关志宇

【摘 要】智慧公路无人巡检系统是通过对公路的环境检测、积水检测、可见度监测、地下水监测设置自动监测站，通过云平台的GIS地理信息系统、预警系统进行安全提示，通过GPRS/4G/北斗卫星等无线通讯技术、结合数字传感技术、数字图像技术公路监测数据与图像的云管理，实现WEB发布预警。可以登录互联网查看相关信息，并且可以支持手机APP远程操作和路况信息浏览，通过手机进行查看相关位置与信息，以期达到无人巡检的目的。

【关键词】智慧公路;环境检测;无线通讯;数字传感;WEB发布

正文：

1、主要研发内容

智慧公路无人巡检系统监测内容包括风速、风向、空气温湿度、降雨降雪等路面情况，包括积水情况、扬尘情况、可见度情况、路面高温、路面结冰等内容，根据各地区不同的公路现状设置多个自动监测站，通过无线通讯方式定期将信息回传到云服务器，通过采集到的数据发布预警情况，出行人员可登录网络或者查看手机APP查看到相关信息，并根据发布的数据信息安排出行计划，以保证安全出行。

自动监测站的通讯采用无线通讯技术，依托GPRS网络、4G网络、北斗卫星通讯网络，根据不同地区的信号覆盖情况，切换到不同的网络信号，具有主备网络切换功能，可以实现当一种网络信号不佳时可以自动切换到另外一种网络信号，保证监测站的数据回传质量。

所以，智慧公路无人巡检系统，是将原来由人定期巡检改为由物实时巡检，实现物物相连，通过云服务器将这些信息进行汇总分析，将不同测站的信息显示在对应的位置上。通过分析计算对比，可以第一时间发现问题并且发出报警提示信息。相关的主管部门就可以第一时间处理问题，为公路的安全出行、公路的道路检测维护提供了第一手资料，是公路部门的智慧小助手。

2、研究方法

本系统通过大量的现场考察，收集各种使用环境的资料，完成数据的采集工作，建立了基于云平台的数据库。同时根据相关信息化项目的经验、与相关高速公路管理人员的沟通，找出目前在公路安全、公路巡检、公路养护中遇到的问题，结合大量书籍、查询调查报告等资料的查阅，确定具体的技术指标体系。

目前计算机技术、物联网技术、无线通讯技术、传感采集技术都比较成熟，将这些技术融入贯通到我们的项目中，结合目前国内相关可用的产品，加上吸收国外的先进经验，制定出研究计划与路线。通过调查本地区的公路及高速公路情况，并且根据当地水利局调查地下水分布情况及地下水走势，确定将地面以上的信息与地面以下的信息数据相结合的方式，将WEB技术、SQLserver数据库、单片机技术、太阳能、风能供电技术、智能传感技术相融合，用数据说话，实现公路安全运行监测、智能巡检监测“智慧公路无人巡检系统”。

3、创新点

本系统用物联网技术将环境监测、公路安全运行、公路的自动巡检养护整合起来，运用传感器技术、云计算、互联网技术实现公路的无人巡检，让传统的公路巡检变成数据说话，将一个个孤岛的信息变成了综合的信息平台并且可以对大众发布。

本系统充分应用现代信息技术成果，集成应用计算机与网络技术、物联网技术、太阳能发电技术、无线通信技术、图像处理技术及专家智慧与知识，实现公路可视化远程诊断等智能管理。

本系统是集INTERNET互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体，依托部署在公路现场的各种传感节点（微气象与路面情况）和无线通信网络实现公路安全环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析，为公路的安全运行、安全养护、公路巡检提供了帮助。

4、技术指标：

智慧公路无人巡检系统是由分布在高速公路沿线的若干个公路自动监测站联网组成，对公路沿线的能见度、风向、风速，气温、湿度，雨量，路面状况（表面温度、干燥、潮、湿、雪、冰）等进行自动监测，在恶劣或极端气象条件下能及时发出警示信息，以多种方式告知管理人员和驾驶员，以提高高速公路的安全行车水平。

4.1系统由公路自动监测站、数据传输无线网络、数据处理应用中心组成。

4.2公路自动监测站可以观测的气象要素包括常规气象要素（风、温、湿、雨、压）、能见度和路面状况（路面温度、干湿状况、雪、结冰等）。采用世界上最先进的激光测量技术，实现对冰与雪的高精度测量，其厚度可以达到1米以上（国际同类产品最高只能达到1厘米），可以准确测量路面的积雪厚度。远距离遥感检测路面状况，即使在交通拥挤的情况下也可以精确检测。

4.3无线网络通讯功能，监测站配无线通讯设备，通过GPRS/4G网可实现远距离布网监测或异地遥测数据。不受距离限制，每个气象监测网点配备一个无线通讯端口，由气象中心监测站的主控微机对网点内所有自动监测站的数据进行统一监控，以达到整个网点内气象数据整合及统计。对于无网络信号的场合，可以升级成北斗卫星通讯模式。

4.4数据处理应用中心系统的设计是基于4G/CPRS 数据传输技术和网络技术之上的，软件开发采用B/S结构设计，监控中心人员使用浏览器访问系统完成所有操作，采用B/S体系结构。B/S结构具有良好的扩充性，对客户端没有任何特殊要求，对用户数也没有限制，只需支持网络并具有浏览器功能即可。B/S模式只在服务器安装应用程序，客户端不须安装程序，直接打开浏览器即可使用，修改应用程序只与服务器有关，客户端不作任何改动，操作简单，维护方便。

4.5系统软件采用Web技术，局域网用户可通过内网访问，广域网用户可通过公网访问系统，经认证用户名和密码后进入相应级别管理系统，进行相关操作与管理。同时支持手机APP查看。

5、总结

随着我国公路事业的高速发展，国内的公路使用里程数不断上涨，随之带来的交通安全隐患也令高速公路状况实时监控的需求水涨船高。但由于目前交通视频监控源的数据过于庞大，导致了监控图像质量、传输时延都受到了一定程度的影响，增加了实时监控系统的建设难度和经费。

智慧公路无人巡检系统产品成本低廉，图像获取快捷方便;机动性强，工作连续性好;不受气象、地理条件的影响，抗干扰能力强;无缝对接视频监控系统。项目成果应用后可以第一时间发现道路问题并且发出报警提示信息，减少人力、资金成本。相关主管部门能够第一时间处理问题，为公路的安全出行、公路的道路检测维护提供了第手资料，是公路部门的智慧小助手。

參考文献：

[1]刘若微，施进，范佩庆，智慧高速公路标准体系建设研究[J]. 信息技术与标准化. 2016（1）

[2]胡晓，智慧高速公路管理平台建设思考——以浙江省建设智慧高速公路为例[J]. .科技与创新. 2018（5）

[3]王院波，关于通信信号一体化技术研究[J]数字通讯世界2019（08）