(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210539941.7 (22)申请日 2022.05.18 (71)申请人 江西交通职业 技术学院 地址 330000 江西省南昌市昌北开发区 (72)发明人 姜小磊　聂磊晶　余春　 (74)专利代理 机构 成都帝鹏知识产权代理事务 所(普通合伙) 5126 5 专利代理师 罗旭 (51)Int.Cl. G08B 21/10(2006.01) G08B 21/18(2006.01) G01B 7/06(2006.01) G01B 11/06(2006.01) G01D 21/02(2006.01) G01S 13/95(2006.01)G06F 17/18(2006.01) G06N 20/00(2019.01) (54)发明名称 一种高速公路 路面结冰状态实时预测方法 (57)摘要 本发明公开一种高速公路路面结冰状态实 时预测方法， 包括在高速 路上每隔一段距离布设 温度、 风速、 降雨量和交通流量集成传感器， 实时 传输数据到结冰预测模型， 计算结冰概率， 当结 冰概率大于设定值， 则上传到中控系统并进行一 次预警； 在高速路上每隔一段距离布设测冰仪 器， 当一次预 警启动后中控系统发送命令至相应 路段的测冰仪器， 及时对一次预警区域进行监 测， 一旦监测到结冰， 则上传结冰厚度数据至中 控系统并二次预警。 本发明能够 有效应对高速公 路对于路面结冰状态高精度和及时性的检测 需 求， 保证高速公路上 车辆安全行驶。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 114999113 A 2022.09.02 CN 114999113 A 1.一种高速公路 路面结冰状态实时预测方法， 其特 征在于， 包括 步骤： 在高速路上每隔一段距离布设温度、 风速、 降雨量和交通流量集成传感器， 实时传输数 据到结冰 预测模型， 计算结冰概率， 当结冰概率大于 设定值， 则上传到中控系统并进 行一次 预警； 在高速路上每隔一段距离布设测冰仪器， 当一 次预警启动后中控系统发送命令至相应 路段的测冰仪器， 及时对一次预警区域进 行监测， 一旦监测到结冰， 则上传结冰厚度数据至 中控系统并二次预警。 2.根据权利要求1所述的一种高速公路路面结冰状态实时预测方法， 其特征在于， 以路 面的温度、 风速、 降雨量和交通流量作为路面凝冰样本数据， 基于获得路面凝冰的历史数据 以及采集到的实时数据， 对路面结冰影响因素进行大数据分析， 针对不同环境进行监督学 习， 建立结冰预测模型。 3.根据权利要求2所述的一种高速公路路面结冰状态实时预测方法， 其特征在于， 在所 述结冰预测模型中建立计算模型， 计算当前时刻t的结冰概 率为： 其中， TEt是温度值， St是风速值， Rt是降雨量， TRt是交通流量， ω1、 ω2、 ω3和ω4分别是 温度、 风速、 降雨 量和交通 流量所对应的权 重系数， 由样本数据训练所获得。 4.根据权利要求1所述的一种高速公路路面结冰状态实时预测方法， 其特征在于， 在高 速路上每隔一段距离布设雷达测冰仪器， 当一次预警启动后中控系统发送命令至相应路段 的雷达测冰仪器， 及时对一次预警区域进 行监测， 一旦监测到结冰， 则上传结冰厚度数据至 中控系统并二次预警； 在结冰频发路段同时安装主动式红外冰监测仪， 对一次预警结果进行更为精准的监 测， 监测到结冰， 则上传结冰厚度数据至中控系统并二次预警。 5.根据权利要求4所述的一种高速公路路面结冰状态实时预测方法， 其特征在于， 采用 毫米波雷达对路面进 行实时结冰监测时： 雷达发射高频毫米波信号， 对回波进 行信号处理； 基于地面、 冰或水物体的回波的差异 来判断结冰情况以及结冰厚度； 监测到结冰， 则实时上 传数据并预警。 6.根据权利要求4所述的一种高速公路路面结冰状态实时预测方法， 其特征在于， 在结 冰频发路段采用主动式红外冰监测时： 将红外激光直接照 射在物体的结冰表面， 通过光电探测器接收到物体结冰表面反射 回 来的激光的能量， 运算得到不同入射角和观测角下结冰表面的反射系 数， 根据结冰系 数推 断物体表面的结冰情况。 7.据权利要求4或6所述的一种高速公路路面结冰状态实时预测方法， 其特征在于， 在 结冰频发路段安装实时显示屏， 所述显示屏连接到中控系统， 当此路段发出二次预警， 则实 时显示路面结冰情况， 实时预警告知正在此路段 行驶的司机 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114999113 A 2一种高速公路路面结冰状态 实时预测方 法 技术领域 [0001]本发明属于高速公路监管技术领域， 特别是涉及 一种高速公路路面结冰状态实时 预测方法。 背景技术 [0002]高速公路是我国交通网络重要的组成部分， 已经遍布于全国各处， 是我国运输要 件。 而车辆在高速公路上需要高速行驶， 那么对于路况的要求极高， 保证路面条件良好， 可 以有效保证车辆安全行驶。 [0003]而高速公路中很多的路段环境条件并不是很好， 路面经常会发生结冰现象。 当路 面结冰后， 容易造成车辆打滑， 造成严重的交通事故。 为了避免此类交通事故的发生， 需要 高速管理方对路面结冰状态进行及时的处 理。 [0004]目前多在路段上设置摄像头进行视频监控， 来实时获取路面图像来判断路面的结 冰状态。 但是这种 方式受环境影响较大， 并不能保证全天均具有较好的光线环境进行图像 采集； 并且在路面初步结冰时， 并不容易被发现； 也无法提取预测路面结冰状态； 造成路面 结冰状态处 理不及时。 发明内容 [0005]为了解决上述问题， 本发明提出了一种高速公路路面结冰状态实时预测方法， 能 够有效应对高速公路对于路面结冰状态高精度和及时性的检测需求， 保证高速公路上车辆 安全行驶。 [0006]为达到上述目的， 本发明采用的技术方案是： 一种高速公路路面结冰状态实时预 测方法， 包括 步骤： [0007]在高速路上每隔一段距离布设温度、 风速、 降雨量和交通流量集成传感器， 实时传 输数据到结冰预测模 型， 计算结冰概率， 当结冰概率大于 设定值， 则上传到中控系统并进 行 一次预警； [0008]在高速路上每隔一段距离布 设测冰仪器， 当一次预警启动后中控系统发送命令至 相应路段的测冰仪器， 及时对一次预警区域进行监测， 一旦监测到结冰， 则上传结冰厚度数 据至中控系统并二次预警。 [0009]进一步的是， 以路面的温度、 风速、 降雨量和交通流量作为路面凝冰样本数据， 基 于获得路面凝冰的历史数据以及采集到的实时数据， 对路面结冰影响因素进行大数据分 析， 针对不同环境进行监 督学习， 建立结冰预测模型。 [0010]进一步的是， 在所述结冰预测模型中建立计算模型， 计算当前时刻t的结冰概率 为： [0011] [0012]其中， TEt是温度值， St是风速值， Rt是降雨量， TRt是交通流量， ω1、 ω2、 ω3和ω4分 别是温度、 风速、 降雨 量和交通 流量所对应的权 重系数， 由样本数据训练所获得。说　明　书 1/4 页 3 CN 114999113 A 3