基于物联网、云端大数据处理技术应用的智慧护栏研发及应用

唐 逸

（无锡市德宁节能科技有限公司，江苏 无锡 214000）

0 引言

随着城市迅速发展，城市内人口数量也在急剧上增，城市内的车辆也越来越多，交通压力的不断上涨，使得城市内很多重要道路在车流量高峰期经常出现堵塞等问题。护栏在道路中一直有着较为重要的应用，其能够根据需求的不同对道路进行划分，阻挡车辆、行人随意穿插道路。而随着道路对于护栏需求的逐渐提高，普通护栏已经无法满足道路的发展需求。传统护栏将道路进行强制分隔，行人和车辆无法在路段中间实现各自分流。如果发生车祸，护栏不利于救援，也不利于疏散。同时，传统护栏也不利于车辆在突发情况下紧急避让。例如，某一路段发生车祸，行人和车辆无法及时掉头或者绕行，这样会造成大面积堵塞。将物联网、云端大数据处理技术应用到智慧护栏的研发中，能够使得护栏愈加的智能化。智慧护栏不仅能够在遭受碰撞、自身出现故障等情况下发出警报，提示维修人员到护栏故障位置及时对故障进行排除维修，而且还能够根据道路的车辆通行情况进行移动，通过移动护栏来扩大道路的通车范围，进一步舒缓道路车辆通行的交通压力[1]。

1 智慧护栏的应用现状与发展前景分析

1.1 技术特点和优势

智慧护栏功能作用的实现主要是依靠物联网、云端大数据处理技术等先进技术的应用。物联网技术指的是通过信息传感设备，将物体与网络进行连接，物体通过信息媒介进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪和监管等功能的一种技术。通过应用物联网技术产生的智慧护栏，能够利用传感器对存在的车辆撞击威胁进行提前识别预警，而且当护栏遭受车辆撞击之后，传感器也能够将护栏被撞击的相关信息快速传输给控制中心，促进下一步处理工作的进行。云端大数据处理技术也是智慧护栏中应用较为重要的一种技术，智慧护栏通过云端大数据处理技术能够有效对道路上的车流量进行计算统计，并对数据进行分析和处理，最后在得出数据处理结果以后进行护栏的决策调度，实现采用智慧护栏疏通道路、使交通流畅的目的[2]。

1.2 适用范围

基于物联网、云端大数据处理技术的智慧护栏在道路中所能够起到的作用是极其明显的，但是相比于传统普通护栏，智慧护栏的制造安装成本以及后期维护成本都是比较高的，这对于城市道路建设有着较大的经济压力，因此智慧护栏不适用于所有地方的道路。智慧护栏在城市内车辆通行量较多的地方应用能够发挥出来较大的作用。例如，在学校、商场等人流量较为集中的地点周边道路放置智慧护栏便能够取得较为良好的效果，而在城市郊区等平时车流量较少的道路，便不适用智慧护栏。通过区别应用能够尽可能降低护栏安装的整体费用支出，同时在后期对护栏进行维护保养时也较为方便。既能够保证通过智慧护栏来对潮汐道路进行疏通，又能够最大限度地减少相关费用成本的支出，从根本上推动城市交通行业的发展[3]。

1.3 市场前景

基于物联网、云端大数据处理技术的智慧护栏有着较为良好的市场发展前景，这主要是因为现阶段各个地方城市建设力度处于不断加大的状态，而随着这些城市建设进度的不断加快，附加给道路交通的压力也是越来越大，同时城市中发生车辆撞击护栏事故的概率也是越来越大。想要最大限度地提高城市交通道路的通行效率并及时做好事故交通预防工作，智慧护栏的安装应用是最有效、直接的措施，因此，智慧护栏在未来的市场发展过程中有着极其广阔的应用前景，城市会不断地使用有先进技术支撑的智慧护栏，生产智慧护栏的相关企业也应不断加大物联网、云端大数据处理技术等先进技术的应用程度，进一步优化智慧护栏各个方面的性能，促进智慧护栏在未来的道路应用中不断取得更加明显的效果[4]。

2 基于物联网、云端大数据处理技术的 智慧护栏研发设计

2.1 设计需求

护栏在道路中主要起到阻拦行人或者机动车跨越道路等违反交通法规行为的作用。根据道路交通规章制度可知，行人应当在人行道路行走，在十字路口横穿马路时也应当遵循红绿灯提示；而机动车以及非机动车则应当在对应道路上进行通行。设置护栏的目的是为了防止行人或者车辆随意穿行道路，而这对于护栏也有着较高的要求，既要保证护栏的整体高度，又要保证护栏的强度，这样才能够充分发挥阻拦行人、车辆的作用。传统护栏在道路中虽然能够起到阻挡隔离的作用，但是其位置的固定性也在一定程度上存在着较大的弊端。智慧护栏的感应器等设备在物联网、云端大数据处理技术等先进技术的支持下，能够有效地对交通安全事故动态进行采集。智慧护栏遭受车辆撞击或者采集到其他类型交通车辆事故之后，能够快速地发出预警信息，推动交通事故处理工作更加顺利地进行。将智慧护栏安装到重要交通路段，一旦发生车辆碰撞护栏事件，那么智慧护栏终端便会立即对碰撞具体位置进行锁定，并将相关碰撞情况传输到控制中心平台，平台中心便能够根据实际情况及时调度工作人员到场处置。智慧护栏搭载光伏板太阳能供电，能够实现道路的24小时车辆监测、报警，进一步确保了护栏在道路中作用的发挥，避免了车辆撞击护栏后逃逸情况的发生[5]。

2.2 设计详情

2.2.1 护栏设计

在进行智慧护栏设计时需要让其实现移动、警示等较多的功能，一方面需要确保智慧护栏的外观形象与传统护栏形象大体一致，另一方面则需要在智慧护栏的顶部安装可以亮灯的警示牌，底部安装可以伸缩移动的滚轮，内部安装能够循环充电的电池。智慧护栏创新设计中最重要的便是移动底端部位的创新设计。智慧护栏需要克服传统护栏位置固定的缺点，通过能够移动的底端来实现护栏左右移动、上下升降的功能。智慧护栏移动底端主要由电动车轮和特质外壳组成，平时在道路正常通行中，智慧护栏和传统护栏所能够起到的功能作用是一样的，主要对两边道路进行隔离、阻拦警示行人车辆乱穿道路。而在道路出现车辆交通安全事故引起车辆拥堵等问题时，智慧护栏便能够根据道路实际行车情况进行移动，扩大拥堵路段道路行车范围，使道路能够快速地被疏通。智慧护栏在移动过程中，移动部分依靠自身携带的电机进行电量供给，在前期输入代码的命令下移动到目标位置进行落座加固。在智慧护栏移动部分创新设计的过程中还需要注意对同步控制功能的实现，能够根据应用需求，不同数量的护栏在不同环境下进行共同移动，避免护栏在移动过程中发生弯折等问题。当道路出现撞车等交通安全事故时，智慧护栏也能够根据需求向另一边道路进行移动，为拥堵路段提供足够的车辆通行空间。同时，如若智慧护栏自身某一组成部分出现故障或者有车辆撞击到护栏上时，智慧护栏也会自动向中心控制平台发出预警信息，工作人员便能够根据预警信息及时到达智慧护栏故障现场，及时对护栏进行维修，确保护栏功能作用的继续发挥，从而达到保证道路通行安全灵活的目的[6]。图1所示为智慧护栏基本架构图（图片来源于网络）。

图1 智慧护栏架构图

2.2.2 感应器选择基于物联网、大数据处理技术应用的智慧护栏所选择的感应器也应当是较为先进且质量较好的，这主要是因为护栏需要对道路中行驶的机动车相关信息数据进行采集，如果感应器先进程度不够，那么便不能够保证所收集到的信息数据的精准性和可靠性。而且智慧护栏在道路应用中还存在着受撞击的风险，不管是车辆撞击还是石块的冲击等都会对感应器造成威胁，只有在选择感应器的时候保证其自身质量，才能够降低其损坏的可能性，从而进一步推动智慧护栏感应器在道路应用中功能的正常发挥。一般城市道路智慧护栏所使用是感应器是JF-FVS系列车辆分离光幕，这种感应器安装较为简便，数据检测分析结果较为精准，能够较好地发挥出智慧护栏的功能作用[7]。

2.2.3 警示灯选择

在选择智慧护栏警示灯时应当选择太阳能LED型警示灯，这主要是因为智慧护栏警示灯在夜间明亮，起到警示车辆驾驶人员安全驾驶的作用。而由于道路护栏的距离比较长，如若依靠电能来支持警示灯作用发挥的话，日常费用成本支出较大，容易给城市交通相关部门造成较大的经济压力。而选用太阳能警示灯便能够最大程度上避免这种情况的发生。智慧护栏警示灯在太阳能作用下将能量进行存储，夜间明亮时则可以完全消耗太阳能，当太阳能能量不够时再利用电能进行供电，这样所支出的能源消耗成本便会低一些。道路需求不同所选择的警示灯型号也应当是有所不同的。在关键路口的智慧围栏上所安装的警示灯更应当保证功能的多样性，通过警示灯来提醒驾驶人员驾驶车辆安全前行[8]。

2.2.4 预警方式

基于物联网、云端大数据处理技术的智慧护栏能够实现预警的功能。机动车和行人在道路上行动时能够通过智慧护栏的警示灯来判断当前道路是否存在安全风险。一方面机动车在道路上行驶的时候能够根据智慧护栏的警示牌进行预警，另一方面则能够实现智慧护栏故障预警，如若智慧护栏某一位置遭受车辆撞击损坏时，智慧护栏能够快速将故障情况反映给智能控制中心平台，工作人员则可以根据控制中心平台接收到的信息及时到达事故现场对故障进行排除维修。智慧护栏的预警是通过感应器设备和物联网技术来实现的，硬件设备对数据进行采集，而后再通过云端大数据处理技术对数据进行分析之后依靠物联网将信息传输给控制中心平台，最终实现预警的目的[9]。

3 结束语

总而言之，将物联网和云端大数据处理技术应用到智慧护栏研究中能够实现护栏预警、移动等功能。物联网技术用于智慧护栏预警信息的传播等，而云端大数据处理技术则用于数据的收集和分析，两种技术的共同应用可实现智慧护栏的所需的功能。将智慧护栏放置城市道路中不仅能够进一步缓解道路拥堵状况，而且还能够加强对护栏的管理维护，在车辆撞击护栏后做到及时预警处理，避免护栏遭无故破坏等情况的发生[10]。■