本發明涉及智能安全預警與定位監測，具體為一種支持智能安全預警與定位服務的城市道路護欄系統。

背景技術：

1、近年來，隨著城市化進程的不斷推進和交通基礎設施建設的日益完善，護欄行業得到了迅速發展。護欄作為城市道路交通中的重要組成部分，不僅承擔著隔離車流、保護行人安全的重要職責，同時還在提升道路整體環境品質方面發揮了不可忽視的作用。一方面，對建筑安全和交通安全的法規日趨嚴格，對護欄等設施的設計、安裝以及使用提出了更高的標準。另一方面，隨著社會對智能化、現代化交通需求的日益增長，傳統護欄的功能逐漸顯得單一，難以滿足日益復雜的道路環境需求。

2、現有的城市道路護欄主要以被動隔離為主，其功能局限于防止車輛越線、分隔機動車和非機動車車道。然而，這類傳統護欄在實際應用中存在諸多不足。例如，當護欄由于外力作用發生傾倒或移位時，無法及時感知和上報，可能導致交通事故進一步擴大。同時，對于城市管理者而言，巡查和維護工作效率較低，無法快速準確地掌握護欄的運行狀態。此外，隨著自動駕駛技術的發展，道路基礎設施需要具備更高的智能化水平，以便為新能源汽車的導航提供精確的道路位置信號。但傳統護欄缺乏智能傳感和定位功能，無法適應這些新興技術的需求。

3、城市道路安全也隨著社會的發展變得尤為重要。日益增長的車輛和行人流量對道路安全設施提出了更高的要求。尤其是在復雜的城市交通環境下，傳統護欄無法提供智能預警和定位功能，導致在緊急情況發生時，管理部門難以及時響應。此外，近年來，定位與搜救功能的需求也逐漸上升。例如，如何通過基礎設施幫助尋找走失的兒童、老人或寵物，是城市智能化管理中亟待解決的問題。

4、為了解決上述問題，本發明提出了一種支持智能安全預警與定位服務的城市道路護欄系統。

技術實現思路

1、針對現有技術的不足，本發明提供了一種支持智能安全預警與定位服務的城市道路護欄系統，解決了傳統護欄無法實時監測傾倒狀態、準確定位傾倒位置以及缺乏智能化預警與定位服務的問題。

2、為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種支持智能安全預警與定位服務的城市道路護欄系統，包括：

3、道路護欄組合模組，其安裝在道路上，用于道路隔離，所述道路護欄組合模組包括立柱、護欄片和傾倒預警模塊，所述護欄片兩側分別通過護欄立柱安裝座安裝在兩個相鄰立柱上，所述傾倒預警模塊安裝在立柱頂部，其用于定時監測護欄是否發生傾斜，并及時發生報警信號；

4、路端立柱數據傳輸基站，其安裝在每段城市道路護欄的端頭立柱內，用于完成傾倒預警模塊上報的數據接收，并通過網絡傳輸給服務器，所述服務器用于接收路端立柱數據傳輸基站上報的數據并將信息實時傳送給城市道路養護管理部門和交通管理部門。

5、優選的，每個所述立柱頂部均安裝有花箱。

6、優選的，所述傾倒預警模塊包括：

7、傾斜傳感器，用于檢測護欄的姿態參數；

8、藍牙信號發送裝置，用于發送姿態參數數據和位置信號；

9、唯一位置編碼，用于標識每根立柱的位置信息；

10、紐扣電池，用于為傾倒預警模塊供電；

11、電量檢測模塊，用于監測電池電量狀態，并在低電量時發送報警信號；

12、環境監測模塊，用于采集護欄所在區域的環境數據，包括溫度、濕度、風速和空氣質量，并將環境數據與護欄姿態參數一并打包到藍牙廣播包中發送至路端立柱數據傳輸基站（7），當環境數據超過設定的安全閾值時，系統生成主動預警信息并推送至相關管理部門。

13、優選的，所述路端立柱數據傳輸基站包括：

14、數據接收器，用于接收傾倒預警模塊發送的藍牙數據包；

15、網絡通信模塊，用于將數據通過有線或無線網絡傳輸至服務器；

16、數據過濾策略模塊，用于只接收特定設備名稱的藍牙信號并進行數據解析；

17、電源模塊，用于為數據傳輸基站提供持續供電；

18、攝像頭，用于通過實時視頻采集和分析監測護欄周邊的車輛和行人行為；

19、行為分析模塊，用于識別護欄附近的異?；顒?，包括車輛撞擊護欄、行人越線或人為破壞等行為，并將圖像數據與分析結果上傳至服務器；

20、振動監測模塊，用于實時監測護欄因車輛撞擊、風力或其他外力引發的振動頻率和強度，并將振動數據上傳至服務器以輔助健康評估。

21、優選的，所述傾斜傳感器包括：

22、供電模塊，用于給三軸加速度傳感器和主控模塊供電；

23、三軸加速度傳感器，用于支持x/y/z三個方向的加速度檢測，并將三個方向的加速度值傳給主控模塊；

24、藍牙5.0主控模塊，用于接收傾斜傳感器的數據，解算傾角信息，并將數據打包為藍牙廣播包進行無線傳輸；

25、藍牙射頻匹配電路，用于優化藍牙信號的發送和接收性能；

26、gps模塊，用于在護欄發生移位或運輸時定期上報護欄的精確位置信息。

27、優選的，所述服務器包括：

28、數據處理模塊，用于識別護欄傾倒位置并生成預警信息；

29、信息存儲模塊，用于存儲從路端立柱數據傳輸基站上傳的護欄姿態參數數據、位置信息、報警記錄以及設備運行狀態信息

30、報警推送模塊，用于將預警信息發送至城市道路養護管理部門和交通管理部門。

31、優選的，所述護欄片表面噴涂有夜光涂層，所述夜光涂層由光致發光材料制成，用于在低光環境下提供視覺警示功能。

32、優選的，所述夜光涂層表面設置自潔涂層，其采用超疏水材料或自清潔納米涂層技術制備而成。

33、本發明提供了一種支持智能安全預警與定位服務的城市道路護欄系統。具備以下有益效果：

34、1、本發明采用傾倒預警模塊與藍牙信號發送裝置相結合的技術方案，實現了實時監測護欄傾倒狀態并及時發出報警的功能，相較于現有技術中單純依賴人工巡查的方式，大幅提升了護欄狀態監測的自動化水平，解決了巡查效率低、反應時間長的問題。

35、2、本發明通過引入獨立位置編碼與三軸加速度傳感器的設計，實現了對護欄傾斜狀態及精確位置的雙重檢測，相比現有技術中傾倒檢測與位置信息未能整合的方案，彌補了定位精度不足的問題，為自動駕駛車輛提供了更精準的道路邊界信息。

36、3、本發明通過振動監測模塊和健康評估模塊的結合，達到了護欄外力監測與損傷評估的雙重效果，相比現有技術中單一依賴傾倒傳感器的方式，本發明解決了復雜環境下外力監測范圍有限的問題，同時能夠針對護欄的疲勞狀態進行主動評估，顯著提升了系統的前瞻性維護能力。

37、4、本發明通過健康評估模塊生成護欄損傷狀態報告與維護建議的功能，采用基于振動數據和歷史記錄的分析方式，實現了護欄損傷量化評估與使用壽命預測，相比于傳統依賴人工巡檢的維護方式，本發明能夠動態規劃維修時間與范圍，降低了維護成本，提高了護欄設施的長期穩定性。

38、5、本發明通過振動監測模塊與環境監測模塊的聯動，實現了復雜外力條件下護欄狀態的多因素實時分析，與現有技術中監測范圍局限于單一傾斜角度的方式相比，本發明能夠有效區分車輛撞擊、強風等外力對護欄的不同影響，解決了傳統方法誤報率高的技術瓶頸，同時提高了系統對極端天氣的適應能力。

39、6、本發明在護欄片表面噴涂夜光與自潔涂層的技術方案，提供了夜間可視性增強和自清潔性能的雙重效果，與傳統護欄表面易污染、夜間辨識度差的技術形成鮮明對比，有效延長了護欄使用壽命，同時顯著降低了維護成本。