智能井盖在道路交通安全中的应用

鲍鑫怡　韦芳　王念如　陈妤玥

摘要：随处可见的井盖在如今的5G时代变得更加的智能化，它的功能涉及广泛。面对道路交通安全问题的频发，我们就想能否通过以智能井盖作为媒介，辅之以车流量检测技术，使得智能井盖增加能够监测车流量的功能，然后再将数据传送到相应的平台，进行数据分析，然后发送至路侧LED电子屏，手机导航系统等地方提醒驾驶人员合理安排出行，提高交警工作效率，保障道路交通安全。

关键词：智能井盖;道路交通安全;车流量

中图分类号：TP311      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）07-0184-02

1引言

如果世界的道路上每6秒就有人死亡或严重受伤，那么每天就有3000多人死亡，每年道路交通事故死亡人数130万，交通事故已然成为一个全球性的杀手，死亡人群汽车乘员或行人占了94%。这是多么庞大的数据，为了改善这一问题，我们在行动中。

2道路交通安全的影响因素

2.1车流量

影响道路交通安全的一个重要因素就是车流量。车流量增加，道路车辆容易拥堵，导致道路交通事故频发。同时，车流量的增加很大可能会带来违法高峰：增加了超速行驶、违法停车、违法占用应急车道等严重违法交通行为的发生，也加大了车辆追尾碰撞的安全风险。例如一些车主，为了快速到达目的地，忽视交通安全规则，驾车时会选择作出超速行驶、违法超车、不按规定让行等违法行为，这也埋下安全隐患。

2.2道路条件

道路条件作为其中一个影响因素，需要得到重视。据统计，道路交通事故10%—20%与道路条件有很直接关系，道路交通事故50%—60%与道路条件有间接关系。道路的设计是否合理、等级是否到位、质量是否合格，交通设施是否齐全等都会影响着道路交通安全。如道路部分出现故障需要维修，这时候的车辆的行走路线变窄，则易发生交通安全事故。

2.3交通管理

影响道路交通安全的另一个因素就是交通管理。由于交通管理的智能化、精细化程度不高。而且数据的采集分析不足，主要依赖人工观测，交警疏导控制能力也有限，工作效率不高。出现问题也不能及时解决，没有充分利用物联网时代带来的便捷。

3道路交通安全的解决方案

为了减少悲剧的发生，设计师们经过不断的摸索，设计制造出了智慧井盖。通过智能井盖监测系统实现对井盖当前的状态进行监控，确保井盖处于安全状态，保障其行人或车辆正常地通过，维护了道路交通安全。

而如今我国已经正式进入了5G时代，使得物联网技术的应用更加广泛，智能井盖应用也要更加的多元化，结合新型技术强国、兴业、便民的建设目标，我们尝试对智能井盖在道路交通安全应用进行更进一步的探索。

3.1智能井盖与车流量监测相结合

因为井盖的智能性和普遍性，我们思考能否将磁频类车辆监测器与智能井盖相结合来监测车流量，采用NB-IOT协议通过智能井盖的系统架构，将与车辆有关的数据传达到应用服务器，数据经过整合梳理后能够反映道路交通的现时状态，甚至能快速发现出现问题的道路位置，为交警提供便利，及时疏通，保证道路通畅。智能井盖和车流量监测的结合提高了资源的利用率，为道路交通安全提供了基础。

3.2智能井盖运用磁频类车辆检测器

随着科技的不断发展和进步，车流量监测手段也不断地更新，目前比较常见的车流检测技术有：磁频采集、波频采集、视频采集、浮动车法、车輛识别法和探测车法。我们可以采用磁频类车辆检测器，以地磁检测器为主，感应线圈检测器为辅，两种检测器相互验证数据是否有效，也在一定程度上相辅相成提高了精确度，开创智能井盖可以检测车流量的新功能。

（1）以地磁检测器主

每条机动车道都采用地磁检测器，因为地磁检测器的安装需要通过灌注发泡剂、胶、细沙或沥青等方式进行固定，并且要保持环境的干燥，所以通过加大外径和材料加固来保证井盖的原有正常功能，并且采用“盖中盖”设计，井盖中间有一个可开启的圆形盖，圆形盖都采用双层智能锁，仅可以采用“终端远程+手机App口令密码解锁”的方式打开，图1为智能井盖示意图。

地磁检测器是利用地球磁场在有铁磁性的物体通过时发生变化，非铁磁性物体通过时无变化来检测车流量的，对大范围内的磁通变化反应灵敏，结果更加精确所受干扰也更小。正常情况下，地磁检测器的使用寿命比较长，但是也同样面临着一个问题：当线圈老化时，施工人员需要中断交通开挖地面来进行施工维护。如果使用如图一所示设计后就可以避免开挖路面来维护线圈，只需打开内盖就可以施工，对检测器的检修来说是更方便的。

由于地磁检测器往往不能检测低速车辆，在道路拥挤时较难做出反应，所以感应线圈检测器为辅来帮助进一步判断车流量和地面交通状况。

（2）以感应线圈监测器为辅

以组为单位间隔性的安装感应线圈来辅助地磁检测器。按照相关技术要求安装，以两个环形感应线圈为一组（即前后两个井盖为一个检测组），当车辆行驶过一个检测组后才会被记录，一定程度上减小了检测误差。感应线圈检测器在车流量的检测上仅起到辅助精确的作用，但它有效的弥补了地磁检测器在车辆行驶时速较慢的情况下难以捕捉车子经过的缺陷，同时以一个检测组之间的距离除以经过一个检测组所需时间可得出车速，当连续车辆以较低速度运行时，可以大致得出道路拥挤的结论。

3.3智能井盖的系统架构

智能井盖通过采用NB-IOT协议，将各种检测器监测到的数据传送到NB-IOT基站，通过S1接口与IOT核心网连接。IOT核心网将相关数据传送到IOT平台，IOT平台将收集到的数据进行初步处理后，再将数据和预处理结果传至云平台进行安全备份，最终将数据以及处理结果发送至各个不同的应用服务器。

采用NB-IOT与磁频类车辆检测器结合，无须另行建立基站，通过升级改造5G网络中的移动通信无线网络形成的组网是工作在蜂窝授权频段上的，具有成本低、功耗低、连接强、覆盖广的特点，相比目前也相当常见的视频图像采集的车流检测技术，无须进行复杂的图像处理分析，数据的传送和分析更实时快速，误差也更小。

3.4智能井盖将车流量相关的数据传送

智能井盖将车流量和车速的数据传送到交通管制中心，中心将数据整合分析后能够实现城市交通系统的实时感知，然后将最后得出的结果投送至可发布信息的路侧LED电子屏和手机导航系统来提醒驾驶员某路段交通拥挤，从而节约居民的出行时间，做到了智慧出行，也便于交警及时指挥交通。

将车辆拥堵的数据传至市政中心应用服务器，进行数据的进一步分析，如果某条道路经常性出现拥堵的情况，市政部门就要开始考虑是否拓宽道路等具体的措施来缓解城市病，在一定程度上为城市规划提供了数据支持。

部分智能井盖的磁频检测器的异常信息也会直接发送至电子屏，显示某井盖已异常多少天，使居民监督工作又多了一条途径，同时井盖异常的信息会直接发送消息给相关维修人员的手机App，通过手机端的确认以及市政端授权才可以检修井盖，也能明确到具体某一人员的责任，避免了相互之间的推托。

4智能井盖应用的实际性

4.1智能电力井盖的有效应用

智能井盖得到了很好的应用，就说在2019年，南京市启用了50套由国家电网南京供电公司研发，搭载了电力物联网技术，用于监控井下线路状态，可实时反馈设备运行信息的智能电力井盖。一旦井盖倾斜、位移，或者遇到非法开锁、盗窃，井下淹水、设备自燃等情况，智慧井盖会及时定位报警，工作人员将第一时间前往检修。以此类推，相信智能井盖监测车流量也能得到应用

4.2智能井盖在监测车流量上的推广

监测车流量的功能也十分的实用，为道路交通安全提供了保障。居民通过手机详细了解出行路段的交通流量预测及绕行，路线分流，从而避免盲目出行，节省时间。同时，交警合理调度安排对道路交通进行疏导，对行人、机动车等违法行为积极进行劝说、引导，保障道路交通安全、通暢，秩序井然。俗话说“耳听为虚，眼见为实”，成果示范作为智能井盖的车流量功能应用的一个重要环节，可以号召一部分居民参与其中，亲身体验一下智能井盖的车流量监测功能的可靠性，让他们能够更加深入和全方位地感受到智能井盖的这项功能的便捷性，从而可以通过他们传到更多人的耳朵里。还应对推广方式进行适当的改革创新，丰富形式，比如通过互联网、电视、微博、微信等多种媒介扩大的范围，提高工作的效率。

5结语

道路交通安全作为直接关系着每个人和每个家庭的平安幸福的问题，我们探究智能井盖的监测车流量的功能，目的就是能够通过一定的技术，减少道路交通事故的发生，维护道路交通安全。虽然由于是非专业的学生，上述的车流量技术方面写的略显稚嫩，但是希望智能井盖的监测车流量技术能够得到专业人员注意和完善，然后得到很好的应用。

参考文献：

[1] 沃通天成.建设道路交通安全宣传教育基地的意义及重要性[EB/OL].http：//www.wotongtiancheng.com.

[2] WHO.WHO Global Status Report on Road Safety[N].道路交通科学技术，2009.

[3] 吴远志.浅谈道路线性设计对行车安全的影响[J].城市建设理论研究，2011（33）：1-3.

【通联编辑：光文玲】