一种道路环境监测系统及监测方法与流程

1.本发明涉及道路环境监测领域，特别涉及一种道路环境监测系统及监测方法。


背景技术：

2.随着经济的发展，公众对道路环境的要求越来越高，道路不仅仅是提供交通功能，同时兼具绿化等功能。因此市政、环保等执法部门对道路清洁状况及环境清洁程度的监测要求越来越严，目前，道路路面上存在人类日常生活中所产生的生活垃圾，道路周边绿化带植物所带来的季节性落叶等各种垃圾；道路环境中存在着汽车尾气排放的大量污染物、车辆轮胎与路面摩擦产生的颗粒物、工农业生产中煤等燃料燃烧产生的污染物等，不仅影响着空气质量，而且严重危害人民的生活及身体健康。因此需要实时对道路环境进行监测，以便及时清理道路垃圾，放置造成环境污染，现有的道路环境监测主要依赖人工，这种监测方式在使用时，存在以下不便：1、通过人工进行道路环境监测，无法及时监测道路的污染程度，且不能及时上传监测信息，导致不能及时清理路面垃圾，监测效果较差，且工作效率低下。
3.2、通过人工进行道路环境监测，不能准确的了解路面污染的程度，当路面环境污染严重时，需要人工进行路面的清理，造成人力物力的浪费，实用性较差。
4.3、通过人工进行道路环境监测，对于道路上车辆乱停乱放违规行驶，不能及时发现，容易造成道路失衡，发生交通拥堵，影响道路的正常运行。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种道路环境监测系统及监测方法，通过环境监测模块能够及时监测到路面环境污染程度，配合数据处理系统和控制系统，能够实时上传监测信息结果，为相关部门等多个地方提供直接、客观的道路环境监测情况，解决目前道路环境综合监测存在的问题，实现远程预警，为相关负责部门提供有力的监测需求支持，通过系统主机可设定预警值，经主机控制模块判定，当监测的数据超过预设的数据时通过报警模块进行报警，同时从机控制模块对清洁系统发出清洁指令，清洁系统启动清洁装置对道路进行清扫，实现了道路清洁及报警监控，同时通过无线传输模块进行传输，能够有效的进行低功耗、低成本以及远距离的无线数据传输，可对道路环境状态进行实时的监控，具有较强的实用性，通过路况监测模块当前道路车辆的行驶情况进行监测，方便对道路进行管理管理和对交通现象进行监测、识别、诊断，对某些可能的错误行为或可能出现的交通失衡状态进行识别与警告，以此来规范道路管理系统的秩序，促成道路交通在非均衡状态下的自我均衡，采用模块化设计，各模块均采用成熟技术，监测内容相互独立，系统整体集成度高，监测准确、可靠，可应用于道路清洁状况、道路环境清洁程度和车辆行驶情况的监测，解决市政、环保和交通等执法部门对道路环境综合监测的需求，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种道路环境监测系统，包括系统主机和视频监测系统，所述系统主机的输入端
与数据处理系统的输出端连接，数据处理系统的输入端分别与视频监测系统和传感器监测系统的输出端连接，系统主机的输出端与控制系统的输入端连接，控制系统的输出端与清洁系统的输入端连接。
7.其中，所述系统主机包括数据库、数据对比模块、显示模块和报警模块。
8.其中，所述视频监测系统包括视频采集模块、视频分析模块、视频转换模块和视频传输模块。
9.其中，所述传感器监测系统包括颗粒物传感器、温湿度传感器、有害气体传感器、烟雾传感器、风险评估模块和气象监测传感器。
10.其中、所述数据处理系统包括信息反馈模块、信息监控模块、gps定位模块、预警模块、数据转换模块和监测处理器模块。
11.其中，所述控制系统包括从机控制模块、无线传输模块和主机控制模块。
12.进一步地，所述数据库的输出端与数据对比模块的输入端连接，数据对比模块的输出端分别与显示模块和报警模块的输入端连接，报警模块基于报警指令进行报警。
13.进一步地，所述视频采集模块的输出端与视频分析模块的输入端连接，视频分析模块的输出端与视频转换模块的输入端连接，视频转换模块的输出端与视频传输模块的输入端连接。
14.进一步地，所述视频采集模块包括环境监测模块和路况监测模块，环境监测模块和路况监测模块实时拍摄路边的垃圾情况和道路车辆行驶的情况，视频转换模块将采集的道路影像转换为环境数据传输给数据处理系统。
15.进一步地，所述颗粒物传感器、温湿度传感器、有害气体传感器、烟雾传感器、风险评估模块和气象监测传感器，颗粒物传感器、温湿度传感器、有害气体传感器、烟雾传感器和气象监测传感器的输出端均与风险评估模块的输入端连接，颗粒物传感器采用激光散色监测传感器。
16.进一步地，所述监测处理器模块的输出端分别与信息反馈模块、信息监控模块、gps定位模块、预警模块和数据转换模块的输入段连接，监测处理器模块设置于视频监测系统内，视频监测系统分布于道路环境监测点，对环境的数据进行不到间断测定，并通过数据转换模块将转换的环境数据进一步转换成将监测数据，同时将环境监测数据发送到系统主机中，信息反馈模块将监测的数据与gps定位模块的数据集合发送到系统主机内，通过信息监控模块将采集的数据进行分析，预警模块根据数据库内预先设置的环境参数设定环境参数预警限定数值，同时将环境参数预警限定的数值存入数据库内。
17.进一步地，所述主机控制模块通过无线传输模块与从机控制模块连接，从机控制模块与环境监测模块连接，主机控制模块与系统主机连接，从机控制模块用于接收监测数据，并将监测数据传输给主机控制模块，还用于获取清洁指令，并将清洁指令传输给清洁系统，主机控制模块用于调整参数阈值，根据参数阈值对监测数据进行阈值处理，生成阈值处理结果，并基于阈值处理结果生成清洁指令与报警指令，还用于将报警指令传输给报警模块。
18.进一步地，所述视频监测系统和传感器监测系统设置在道路的两旁，根据情况可安装多个视频监测系统和传感器监测系统，清洁系统基于清洁指令对道路环境进行清洁。
19.进一步地，所述颗粒物传感器和有害气体传感器用来采集路面环境中的空气质量
状况、环境清洁状况，烟雾传感器用于采集道路环境烟雾参数数据，温湿度传感器用于采集道路环境温湿度数据，风险评估模块是对道路行车安全风险等进行评估，气象监测传感器包括对阴、晴、雨、雪、雾等指标的监测，其中雨又分为小雨、中雨、大雨。雪分为小雪、中雪、大雪。雾分为红色预警(能见度小于50米)、橙色预警(能见度大于50米小于200米)、黄色预警(能见度大于200米小于500米)。
20.本发明提供另一种技术方案：一种道路环境监测系统的监测方法，包括以下步骤：步骤一：通过预警模块预先设置的环境参数设定环境参数预警限定数值，同时将环境参数预警限定的数值存入数据库内，并将预设的环境参数录入数据库内。
21.步骤二：通过环境监测模块对当前的道路环境进行监测，路况监测模块对当前道路车辆行驶的情况进行监测，并通过视频分析模块对监测情况进行分析，然后通过视频转换模块将采集的道路影像转换为环境数据传输给监测处理器模块。
22.步骤三：通过颗粒物传感器、温湿度传感器、有害气体传感器、烟雾传感器和气象监测传感器对当前道路空气质量数据进行监测，并通过风险评估模块对当前空气质量数据进行风险评估，评估后将结果传输至监测处理器模块。
23.步骤四：环境监测模块和路况监测模块监测的环境数据传输至监测处理器模块，并通过数据转换模块将转换的环境数据进一步转换成将监测数据，同时将环境监测数据发送到数据库内，同时信息反馈模块将监测的数据与gps定位模块的数据集合发送到系统主机内，通过信息监控模块将采集的数据进行分析，并通过数据对比模块将采集的数据与预设的数据进行对比。
24.步骤五：当对比后发现采集的数据高于预设的数据时，通过报警模块发出警报，提醒监测人员当前道路环境存在异常，并将异常结果通过显示模块显示出来。
25.步骤六：然后通过主机控制模块发出清洁指令，并将清洁指令传输给清洁系统，清洁系统控制清洁装置对当前道路进行清理。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明的一种道路环境监测系统及监测方法，实现了监测过程无需人工干预，能够可靠、快捷、客观的获得道路环境综合数据，通过环境监测模块能够及时监测到路面环境污染程度，配合数据处理系统和控制系统，能够实时上传监测信息结果，为相关部门等多个地方提供直接、客观的道路环境监测情况，解决目前道路环境综合监测存在的问题，实现远程预警，为相关负责部门提供有力的监测需求支持。
27.2、本发明的一种道路环境监测系统及监测方法，通过系统主机可设定预警值，经主机控制模块判定，当监测的数据超过预设的数据时通过报警模块进行报警，同时从机控制模块对清洁系统发出清洁指令，清洁系统启动清洁装置对道路进行清扫，实现了道路清洁及报警监控，同时通过无线传输模块进行传输，能够有效的进行低功耗、低成本以及远距离的无线数据传输，可对道路环境状态进行实时的监控，具有较强的实用性。
28.3、本发明的一种道路环境监测系统及监测方法，通过路况监测模块当前道路车辆的行驶情况进行监测，方便对道路进行管理管理和对交通现象进行监测、识别、诊断，对某些可能的错误行为或可能出现的交通失衡状态进行识别与警告，以此来规范道路管理系统的秩序，促成道路交通在非均衡状态下的自我均衡，采用模块化设计，各模块均采用成熟技术，监测内容相互独立，系统整体集成度高，监测准确、可靠，可应用于道路清洁状况、道路
环境清洁程度和车辆行驶情况的监测，解决市政、环保和交通等执法部门对道路环境综合监测的需求。
附图说明
29.图1为本发明的一种道路环境监测系统整体结构的示意图；图2为本发明的一种道路环境监测系统的视频监测系统模块示意图；图3为本发明的一种道路环境监测系统的传感器监测系统模块示意图；图4为本发明的一种道路环境监测系统的数据处理系统模块示意图；图5为本发明的一种道路环境监测系统的部分模块示意图；图6为本发明的一种道路环境监测系统的流程图。
30.图中：1、系统主机；11、数据库；12、数据对比模块；13、显示模块；14、报警模块；2、视频监测系统；21、视频采集模块；211、环境监测模块；212、路况监测模块；22、视频分析模块；23、视频转换模块；24、视频传输模块；3、传感器监测系统；31、颗粒物传感器；32、温湿度传感器；33、有害气体传感器；34、烟雾传感器；35、风险评估模块；36、气象监测传感器；4、数据处理系统；41、信息反馈模块；42、信息监控模块；43、gps定位模块；44、预警模块；45、监测处理器模块；46、数据转换模块；5、控制系统；51、从机控制模块；52、无线传输模块；53、主机控制模块；6、清洁系统。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.实施例一请参阅图1，一种道路环境监测系统，包括系统主机1和视频监测系统2，系统主机1的输入端与数据处理系统4的输出端连接，数据处理系统4的输入端分别与视频监测系统2和传感器监测系统3的输出端连接，系统主机1的输出端与控制系统5的输入端连接，控制系统5的输出端与清洁系统6的输入端连接，视频监测系统2和传感器监测系统3设置在道路的两旁，根据情况可安装多个视频监测系统2和传感器监测系统3，清洁系统6基于清洁指令对道路环境进行清洁。
33.请参阅图2，视频监测系统2包括视频采集模块21、视频分析模块22、视频转换模块23和视频传输模块24，视频采集模块21的输出端与视频分析模块22的输入端连接，视频分析模块22的输出端与视频转换模块23的输入端连接，视频转换模块23的输出端与视频传输模块24的输入端连接，视频采集模块21包括环境监测模块211和路况监测模块212，环境监测模块211和路况监测模块212实时拍摄路边的垃圾情况和道路车辆行驶的情况，视频转换模块23将采集的道路影像转换为环境数据传输给数据处理系统4。
34.请参阅图3，传感器监测系统3包括颗粒物传感器31、温湿度传感器32、有害气体传感器33、烟雾传感器34、风险评估模块35和气象监测传感器36，颗粒物传感器31、温湿度传感器32、有害气体传感器33、烟雾传感器34、风险评估模块35和气象监测传感器36，颗粒物
传感器31、温湿度传感器32、有害气体传感器33、烟雾传感器34和气象监测传感器36的输出端均与风险评估模块35的输入端连接，颗粒物传感器31采用激光散色监测传感器，颗粒物传感器31和有害气体传感器33用来采集路面环境中的空气质量状况、环境清洁状况，烟雾传感器34用于采集道路环境烟雾参数数据，温湿度传感器32用于采集道路环境温湿度数据，风险评估模块35是对道路行车安全风险等进行评估，气象监测传感器36包括对阴、晴、雨、雪、雾等指标的监测，其中雨又分为小雨、中雨、大雨。雪分为小雪、中雪、大雪。雾分为红色预警(能见度小于50米)、橙色预警(能见度大于50米小于200米)、黄色预警(能见度大于200米小于500米)。
35.请参阅图4，数据处理系统4包括信息反馈模块41、信息监控模块42、gps定位模块43、预警模块44、数据转换模块46和监测处理器模块45，监测处理器模块45的输出端分别与信息反馈模块41、信息监控模块42、gps定位模块43、预警模块44和数据转换模块46的输入段连接，监测处理器模块45设置于视频监测系统2内，视频监测系统2分布于道路环境监测点，对环境的数据进行不到间断测定，并通过数据转换模块46将转换的环境数据进一步转换成将监测数据，同时将环境监测数据发送到系统主机1中，信息反馈模块41将监测的数据与gps定位模块43的数据集合发送到系统主机1内，通过信息监控模块42将采集的数据进行分析，预警模块44根据数据库11内预先设置的环境参数设定环境参数预警限定数值，同时将环境参数预警限定的数值存入数据库11内。
36.请参阅图5，控制系统5包括从机控制模块51、无线传输模块52和主机控制模块53，主机控制模块53通过无线传输模块52与从机控制模块51连接，从机控制模块51与环境监测模块211连接，主机控制模块53与系统主机1连接，从机控制模块51用于接收监测数据，并将监测数据传输给主机控制模块53，还用于获取清洁指令，并将清洁指令传输给清洁系统6，主机控制模块53用于调整参数阈值，根据参数阈值对监测数据进行阈值处理，生成阈值处理结果，并基于阈值处理结果生成清洁指令与报警指令，还用于将报警指令传输给报警模块14，系统主机1包括数据库11、数据对比模块12、显示模块13和报警模块14，数据库11的输出端与数据对比模块12的输入端连接，数据对比模块12的输出端分别与显示模块13和报警模块14的输入端连接，报警模块14基于报警指令进行报警。
37.一种道路环境监测系统的监测方法，包括以下步骤：步骤一：通过预警模块44预先设置的环境参数设定环境参数预警限定数值，同时将环境参数预警限定的数值存入数据库11内，并将预设的环境参数录入数据库11内。
38.步骤二：通过环境监测模块211对当前的道路环境进行监测，路况监测模块212对当前道路车辆行驶的情况进行监测，并通过视频分析模块22对监测情况进行分析，然后通过视频转换模块23将采集的道路影像转换为环境数据传输给监测处理器模块45。
39.步骤三：通过颗粒物传感器31、温湿度传感器32、有害气体传感器33、烟雾传感器34和气象监测传感器36对当前道路空气质量数据进行监测，并通过风险评估模块35对当前空气质量数据进行风险评估，评估后将结果传输至监测处理器模块45。
40.步骤四：环境监测模块211和路况监测模块212监测的环境数据传输至监测处理器模块45，并通过数据转换模块46将转换的环境数据进一步转换成将监测数据，同时将环境监测数据发送到数据库11内，同时信息反馈模块41将监测的数据与gps定位模块43的数据集合发送到系统主机1内，通过信息监控模块42将采集的数据进行分析，并通过数据对比模
块12将采集的数据与预设的数据进行对比。
41.步骤五：当对比后发现采集的数据高于预设的数据时，通过报警模块14发出警报，提醒监测人员当前道路环境存在异常，并将异常结果通过显示模块13显示出来。
42.步骤六：然后通过主机控制模块53发出清洁指令，并将清洁指令传输给清洁系统6，清洁系统6控制清洁装置对当前道路进行清理。
43.综上所述，本发明的一种道路环境监测系统及监测方法，实现了监测过程无需人工干预，能够可靠、快捷、客观的获得道路环境综合数据，通过环境监测模块211能够及时监测到路面环境污染程度，配合数据处理系统4和控制系统5，能够实时上传监测信息结果，为相关部门等多个地方提供直接、客观的道路环境监测情况，解决目前道路环境综合监测存在的问题，实现远程预警，为相关负责部门提供有力的监测需求支持，通过系统主机1可设定预警值，经主机控制模块53判定，当监测的数据超过预设的数据时通过报警模块14进行报警，同时从机控制模块51对清洁系统6发出清洁指令，清洁系统6启动清洁装置对道路进行清扫，实现了道路清洁及报警监控，同时通过无线传输模块52进行传输，能够有效的进行低功耗、低成本以及远距离的无线数据传输，可对道路环境状态进行实时的监控，具有较强的实用性，通过路况监测模块212当前道路车辆的行驶情况进行监测，方便对道路进行管理管理和对交通现象进行监测、识别、诊断，对某些可能的错误行为或可能出现的交通失衡状态进行识别与警告，以此来规范道路管理系统的秩序，促成道路交通在非均衡状态下的自我均衡，采用模块化设计，各模块均采用成熟技术，监测内容相互独立，系统整体集成度高，监测准确、可靠，可应用于道路清洁状况、道路环境清洁程度和车辆行驶情况的监测，解决市政、环保和交通等执法部门对道路环境综合监测的需求。
44.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。