基于物聯網、云端大數據處理技術應用的智慧護欄研發及應用

唐 逸

（無錫市德寧節能科技有限公司，江蘇 無錫 214000）

0 引言

隨著城市迅速發展，城市內人口數量也在急劇上增，城市內的車輛也越來越多，交通壓力的不斷上漲，使得城市內很多重要道路在車流量高峰期經常出現堵塞等問題。護欄在道路中一直有著較為重要的應用，其能夠根據需求的不同對道路進行劃分，阻擋車輛、行人隨意穿插道路。而隨著道路對于護欄需求的逐漸提高，普通護欄已經無法滿足道路的發展需求。傳統護欄將道路進行強制分隔，行人和車輛無法在路段中間實現各自分流。如果發生車禍，護欄不利于救援，也不利于疏散。同時，傳統護欄也不利于車輛在突發情況下緊急避讓。例如，某一路段發生車禍，行人和車輛無法及時掉頭或者繞行，這樣會造成大面積堵塞。將物聯網、云端大數據處理技術應用到智慧護欄的研發中，能夠使得護欄愈加的智能化。智慧護欄不僅能夠在遭受碰撞、自身出現故障等情況下發出警報，提示維修人員到護欄故障位置及時對故障進行排除維修，而且還能夠根據道路的車輛通行情況進行移動，通過移動護欄來擴大道路的通車范圍，進一步舒緩道路車輛通行的交通壓力[1]。

1 智慧護欄的應用現狀與發展前景分析

1.1 技術特點和優勢

智慧護欄功能作用的實現主要是依靠物聯網、云端大數據處理技術等先進技術的應用。物聯網技術指的是通過信息傳感設備，將物體與網絡進行連接，物體通過信息媒介進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤和監管等功能的一種技術。通過應用物聯網技術產生的智慧護欄，能夠利用傳感器對存在的車輛撞擊威脅進行提前識別預警，而且當護欄遭受車輛撞擊之后，傳感器也能夠將護欄被撞擊的相關信息快速傳輸給控制中心，促進下一步處理工作的進行。云端大數據處理技術也是智慧護欄中應用較為重要的一種技術，智慧護欄通過云端大數據處理技術能夠有效對道路上的車流量進行計算統計，并對數據進行分析和處理，最后在得出數據處理結果以后進行護欄的決策調度，實現采用智慧護欄疏通道路、使交通流暢的目的[2]。

1.2 適用范圍

基于物聯網、云端大數據處理技術的智慧護欄在道路中所能夠起到的作用是極其明顯的，但是相比于傳統普通護欄，智慧護欄的制造安裝成本以及后期維護成本都是比較高的，這對于城市道路建設有著較大的經濟壓力，因此智慧護欄不適用于所有地方的道路。智慧護欄在城市內車輛通行量較多的地方應用能夠發揮出來較大的作用。例如，在學校、商場等人流量較為集中的地點周邊道路放置智慧護欄便能夠取得較為良好的效果，而在城市郊區等平時車流量較少的道路，便不適用智慧護欄。通過區別應用能夠盡可能降低護欄安裝的整體費用支出，同時在后期對護欄進行維護保養時也較為方便。既能夠保證通過智慧護欄來對潮汐道路進行疏通，又能夠最大限度地減少相關費用成本的支出，從根本上推動城市交通行業的發展[3]。

1.3 市場前景

基于物聯網、云端大數據處理技術的智慧護欄有著較為良好的市場發展前景，這主要是因為現階段各個地方城市建設力度處于不斷加大的狀態，而隨著這些城市建設進度的不斷加快，附加給道路交通的壓力也是越來越大，同時城市中發生車輛撞擊護欄事故的概率也是越來越大。想要最大限度地提高城市交通道路的通行效率并及時做好事故交通預防工作，智慧護欄的安裝應用是最有效、直接的措施，因此，智慧護欄在未來的市場發展過程中有著極其廣闊的應用前景，城市會不斷地使用有先進技術支撐的智慧護欄，生產智慧護欄的相關企業也應不斷加大物聯網、云端大數據處理技術等先進技術的應用程度，進一步優化智慧護欄各個方面的性能，促進智慧護欄在未來的道路應用中不斷取得更加明顯的效果[4]。

2 基于物聯網、云端大數據處理技術的 智慧護欄研發設計

2.1 設計需求

護欄在道路中主要起到阻攔行人或者機動車跨越道路等違反交通法規行為的作用。根據道路交通規章制度可知，行人應當在人行道路行走，在十字路口橫穿馬路時也應當遵循紅綠燈提示；而機動車以及非機動車則應當在對應道路上進行通行。設置護欄的目的是為了防止行人或者車輛隨意穿行道路，而這對于護欄也有著較高的要求，既要保證護欄的整體高度，又要保證護欄的強度，這樣才能夠充分發揮阻攔行人、車輛的作用。傳統護欄在道路中雖然能夠起到阻擋隔離的作用，但是其位置的固定性也在一定程度上存在著較大的弊端。智慧護欄的感應器等設備在物聯網、云端大數據處理技術等先進技術的支持下，能夠有效地對交通安全事故動態進行采集。智慧護欄遭受車輛撞擊或者采集到其他類型交通車輛事故之后，能夠快速地發出預警信息，推動交通事故處理工作更加順利地進行。將智慧護欄安裝到重要交通路段，一旦發生車輛碰撞護欄事件，那么智慧護欄終端便會立即對碰撞具體位置進行鎖定，并將相關碰撞情況傳輸到控制中心平臺，平臺中心便能夠根據實際情況及時調度工作人員到場處置。智慧護欄搭載光伏板太陽能供電，能夠實現道路的24小時車輛監測、報警，進一步確保了護欄在道路中作用的發揮，避免了車輛撞擊護欄后逃逸情況的發生[5]。

2.2 設計詳情

2.2.1 護欄設計

在進行智慧護欄設計時需要讓其實現移動、警示等較多的功能，一方面需要確保智慧護欄的外觀形象與傳統護欄形象大體一致，另一方面則需要在智慧護欄的頂部安裝可以亮燈的警示牌，底部安裝可以伸縮移動的滾輪，內部安裝能夠循環充電的電池。智慧護欄創新設計中最重要的便是移動底端部位的創新設計。智慧護欄需要克服傳統護欄位置固定的缺點，通過能夠移動的底端來實現護欄左右移動、上下升降的功能。智慧護欄移動底端主要由電動車輪和特質外殼組成，平時在道路正常通行中，智慧護欄和傳統護欄所能夠起到的功能作用是一樣的，主要對兩邊道路進行隔離、阻攔警示行人車輛亂穿道路。而在道路出現車輛交通安全事故引起車輛擁堵等問題時，智慧護欄便能夠根據道路實際行車情況進行移動，擴大擁堵路段道路行車范圍，使道路能夠快速地被疏通。智慧護欄在移動過程中，移動部分依靠自身攜帶的電機進行電量供給，在前期輸入代碼的命令下移動到目標位置進行落座加固。在智慧護欄移動部分創新設計的過程中還需要注意對同步控制功能的實現，能夠根據應用需求，不同數量的護欄在不同環境下進行共同移動，避免護欄在移動過程中發生彎折等問題。當道路出現撞車等交通安全事故時，智慧護欄也能夠根據需求向另一邊道路進行移動，為擁堵路段提供足夠的車輛通行空間。同時，如若智慧護欄自身某一組成部分出現故障或者有車輛撞擊到護欄上時，智慧護欄也會自動向中心控制平臺發出預警信息，工作人員便能夠根據預警信息及時到達智慧護欄故障現場，及時對護欄進行維修，確保護欄功能作用的繼續發揮，從而達到保證道路通行安全靈活的目的[6]。圖1所示為智慧護欄基本架構圖（圖片來源于網絡）。

圖1 智慧護欄架構圖

2.2.2 感應器選擇基于物聯網、大數據處理技術應用的智慧護欄所選擇的感應器也應當是較為先進且質量較好的，這主要是因為護欄需要對道路中行駛的機動車相關信息數據進行采集，如果感應器先進程度不夠，那么便不能夠保證所收集到的信息數據的精準性和可靠性。而且智慧護欄在道路應用中還存在著受撞擊的風險，不管是車輛撞擊還是石塊的沖擊等都會對感應器造成威脅，只有在選擇感應器的時候保證其自身質量，才能夠降低其損壞的可能性，從而進一步推動智慧護欄感應器在道路應用中功能的正常發揮。一般城市道路智慧護欄所使用是感應器是JF-FVS系列車輛分離光幕，這種感應器安裝較為簡便，數據檢測分析結果較為精準，能夠較好地發揮出智慧護欄的功能作用[7]。

2.2.3 警示燈選擇

在選擇智慧護欄警示燈時應當選擇太陽能LED型警示燈，這主要是因為智慧護欄警示燈在夜間明亮，起到警示車輛駕駛人員安全駕駛的作用。而由于道路護欄的距離比較長，如若依靠電能來支持警示燈作用發揮的話，日常費用成本支出較大，容易給城市交通相關部門造成較大的經濟壓力。而選用太陽能警示燈便能夠最大程度上避免這種情況的發生。智慧護欄警示燈在太陽能作用下將能量進行存儲，夜間明亮時則可以完全消耗太陽能，當太陽能能量不夠時再利用電能進行供電，這樣所支出的能源消耗成本便會低一些。道路需求不同所選擇的警示燈型號也應當是有所不同的。在關鍵路口的智慧圍欄上所安裝的警示燈更應當保證功能的多樣性，通過警示燈來提醒駕駛人員駕駛車輛安全前行[8]。

2.2.4 預警方式

基于物聯網、云端大數據處理技術的智慧護欄能夠實現預警的功能。機動車和行人在道路上行動時能夠通過智慧護欄的警示燈來判斷當前道路是否存在安全風險。一方面機動車在道路上行駛的時候能夠根據智慧護欄的警示牌進行預警，另一方面則能夠實現智慧護欄故障預警，如若智慧護欄某一位置遭受車輛撞擊損壞時，智慧護欄能夠快速將故障情況反映給智能控制中心平臺，工作人員則可以根據控制中心平臺接收到的信息及時到達事故現場對故障進行排除維修。智慧護欄的預警是通過感應器設備和物聯網技術來實現的，硬件設備對數據進行采集，而后再通過云端大數據處理技術對數據進行分析之后依靠物聯網將信息傳輸給控制中心平臺，最終實現預警的目的[9]。

3 結束語

總而言之，將物聯網和云端大數據處理技術應用到智慧護欄研究中能夠實現護欄預警、移動等功能。物聯網技術用于智慧護欄預警信息的傳播等，而云端大數據處理技術則用于數據的收集和分析，兩種技術的共同應用可實現智慧護欄的所需的功能。將智慧護欄放置城市道路中不僅能夠進一步緩解道路擁堵狀況，而且還能夠加強對護欄的管理維護，在車輛撞擊護欄后做到及時預警處理，避免護欄遭無故破壞等情況的發生[10]。■