鮑鑫怡　韋芳　王念如　陳妤玥

摘要：隨處可見的井蓋在如今的5G時(shí)代變得更加的智能化，它的功能涉及廣泛。面對(duì)道路交通安全問題的頻發(fā)，我們就想能否通過以智能井蓋作為媒介，輔之以車流量檢測(cè)技術(shù)，使得智能井蓋增加能夠監(jiān)測(cè)車流量的功能，然后再將數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的平臺(tái)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，然后發(fā)送至路側(cè)LED電子屏，手機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)等地方提醒駕駛?cè)藛T合理安排出行，提高交警工作效率，保障道路交通安全。

關(guān)鍵詞：智能井蓋;道路交通安全;車流量

中圖分類號(hào)：TP311? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）07-0184-02

1引言

如果世界的道路上每6秒就有人死亡或嚴(yán)重受傷，那么每天就有3000多人死亡，每年道路交通事故死亡人數(shù)130萬，交通事故已然成為一個(gè)全球性的殺手，死亡人群汽車乘員或行人占了94%。這是多么龐大的數(shù)據(jù)，為了改善這一問題，我們?cè)谛袆?dòng)中。

2道路交通安全的影響因素

2.1車流量

影響道路交通安全的一個(gè)重要因素就是車流量。車流量增加，道路車輛容易擁堵，導(dǎo)致道路交通事故頻發(fā)。同時(shí)，車流量的增加很大可能會(huì)帶來違法高峰：增加了超速行駛、違法停車、違法占用應(yīng)急車道等嚴(yán)重違法交通行為的發(fā)生，也加大了車輛追尾碰撞的安全風(fēng)險(xiǎn)。例如一些車主，為了快速到達(dá)目的地，忽視交通安全規(guī)則，駕車時(shí)會(huì)選擇作出超速行駛、違法超車、不按規(guī)定讓行等違法行為，這也埋下安全隱患。

2.2道路條件

道路條件作為其中一個(gè)影響因素，需要得到重視。據(jù)統(tǒng)計(jì)，道路交通事故10%—20%與道路條件有很直接關(guān)系，道路交通事故50%—60%與道路條件有間接關(guān)系。道路的設(shè)計(jì)是否合理、等級(jí)是否到位、質(zhì)量是否合格，交通設(shè)施是否齊全等都會(huì)影響著道路交通安全。如道路部分出現(xiàn)故障需要維修，這時(shí)候的車輛的行走路線變窄，則易發(fā)生交通安全事故。

2.3交通管理

影響道路交通安全的另一個(gè)因素就是交通管理。由于交通管理的智能化、精細(xì)化程度不高。而且數(shù)據(jù)的采集分析不足，主要依賴人工觀測(cè)，交警疏導(dǎo)控制能力也有限，工作效率不高。出現(xiàn)問題也不能及時(shí)解決，沒有充分利用物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代帶來的便捷。

3道路交通安全的解決方案

為了減少悲劇的發(fā)生，設(shè)計(jì)師們經(jīng)過不斷的摸索，設(shè)計(jì)制造出了智慧井蓋。通過智能井蓋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)井蓋當(dāng)前的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，確保井蓋處于安全狀態(tài)，保障其行人或車輛正常地通過，維護(hù)了道路交通安全。

而如今我國已經(jīng)正式進(jìn)入了5G時(shí)代，使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛，智能井蓋應(yīng)用也要更加的多元化，結(jié)合新型技術(shù)強(qiáng)國、興業(yè)、便民的建設(shè)目標(biāo)，我們嘗試對(duì)智能井蓋在道路交通安全應(yīng)用進(jìn)行更進(jìn)一步的探索。

3.1智能井蓋與車流量監(jiān)測(cè)相結(jié)合

因?yàn)榫w的智能性和普遍性，我們思考能否將磁頻類車輛監(jiān)測(cè)器與智能井蓋相結(jié)合來監(jiān)測(cè)車流量，采用NB-IOT協(xié)議通過智能井蓋的系統(tǒng)架構(gòu)，將與車輛有關(guān)的數(shù)據(jù)傳達(dá)到應(yīng)用服務(wù)器，數(shù)據(jù)經(jīng)過整合梳理后能夠反映道路交通的現(xiàn)時(shí)狀態(tài)，甚至能快速發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)問題的道路位置，為交警提供便利，及時(shí)疏通，保證道路通暢。智能井蓋和車流量監(jiān)測(cè)的結(jié)合提高了資源的利用率，為道路交通安全提供了基礎(chǔ)。

3.2智能井蓋運(yùn)用磁頻類車輛檢測(cè)器

隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，車流量監(jiān)測(cè)手段也不斷地更新，目前比較常見的車流檢測(cè)技術(shù)有：磁頻采集、波頻采集、視頻采集、浮動(dòng)車法、車輛識(shí)別法和探測(cè)車法。我們可以采用磁頻類車輛檢測(cè)器，以地磁檢測(cè)器為主，感應(yīng)線圈檢測(cè)器為輔，兩種檢測(cè)器相互驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否有效，也在一定程度上相輔相成提高了精確度，開創(chuàng)智能井蓋可以檢測(cè)車流量的新功能。

（1）以地磁檢測(cè)器主

每條機(jī)動(dòng)車道都采用地磁檢測(cè)器，因?yàn)榈卮艡z測(cè)器的安裝需要通過灌注發(fā)泡劑、膠、細(xì)沙或?yàn)r青等方式進(jìn)行固定，并且要保持環(huán)境的干燥，所以通過加大外徑和材料加固來保證井蓋的原有正常功能，并且采用“蓋中蓋”設(shè)計(jì)，井蓋中間有一個(gè)可開啟的圓形蓋，圓形蓋都采用雙層智能鎖，僅可以采用“終端遠(yuǎn)程+手機(jī)App口令密碼解鎖”的方式打開，圖1為智能井蓋示意圖。

地磁檢測(cè)器是利用地球磁場(chǎng)在有鐵磁性的物體通過時(shí)發(fā)生變化，非鐵磁性物體通過時(shí)無變化來檢測(cè)車流量的，對(duì)大范圍內(nèi)的磁通變化反應(yīng)靈敏，結(jié)果更加精確所受干擾也更小。正常情況下，地磁檢測(cè)器的使用壽命比較長，但是也同樣面臨著一個(gè)問題：當(dāng)線圈老化時(shí)，施工人員需要中斷交通開挖地面來進(jìn)行施工維護(hù)。如果使用如圖一所示設(shè)計(jì)后就可以避免開挖路面來維護(hù)線圈，只需打開內(nèi)蓋就可以施工，對(duì)檢測(cè)器的檢修來說是更方便的。

由于地磁檢測(cè)器往往不能檢測(cè)低速車輛，在道路擁擠時(shí)較難做出反應(yīng)，所以感應(yīng)線圈檢測(cè)器為輔來幫助進(jìn)一步判斷車流量和地面交通狀況。

（2）以感應(yīng)線圈監(jiān)測(cè)器為輔

以組為單位間隔性的安裝感應(yīng)線圈來輔助地磁檢測(cè)器。按照相關(guān)技術(shù)要求安裝，以兩個(gè)環(huán)形感應(yīng)線圈為一組（即前后兩個(gè)井蓋為一個(gè)檢測(cè)組），當(dāng)車輛行駛過一個(gè)檢測(cè)組后才會(huì)被記錄，一定程度上減小了檢測(cè)誤差。感應(yīng)線圈檢測(cè)器在車流量的檢測(cè)上僅起到輔助精確的作用，但它有效的彌補(bǔ)了地磁檢測(cè)器在車輛行駛時(shí)速較慢的情況下難以捕捉車子經(jīng)過的缺陷，同時(shí)以一個(gè)檢測(cè)組之間的距離除以經(jīng)過一個(gè)檢測(cè)組所需時(shí)間可得出車速，當(dāng)連續(xù)車輛以較低速度運(yùn)行時(shí)，可以大致得出道路擁擠的結(jié)論。

3.3智能井蓋的系統(tǒng)架構(gòu)

智能井蓋通過采用NB-IOT協(xié)議，將各種檢測(cè)器監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)傳送到NB-IOT基站，通過S1接口與IOT核心網(wǎng)連接。IOT核心網(wǎng)將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到IOT平臺(tái)，IOT平臺(tái)將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理后，再將數(shù)據(jù)和預(yù)處理結(jié)果傳至云平臺(tái)進(jìn)行安全備份，最終將數(shù)據(jù)以及處理結(jié)果發(fā)送至各個(gè)不同的應(yīng)用服務(wù)器。

采用NB-IOT與磁頻類車輛檢測(cè)器結(jié)合，無須另行建立基站，通過升級(jí)改造5G網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)通信無線網(wǎng)絡(luò)形成的組網(wǎng)是工作在蜂窩授權(quán)頻段上的，具有成本低、功耗低、連接強(qiáng)、覆蓋廣的特點(diǎn)，相比目前也相當(dāng)常見的視頻圖像采集的車流檢測(cè)技術(shù)，無須進(jìn)行復(fù)雜的圖像處理分析，數(shù)據(jù)的傳送和分析更實(shí)時(shí)快速，誤差也更小。

3.4智能井蓋將車流量相關(guān)的數(shù)據(jù)傳送

智能井蓋將車流量和車速的數(shù)據(jù)傳送到交通管制中心，中心將數(shù)據(jù)整合分析后能夠?qū)崿F(xiàn)城市交通系統(tǒng)的實(shí)時(shí)感知，然后將最后得出的結(jié)果投送至可發(fā)布信息的路側(cè)LED電子屏和手機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)來提醒駕駛員某路段交通擁擠，從而節(jié)約居民的出行時(shí)間，做到了智慧出行，也便于交警及時(shí)指揮交通。

將車輛擁堵的數(shù)據(jù)傳至市政中心應(yīng)用服務(wù)器，進(jìn)行數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析，如果某條道路經(jīng)常性出現(xiàn)擁堵的情況，市政部門就要開始考慮是否拓寬道路等具體的措施來緩解城市病，在一定程度上為城市規(guī)劃提供了數(shù)據(jù)支持。

部分智能井蓋的磁頻檢測(cè)器的異常信息也會(huì)直接發(fā)送至電子屏，顯示某井蓋已異常多少天，使居民監(jiān)督工作又多了一條途徑，同時(shí)井蓋異常的信息會(huì)直接發(fā)送消息給相關(guān)維修人員的手機(jī)App，通過手機(jī)端的確認(rèn)以及市政端授權(quán)才可以檢修井蓋，也能明確到具體某一人員的責(zé)任，避免了相互之間的推托。

4智能井蓋應(yīng)用的實(shí)際性

4.1智能電力井蓋的有效應(yīng)用

智能井蓋得到了很好的應(yīng)用，就說在2019年，南京市啟用了50套由國家電網(wǎng)南京供電公司研發(fā)，搭載了電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，用于監(jiān)控井下線路狀態(tài)，可實(shí)時(shí)反饋設(shè)備運(yùn)行信息的智能電力井蓋。一旦井蓋傾斜、位移，或者遇到非法開鎖、盜竊，井下淹水、設(shè)備自燃等情況，智慧井蓋會(huì)及時(shí)定位報(bào)警，工作人員將第一時(shí)間前往檢修。以此類推，相信智能井蓋監(jiān)測(cè)車流量也能得到應(yīng)用

4.2智能井蓋在監(jiān)測(cè)車流量上的推廣

監(jiān)測(cè)車流量的功能也十分的實(shí)用，為道路交通安全提供了保障。居民通過手機(jī)詳細(xì)了解出行路段的交通流量預(yù)測(cè)及繞行，路線分流，從而避免盲目出行，節(jié)省時(shí)間。同時(shí)，交警合理調(diào)度安排對(duì)道路交通進(jìn)行疏導(dǎo)，對(duì)行人、機(jī)動(dòng)車等違法行為積極進(jìn)行勸說、引導(dǎo)，保障道路交通安全、通暢，秩序井然。俗話說“耳聽為虛，眼見為實(shí)”，成果示范作為智能井蓋的車流量功能應(yīng)用的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，可以號(hào)召一部分居民參與其中，親身體驗(yàn)一下智能井蓋的車流量監(jiān)測(cè)功能的可靠性，讓他們能夠更加深入和全方位地感受到智能井蓋的這項(xiàng)功能的便捷性，從而可以通過他們傳到更多人的耳朵里。還應(yīng)對(duì)推廣方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)母母飫?chuàng)新，豐富形式，比如通過互聯(lián)網(wǎng)、電視、微博、微信等多種媒介擴(kuò)大的范圍，提高工作的效率。

5結(jié)語

道路交通安全作為直接關(guān)系著每個(gè)人和每個(gè)家庭的平安幸福的問題，我們探究智能井蓋的監(jiān)測(cè)車流量的功能，目的就是能夠通過一定的技術(shù)，減少道路交通事故的發(fā)生，維護(hù)道路交通安全。雖然由于是非專業(yè)的學(xué)生，上述的車流量技術(shù)方面寫的略顯稚嫩，但是希望智能井蓋的監(jiān)測(cè)車流量技術(shù)能夠得到專業(yè)人員注意和完善，然后得到很好的應(yīng)用。

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【通聯(lián)編輯：光文玲】