马路栅栏、铁马、水马倾斜振动在线监测
时间:2025-12-01
涉川
一、方案介绍
城市道路施工、活动安保、交通疏导及大型赛事中常使用栅栏、铁马、水马作为临时隔离设施。这类设施多为临时布设,结构轻、受风、撞击和外力推挤影响大,极易产生倾倒、移位、晃动等安全风险。一旦发生倒塌,可能造成交通阻塞、伤害路人或引发事故。
本方案通过部署倾角、振动、位移状态监测设备,结合4G/LoRa无线联网,实现对道路隔离设施的倾斜、晃动、碰撞事件的实时监测,并结合后台系统实现自动预警、数据分析与现场处置联动,提高城市交通安全管理水平。

二、监测目标
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实时监测栅栏、铁马、水马是否发生倾斜、倒伏或移动;
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记录交通车辆接触、人员撞击、风力引起的振动加速度变化;
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对突发冲击、碰撞事件自动识别和报警;
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对群体铁马、水马整体位移趋势进行监控;
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实现24小时远程监管,提高道路交通安全;
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构建长期稳定性分析模型,支持事件追溯与管理决策。
三、需求分析
监测系统需要具备:
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高精度倾角监测能力(0.01°级分辨率);
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高灵敏度振动监测,识别轻微碰撞与大幅晃动;
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远距离无线通信(4G、NB-IoT、LoRa 可选);
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低功耗锂电或太阳能供电方式;
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小型化设备适配栅栏/铁马结构;
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防水、防尘、防冲击能力;
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平台可管理大量设备并统一报警;
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适用于城市道路、桥梁、临时施工区等复杂环境。
四、监测方法
1. 倾角变化监测
在铁马、水马顶部或立柱位置安装倾角传感器,实时监测:
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前后倾角
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左右倾角
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倾斜变化趋势
当超过报警阈值时系统自动发送告警。
2. 振动与碰撞监测
通过三轴加速度采集震动幅度与冲击波形,可用于判定:
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车辆轻微刮擦
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行人推倒
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强风引起的震动
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设备本体倾覆前的剧烈晃动
3. 群体一致性监测
对成排的铁马或水马可布设多点监控,判断整体是否发生联动倾斜或整体位移。
4. 趋势分析
平台对倾角长期趋势进行分析,用于提前识别基底下沉、松动或结构偏移。
五、应用原理
1. 倾角原理
基于重力向量原理,MEMS倾角传感器实时监测设备姿态,判定倾斜是否超限。
2. 振动原理
加速度变化可反映:
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动态晃动强度
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冲击瞬间振动峰值
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风振频率与能量
用于判断使用状态是否安全。
3. 事件识别逻辑
系统自动识别:
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倾斜超过阈值
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碰撞峰值超限
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振动能量异常增大
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连续晃动提示设施松动
并触发报警。
六、功能特点
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倾角 + 加速度组合监测,全面感知状态变化;
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秒级数据上传,异常立即报警;
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4G/NB-IoT/LoRa 多网络选择;
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配套大数据平台,可实时显示倾角、振动趋势;
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支持GIS地图定位、设备编号管理;
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小型化结构,安装方便,无需破坏铁马、水马;
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支持太阳能自动充电,适合长期户外使用;
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支持音视频系统联动(选配);
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设备防护等级高,适用恶劣天气环境。
七、硬件清单
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倾角监测单元
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振动加速度采集单元
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无线采集主机(含SIM卡通讯)
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太阳能供电组件或长寿命锂电池
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安装支架、绑带
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云端监测平台(网页端、APP端)
八、硬件参数(量程、精度)
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倾角量程:±30°
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倾角分辨率:0.01°
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倾角精度:≤0.05°
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加速度量程:±2 g ~ ±4 g
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加速度分辨率:≤0.001 g
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采样频率:10 Hz ~ 200 Hz
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上传周期:1 秒~10 分钟可调
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防护等级:IP65~IP67
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工作温度:–20℃~70℃
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通讯方式:4G / NB-IoT / LoRa
九、方案实现
1. 布设规划
根据道路布设密度和风险区域,对以下区域重点部署:
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交通引导区域
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大型活动现场周边
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城市快速路旁铁马
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桥梁施工区
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风口地段
2. 设备安装
采用绑带/卡扣方式固定于:
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铁马立柱
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水马顶部
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栅栏横杆
不影响正常使用,也不损伤设施。
3. 网络与平台对接
设备通过无线网络连接至云端平台,实时显示设备状态。
4. 阈值设定
根据风速、道路车辆密度等设定:
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倾斜报警阈值
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振动峰值阈值
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碰撞事件阈值
5. 运维管理
支持远程升级、异常离线报警、设备位置可视化管理。
十、数据分析
系统支持:
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倾角变化趋势曲线
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振动波形分析
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冲击事件记录
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异常设施自动标注
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多点联动趋势判断
可输出:
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倾斜角度统计
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晃动强度分析
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风振响应分析
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长期稳定性评估
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隐患排查报告
十一、预警决策
系统触发以下情况将自动报警:
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倾角超过设定阈值(如 5°)
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碰撞引起加速度峰值超限
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连续振动超过设定时间
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群体设施整体位移迹象
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设备断电、离线等状态异常
预警方式:
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手机APP推送
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微信/短信提醒
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PC平台报警弹窗
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集中管理后台联动指挥系统
十二、方案优点
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防倾倒、防碰撞、防群体移位;
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设备小巧低功耗,适合大规模布设;
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适用于各种材质的隔离设施;
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可实现城市道路设施的数字化管理;
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提升大型活动与城市交通安全水平;
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支持与城管、交警、应急指挥平台信息联动。
十三、应用领域
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城市道路铁马、水马隔离设施
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市政施工区域围栏
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大型活动现场周界防护
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学校/车站人流疏导区域
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景区人群分流隔离
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风口区域安全防护设施
十四、效益分析
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提高市政与交警部门对隔离设施安全管理能力;
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降低设施倒伏造成的事故风险;
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提升城市道路精细化管理水平;
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降低人力巡检成本,实现实时监控;
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支持“智慧安防+智慧市政”一体化建设;
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提升活动现场安全等级和用户体验。
十五、国标规范
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《城市道路交通设施维护技术规范》
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《道路交通安全设施设置规范》
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《城市安全风险智能监测技术要求》
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《市政公共安全管理规范》
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《GB/T 34629 地质灾害监测系统 技术要求》(监测体系参考)
十六、参考文献
(可按项目需要自定义)
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城市道路安全设施研究资料
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防倒伏监测应用案例
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MEMS倾角与振动监测技术资料
十七、案例分享(示例)
某市举办大型国际赛事期间,在道路两侧布设数百米铁马隔离设施。监测系统检测到:
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夜间风力增大引起部分铁马连续振动
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一段铁马倾角超过报警阈值
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系统自动推送报警至值班人员
