地，所述信息采集系統包括信息采集單元和通信網絡；所述信息采集單元包括氣象采集設備、漏電感知設備、路面溫度采集設備、積水信息采集設備、積雪信息采集設備、結冰信息采集設備、土壤溫濕度采集設備；其中，所述氣象采集設備是由包括空氣溫濕度采集設備、雨雪信息采集設備、風速采集設備、PM2.5采集設備、PM10采集設備、揚塵采集設備在內的綜合氣象站，用于采集當前的氣象信息；所述漏電感知設備用于檢測當前路面是否存在漏電情況；所述路面溫度采集設備用于采集當前路面的溫度信息；所述積水信息采集設備用于采集當前路面積水的深度、溫度信息；所述積雪信息采集設備用于采集當前路面積雪的厚度；所述結冰信息采集設備用于采集當前路面的結冰信息，包括結冰厚度信息，結冰路線長度信息；所述土壤溫濕度采集設備用于采集所述防護欄周圍綠化帶的土壤溫濕度信息；為保證數據的準確性，所有信息采集單元采集的數據會通過濾波算法和容錯算法去除錯誤數據；所述通信網絡為所述通信系統的一部分，用于將所述信息采集單元采集的信息傳輸至所述操作系統。

優(yōu)選地，所述操作系統實時接收所述信息采集系統回傳的信息數據，動態(tài)分析當前道路的路面信息、天氣信息、土壤信息，及時控制所述執(zhí)行系統完成路況優(yōu)化、道路養(yǎng)護和危險報警動作。

優(yōu)選地，所述配套輔助系統包括融雪劑存儲裝置、水存儲裝置、藥劑存儲裝置、營養(yǎng)液存儲裝置、泵送裝置組成的綜合系統；其中，所述融雪劑存儲裝置用于存儲融雪劑，所述水存儲裝置用于存儲道路清掃用水；所述藥劑存儲裝置用于存儲綠化植物防治病蟲害的藥劑；所述營養(yǎng)液存儲裝置用于存儲綠化植物的營養(yǎng)液；所述泵送裝置用于將所述存儲裝置中存儲的液體物質輸送給所述執(zhí)行系統；上述所有存儲裝置都有專用的注入口與外界聯通，相關負責人員可以通過該注入口對所述存儲裝置內的物質進行補充。

優(yōu)選地，所述執(zhí)行系統是由包括融雪劑噴灑系統、水噴灑系統、苗木養(yǎng)護系統、聲光報警系統在內的綜合系統；用以完成路況優(yōu)化、道路養(yǎng)護和危險報警動作；包括：自動除雪、自動除水、自動除冰、路面降溫、噴水降塵、花木灌溉、漏電報警、路況報警；其中所述融雪劑噴灑系統主要用于自動清除路面的積雪；所述水噴灑系統用于路面灑水降溫、路面灑水除塵、噴水降低空氣揚塵、去除路面積水四個方面；所述苗木養(yǎng)護系統用于對道路綠化帶植被進行養(yǎng)護，包括灌溉、噴灑藥劑、噴灑營養(yǎng)液；所述聲光報警系統用于當路面出現結冰、積雪、路面溫度過高、路面積水過多、漏電的時候，通過聲光形式提醒司機和過路行人注意安全。

優(yōu)選地，所述融雪劑噴灑系統、所述水噴灑系統、所述苗木養(yǎng)護系統的硬件部分都是由噴淋裝置和專用管道組成；其中所述融雪劑噴灑系統的噴淋裝置安裝在所述道路養(yǎng)護智能防護欄底部橫梁上，所述水噴灑系統的噴淋裝置安裝位置有三處：一處為所述道路養(yǎng)護智能防護欄底部橫梁上，用于清掃路面和路面降溫；一處為所述道路養(yǎng)護智能防護欄頂部橫梁上，用于給空氣進行噴淋去除揚塵；一處為所述道路養(yǎng)護智能防護欄立柱底端，用于去除路面積水；苗木養(yǎng)護系統的噴淋裝置安裝形式分為兩種：一種是安裝在所述道路養(yǎng)護智能防護欄兩側立柱上，一種是作為單獨的部件安裝在綠化用地中；所述專用管道用于所述配套輔助系統和所述噴淋裝置連接。

優(yōu)選地，所述融雪劑噴灑系統運行的條件如下：

a.檢測出路面存在積雪；

b.道路路面的溫度低于0攝氏度；

c.路面積雪的厚度在逐漸增加；

當上述三個條件都具備時，所述融雪劑噴灑系統開始運行，融雪劑從所述輔助配套系統中的所述融雪劑存儲裝置中通過專用管道被泵送到所述融雪劑噴淋裝置，所述融雪劑噴淋裝置的噴頭可以自動調節(jié)角度，確保融雪劑可以覆蓋到路面上所有的積雪區(qū)域；所訴融雪劑噴淋采用間歇性噴淋模式，在噴淋的同時，所述信息采集系統還會實時檢測路面積雪的厚度，當確認路面的積雪已被消除，所述控制系統就會關停所述融雪劑噴灑系統。

優(yōu)選地，所述水噴灑系統運行的條件如下：

a.路面溫度超過設定的溫度閾值

b.空氣中揚塵的濃度超過了設定的濃度閾值

c.路面積水深度超過了設定的深度閾值

以上三個條件具備一個，所述水噴灑系統就會開啟，其中當滿足a條件時，所述水噴灑系統安裝在底部橫梁上的所述噴淋裝置會開啟，對路面進行噴水降溫；當滿足b條件時，所述水噴淋系統安裝在頂部橫梁上的所述噴淋裝置會開啟，對空氣噴水除揚塵；當滿足c條件時，所述水噴淋系統安裝在立柱底端的所述噴淋裝置會啟動，所述噴淋裝置會抽取路面的積水，積水會經由所述專用管道回灌到所述配套輔助系統中的所述水存儲裝置內；同時所述報警系統會將該報警信息告知行人和司機，提醒注意。

優(yōu)選地，所述苗木養(yǎng)護系統運行的條件如下：

a.檢測到土壤的濕度小于設定的濕度閾值

b.接收到所述通信系統傳來的噴淋指令

其中，當a條件滿足時，所述苗木養(yǎng)護系統會開啟，此時所述噴淋系統噴出來的是水；當b條件滿足時，所述苗木養(yǎng)護系統也會開啟，此時所述噴淋系統會根據所述噴淋指令的具體內容噴出水、營養(yǎng)液、藥劑。

優(yōu)選地，所述聲光報警系統安裝在所述防護欄系統的所述頂部橫梁上；報警內容根據當前實際路況實時更新；當當前路面出現積水、結冰、積雪、路面溫度過高、空氣揚塵濃度過高、PM2.5過高、漏電情況時，該路段的所述防護欄系統的所述聲光報警系統會將危險信息通過真人語音報警、報警燈閃爍等形式告知周圍的行人或司機；同時該報警內容也會通過所述通信系統傳輸到其前方和后方的所述防護欄系統，其前方和后方的所述防護欄系統中的所述報警系統也會進行實時報警，使對應路段的司機或者行人及早獲知危險信息，及時規(guī)避。

優(yōu)選地，所述漏電報警功能用于當路面積水內存在漏電流時進行報警，提醒行人和車輛注意規(guī)避；所述漏電報警檢測器安裝在所述防護欄系統立柱的底部。

優(yōu)選地，所述通信系統是一個開放性的系統，可兼容不同的通信協議；通信系統中傳輸的數據都會按照統一的格式進行封裝；為了保證通信系統的穩(wěn)定性，所述通信系統中的任意通信單元都配置有兩種通信協議，即主通信協議和備用通信協議，當主通信協議通信不正常的時候，通信系統自動啟用備用通信協議完成數據傳輸。

優(yōu)選地，所述數據存儲系統用于存儲所述道路養(yǎng)護智能防護欄的配置數據，包括報警類數據、運行類數據；其中報警類數據為所述報警系統的報警閾值,包括：積水深度報警閾值、路面溫度報警閾值、揚塵濃度報警閾值、PM2.5報警閾值、積雪厚度報警閾值；運行類數據是指所述苗木養(yǎng)護系統運行的數據，包括土壤干濕度閾值。

用本發(fā)明所述道路養(yǎng)護智能防護欄系統及方法，可以實現對道路自動除雪、清除路面積水、清除路面結冰、噴水清掃、花木養(yǎng)護、危險報警，減少市政道路養(yǎng)護的人力成本和設備費用支出，提高道路養(yǎng)護的智能化和自動化水平。

附圖說明

圖1顯示為本發(fā)明道路養(yǎng)護智能防護欄系統示意圖。

圖2顯示為本發(fā)明噴淋裝置安裝示意圖。

圖3顯示為本發(fā)明漏電報警器安裝位置示意圖。

圖4顯示為本發(fā)明漏電報警器檢測流程示意圖。

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。

具體的，所述信息采集單元包括氣象采集設備、漏電感知設備、路面溫度采集設備、積水信息采集設備、積雪信息采集設備、結冰信息采集設備、土壤溫濕度采集設備；其中，所述氣象采集設備是由包括溫濕度傳感器、雨雪傳感器、風速儀、PM2.5傳感器、PM10傳感器、揚塵傳感器在內的綜合氣象站；所述漏電感知設備為漏電報警器，安裝在所述道路養(yǎng)護智能防護欄的底端；所述路面溫度采集設備為溫度傳感器，安裝在所述道路養(yǎng)護智能防護欄立柱的底端；所述積水信息采集設備為水位傳感器，水位傳感器安裝在所述道路養(yǎng)護智能防護欄立柱的底端；所述積雪信息采集設備為積雪測量儀，將雪化成水后，按照1:15的比例進行換算得出，所述積雪測量儀安裝在所述道路養(yǎng)護智能防護欄立柱的底端；所述結冰信息采集設備為光纖式結冰傳感器；所述土壤溫濕度采集設備為土壤溫濕度傳感器；為保證數據的準確性，所有信息采集單元采集的數據會通過濾波算法和容錯算法去除錯誤數據，其中濾波算法可采用卡爾曼濾波算法；通信封裝格式為采集時間+傳感器ID+采集數據+校驗值，其中校驗值可以采用CRC16校驗算法計算出來。

具體的，所述報警系統包括語音報警器、LED點陣顯示屏、報警燈等，當出現報警情況時，語音報警器會進行語音報警，LED點陣顯示屏會顯示報警原因，報警燈會實時閃爍，提醒行人和車輛注意。同時該報警信息會通過所述通信系統傳遞給該路段其他的所述道路養(yǎng)護智能防護欄的所述控制系統，所述控制系統會控制所述報警系統進行報警，讓行人和車輛及早準備。

具體的，所述操作系統為嵌入式系統軟件，可使用ARM系列嵌入式芯片，芯片使用專用的接口和各個信息采集單元連接。

具體的，所述融雪劑噴灑系統、所述水噴灑系統、所述苗木養(yǎng)護系統的硬件部分都是由噴淋裝置和專用管道組成，噴淋裝置可以使用目前常用的苗木灌溉噴頭，專用管道使用PVC管道；其中所述融雪劑噴灑系統的噴淋裝置安裝在所述道路養(yǎng)護智能防護欄底部橫梁上，所述水噴灑系統的噴淋裝置安裝位置有三處：一處為所述道路養(yǎng)護智能防護欄底部橫梁上，用于清掃路面和路面降溫，安裝位置如圖2中②所示；一處為所述道路養(yǎng)護智能防護欄頂部橫梁上，用于給空氣進行噴淋去除揚塵，安裝位置如圖2中①所示；一處為所述道路養(yǎng)護智能防護欄立柱底端，安裝位置如圖2中③所示，用于去除路面積水；苗木養(yǎng)護系統的噴淋裝置安裝形式分為兩種：一種是安裝在所述道路養(yǎng)護智能防護欄兩側立柱上，安裝位置如圖2中④所示。一種是作為單獨的部件安裝在綠化用地中；可使用現在綠化常用的苗木灌溉噴頭；所述專用管道用于所述配套輔助系統和所述噴淋裝置連接。

具體的，綜合氣象站實時檢測天氣信息，所述控制系統會根據當前的天氣信息控制所述執(zhí)行系統完成動作，其中包括：如果檢測到天氣下雨，所述信息采集系統會實時檢測路面積水的深度，一旦路面積水深度超過了設定的閾值，所述道路養(yǎng)護智能防護欄啟動安裝在防護欄立柱底端的水噴淋裝置，抽取積水；同時報警系統也會以聲光的形式進行報警，顯示當前的積水深度，同時所述控制系統也會實時檢測積水中是否存在漏電流，一旦判斷出有漏電流存在，所述報警系統會立刻進行報警，提醒行人和車輛注意安全。

如果檢測到路面溫度過高，超過了設定的溫度閾值，所述道路養(yǎng)護智能防護欄啟動安裝在防護欄底部橫梁的水噴淋裝置，自動對路面噴水降溫；同時，所述水噴淋裝置的角度可以自動調節(jié)，做到路面噴水均勻。

當在冬季出現路面結冰/積雪的情況時，所述道路養(yǎng)護智能防護欄會自動檢測路面結冰/積雪的厚度，結冰/積雪路線的長度，結冰/積雪區(qū)域的所有道路養(yǎng)護智能防護欄會啟動融雪劑噴淋裝置，該噴淋裝置安裝位置如圖2中⑤所示，噴灑鹽水進行路面除冰/除雪，同時結冰線路上及其延長線上的報警系統也會啟動，實時報告結冰/積雪情況和除冰/除雪情況，提醒行人和司機減速或者繞行。

具體的，所述道路養(yǎng)護智能防護欄系統可以定時啟動，每天早上定時對路面噴水清掃，保證路面清潔；同時如果空氣中揚塵濃度過高，所述道路養(yǎng)護智能防護欄會啟動安裝在防護欄頂部橫梁的水噴淋裝置，對空氣進行噴水降塵；同時所述報警系統也會啟動，實時報告空氣中揚塵濃度，提醒行人和車輛注意。

具體的，所述道路養(yǎng)護智能防護欄系統會實時檢測道路周圍綠化帶的土壤濕度，當綠化帶中的土壤濕度低于設定的土壤濕度閾值時，所述道路養(yǎng)護智能防護欄系統會自動啟動該位置的苗木養(yǎng)護系統的噴淋裝置，對綠化帶中的苗木進行噴水灌溉。

同時，所述道路養(yǎng)護智能防護欄系統也會實時接收所述通信系統傳輸的苗木噴淋指令，當某一路段的苗木需要噴淋或者噴灑藥劑的時候，只需要在該路段某一段道路養(yǎng)護智能防護欄上進行設置，該段道路養(yǎng)護智能防護欄會通過所述通信系統自動連接到其他的所述道路養(yǎng)護智能防護欄上，對苗木進行噴淋，如果噴淋過程中，水或者藥劑快噴完了，所述報警系統也會告知專業(yè)人員進行加水/加藥劑處理。

具體的，所述輔助配套系統由儲水罐，儲藥劑罐，儲營養(yǎng)液罐，儲融雪劑罐共同組成。埋設在道路邊上的綠化帶中，為了保證罐內液體不因為溫度過低凍住，破壞罐體，罐體有配套的加熱保溫系統，保證罐內液體不會被凍住。罐體都通過專用管道連接到外面的噴淋裝置上，這些管道通常和地熱管道鋪設在一起，保證管道冬天不被凍壞。

具體的，所述漏電報警功能用于當路面積水內存在漏電流時進行報警，提醒行人和車輛注意規(guī)避；所述漏電報警檢測器安裝在所述防護欄系統立柱的底部，安裝位置如圖3中⑥所示。其判斷流程為：

首先，檢測路面存在積水。

其次，檢測積水中是否存在漏電現象。

再次，如果判斷出積水中存在漏電現象，當有行人或車輛靠近時，所述報警系統進行報警，提醒行人或車輛及時規(guī)避。

上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發(fā)明的權利要求所涵蓋。