智慧公路無(wú)人巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用研究

關(guān)志宇

【摘 要】智慧公路無(wú)人巡檢系統(tǒng)是通過(guò)對(duì)公路的環(huán)境檢測(cè)、積水檢測(cè)、可見(jiàn)度監(jiān)測(cè)、地下水監(jiān)測(cè)設(shè)置自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，通過(guò)云平臺(tái)的GIS地理信息系統(tǒng)、預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行安全提示，通過(guò)GPRS/4G/北斗衛(wèi)星等無(wú)線通訊技術(shù)、結(jié)合數(shù)字傳感技術(shù)、數(shù)字圖像技術(shù)公路監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與圖像的云管理，實(shí)現(xiàn)WEB發(fā)布預(yù)警?？梢缘卿浕ヂ?lián)網(wǎng)查看相關(guān)信息，并且可以支持手機(jī)APP遠(yuǎn)程操作和路況信息瀏覽，通過(guò)手機(jī)進(jìn)行查看相關(guān)位置與信息，以期達(dá)到無(wú)人巡檢的目的。

【關(guān)鍵詞】智慧公路;環(huán)境檢測(cè);無(wú)線通訊;數(shù)字傳感;WEB發(fā)布

正文：

1、主要研發(fā)內(nèi)容

智慧公路無(wú)人巡檢系統(tǒng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括風(fēng)速、風(fēng)向、空氣溫濕度、降雨降雪等路面情況，包括積水情況、揚(yáng)塵情況、可見(jiàn)度情況、路面高溫、路面結(jié)冰等內(nèi)容，根據(jù)各地區(qū)不同的公路現(xiàn)狀設(shè)置多個(gè)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，通過(guò)無(wú)線通訊方式定期將信息回傳到云服務(wù)器，通過(guò)采集到的數(shù)據(jù)發(fā)布預(yù)警情況，出行人員可登錄網(wǎng)絡(luò)或者查看手機(jī)APP查看到相關(guān)信息，并根據(jù)發(fā)布的數(shù)據(jù)信息安排出行計(jì)劃，以保證安全出行。

自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的通訊采用無(wú)線通訊技術(shù)，依托GPRS網(wǎng)絡(luò)、4G網(wǎng)絡(luò)、北斗衛(wèi)星通訊網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)不同地區(qū)的信號(hào)覆蓋情況，切換到不同的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，具有主備網(wǎng)絡(luò)切換功能，可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)一種網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不佳時(shí)可以自動(dòng)切換到另外一種網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，保證監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)回傳質(zhì)量。

所以，智慧公路無(wú)人巡檢系統(tǒng)，是將原來(lái)由人定期巡檢改為由物實(shí)時(shí)巡檢，實(shí)現(xiàn)物物相連，通過(guò)云服務(wù)器將這些信息進(jìn)行匯總分析，將不同測(cè)站的信息顯示在對(duì)應(yīng)的位置上。通過(guò)分析計(jì)算對(duì)比，可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并且發(fā)出報(bào)警提示信息。相關(guān)的主管部門就可以第一時(shí)間處理問(wèn)題，為公路的安全出行、公路的道路檢測(cè)維護(hù)提供了第一手資料，是公路部門的智慧小助手。

2、研究方法

本系統(tǒng)通過(guò)大量的現(xiàn)場(chǎng)考察，收集各種使用環(huán)境的資料，完成數(shù)據(jù)的采集工作，建立了基于云平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)根據(jù)相關(guān)信息化項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)、與相關(guān)高速公路管理人員的溝通，找出目前在公路安全、公路巡檢、公路養(yǎng)護(hù)中遇到的問(wèn)題，結(jié)合大量書籍、查詢調(diào)查報(bào)告等資料的查閱，確定具體的技術(shù)指標(biāo)體系。

目前計(jì)算機(jī)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無(wú)線通訊技術(shù)、傳感采集技術(shù)都比較成熟，將這些技術(shù)融入貫通到我們的項(xiàng)目中，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)相關(guān)可用的產(chǎn)品，加上吸收國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，制定出研究計(jì)劃與路線。通過(guò)調(diào)查本地區(qū)的公路及高速公路情況，并且根據(jù)當(dāng)?shù)厮终{(diào)查地下水分布情況及地下水走勢(shì)，確定將地面以上的信息與地面以下的信息數(shù)據(jù)相結(jié)合的方式，將WEB技術(shù)、SQLserver數(shù)據(jù)庫(kù)、單片機(jī)技術(shù)、太陽(yáng)能、風(fēng)能供電技術(shù)、智能傳感技術(shù)相融合，用數(shù)據(jù)說(shuō)話，實(shí)現(xiàn)公路安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)、智能巡檢監(jiān)測(cè)“智慧公路無(wú)人巡檢系統(tǒng)”。

3、創(chuàng)新點(diǎn)

本系統(tǒng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將環(huán)境監(jiān)測(cè)、公路安全運(yùn)行、公路的自動(dòng)巡檢養(yǎng)護(hù)整合起來(lái)，運(yùn)用傳感器技術(shù)、云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)公路的無(wú)人巡檢，讓傳統(tǒng)的公路巡檢變成數(shù)據(jù)說(shuō)話，將一個(gè)個(gè)孤島的信息變成了綜合的信息平臺(tái)并且可以對(duì)大眾發(fā)布。

本系統(tǒng)充分應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)成果，集成應(yīng)用計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、圖像處理技術(shù)及專家智慧與知識(shí)，實(shí)現(xiàn)公路可視化遠(yuǎn)程診斷等智能管理。

本系統(tǒng)是集INTERNET互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為一體，依托部署在公路現(xiàn)場(chǎng)的各種傳感節(jié)點(diǎn)（微氣象與路面情況）和無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)公路安全環(huán)境的智能感知、智能預(yù)警、智能決策、智能分析，為公路的安全運(yùn)行、安全養(yǎng)護(hù)、公路巡檢提供了幫助。

4、技術(shù)指標(biāo)：

智慧公路無(wú)人巡檢系統(tǒng)是由分布在高速公路沿線的若干個(gè)公路自動(dòng)監(jiān)測(cè)站聯(lián)網(wǎng)組成，對(duì)公路沿線的能見(jiàn)度、風(fēng)向、風(fēng)速，氣溫、濕度，雨量，路面狀況（表面溫度、干燥、潮、濕、雪、冰）等進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)，在惡劣或極端氣象條件下能及時(shí)發(fā)出警示信息，以多種方式告知管理人員和駕駛員，以提高高速公路的安全行車水平。

4.1系統(tǒng)由公路自動(dòng)監(jiān)測(cè)站、數(shù)據(jù)傳輸無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理應(yīng)用中心組成。

4.2公路自動(dòng)監(jiān)測(cè)站可以觀測(cè)的氣象要素包括常規(guī)氣象要素（風(fēng)、溫、濕、雨、壓）、能見(jiàn)度和路面狀況（路面溫度、干濕狀況、雪、結(jié)冰等）。采用世界上最先進(jìn)的激光測(cè)量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)冰與雪的高精度測(cè)量，其厚度可以達(dá)到1米以上（國(guó)際同類產(chǎn)品最高只能達(dá)到1厘米），可以準(zhǔn)確測(cè)量路面的積雪厚度。遠(yuǎn)距離遙感檢測(cè)路面狀況，即使在交通擁擠的情況下也可以精確檢測(cè)。

4.3無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊功能，監(jiān)測(cè)站配無(wú)線通訊設(shè)備，通過(guò)GPRS/4G網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離布網(wǎng)監(jiān)測(cè)或異地遙測(cè)數(shù)據(jù)。不受距離限制，每個(gè)氣象監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)配備一個(gè)無(wú)線通訊端口，由氣象中心監(jiān)測(cè)站的主控微機(jī)對(duì)網(wǎng)點(diǎn)內(nèi)所有自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控，以達(dá)到整個(gè)網(wǎng)點(diǎn)內(nèi)氣象數(shù)據(jù)整合及統(tǒng)計(jì)。對(duì)于無(wú)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的場(chǎng)合，可以升級(jí)成北斗衛(wèi)星通訊模式。

4.4數(shù)據(jù)處理應(yīng)用中心系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是基于4G/CPRS 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之上的，軟件開(kāi)發(fā)采用B/S結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，監(jiān)控中心人員使用瀏覽器訪問(wèn)系統(tǒng)完成所有操作，采用B/S體系結(jié)構(gòu)。B/S結(jié)構(gòu)具有良好的擴(kuò)充性，對(duì)客戶端沒(méi)有任何特殊要求，對(duì)用戶數(shù)也沒(méi)有限制，只需支持網(wǎng)絡(luò)并具有瀏覽器功能即可。B/S模式只在服務(wù)器安裝應(yīng)用程序，客戶端不須安裝程序，直接打開(kāi)瀏覽器即可使用，修改應(yīng)用程序只與服務(wù)器有關(guān)，客戶端不作任何改動(dòng)，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。

4.5系統(tǒng)軟件采用Web技術(shù)，局域網(wǎng)用戶可通過(guò)內(nèi)網(wǎng)訪問(wèn)，廣域網(wǎng)用戶可通過(guò)公網(wǎng)訪問(wèn)系統(tǒng)，經(jīng)認(rèn)證用戶名和密碼后進(jìn)入相應(yīng)級(jí)別管理系統(tǒng)，進(jìn)行相關(guān)操作與管理。同時(shí)支持手機(jī)APP查看。

5、總結(jié)

隨著我國(guó)公路事業(yè)的高速發(fā)展，國(guó)內(nèi)的公路使用里程數(shù)不斷上漲，隨之帶來(lái)的交通安全隱患也令高速公路狀況實(shí)時(shí)監(jiān)控的需求水漲船高。但由于目前交通視頻監(jiān)控源的數(shù)據(jù)過(guò)于龐大，導(dǎo)致了監(jiān)控圖像質(zhì)量、傳輸時(shí)延都受到了一定程度的影響，增加了實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)難度和經(jīng)費(fèi)。

智慧公路無(wú)人巡檢系統(tǒng)產(chǎn)品成本低廉，圖像獲取快捷方便;機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，工作連續(xù)性好;不受氣象、地理?xiàng)l件的影響，抗干擾能力強(qiáng);無(wú)縫對(duì)接視頻監(jiān)控系統(tǒng)。項(xiàng)目成果應(yīng)用后可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)道路問(wèn)題并且發(fā)出報(bào)警提示信息，減少人力、資金成本。相關(guān)主管部門能夠第一時(shí)間處理問(wèn)題，為公路的安全出行、公路的道路檢測(cè)維護(hù)提供了第手資料，是公路部門的智慧小助手。

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