新型公路智能检测系统的设计与应用

郭伟

（贵州省公路工程集团有限公司 贵州贵阳 550008）

新型公路智能检测系统的设计与应用

郭伟

（贵州省公路工程集团有限公司 贵州贵阳 550008）

新型公路建设机制下，需发挥智能技术在公路检测中的应用价值，为公路规划与管理提供科技化平台。结合公路检测系统发展现状，对智能检测系统构成、功能布局、操作管理等问题展开研究。

公路；智能检测；设计；应用

我国公路交通事业处于高速发展时代，传统公路体系正逐渐走向科技化趋势，引入智能技术是公路改造建设的新方向。因此，结合智能检测系统进行优化设计，可以为公路项目建设提供科技化平台。

1 公路检测系统发展现状

公路检测系统信息化及技术含量不断增加，设备自动化、智能化水平不断提高，其系统维护检修方法也需要提高。公路检测系统是规模化公路施工体系的构成部分，为各类病害治理提供了操作平台。2010～2015年期间，我国公路施工企业行业总产值持续增长，每年产值增长超过1200亿，为公路施工行业改革与发展提供了硬件设施保障。公路检测系统是病害防治不可缺少的装置，承载着各种因素形成的外在压力。由于公路检测系统结构与功能的复杂性，往往由于多种因素造成危害性事故，定期对检测系统展开安全检验，可保证公路检测系统安全，及现实公路施工活动的安全进行。

2 公路智能检测系统构成

智能技术是公路检测系统安全检验的平台，通过专业检定可掌握容器运行状态。因此，企业再利用检测系统过程中，要重点考虑公路检测系统运行与检测系统的协调性。该系统可分为内业和外业两大部分。

2.1 外业部分

外业部分由载体车、图像采集系统（高速CCD+图像采集卡）、激光传感器（LS）、探地雷达、GPS（全球定位系统）接收机、里程计（Odometer）、工业计算机等先进的传感器和设备组成。例如，安全问题是影响公路检测系统运行价值的关键，对患者操作也有多方面影响，做好安全保障对信息系统维护具有价值意义。各大路段按照实际病害防治要求，利用设备信息系统进行申请改造，选择符合本路段操作要求的新体系。设备申购管理中，采购模块是对不同设备的综合控制，可及时发现设备申请备案，对设备采购与调配提供指导。

2.2 内业部分

内业部分主要由数据服务器、路面破损检测软件、路面平整度分析软件、车辙分析软件、路况分析软件、雷达路基分析软件、公路养护综合评价系统等子系统构成。系统的构成示意图如图1所示。例如，结合设备使用与控制平台，做好公路施工效益分析与控制操作，进一步优化公路检测系统产生的效益平台，对于现代公路施工来说，信息化管理重点在于效益分析与处理，解决传统效益模式应用的功能缺陷，按照月、季度、年等不同周期进行效益评估。

3 公路智能检测系统功能色号就

3.1 路况调查

基于信息改革时代，公路检测系统及其系统维护更加注重科技改造，利用高端技术辅助科技成果，体现了路况维护与管理的先进性。现阶段，我国公路施工行业保持着稳步发展阶段，基于社会群众对公路施工质量要求越来越高，设备调控及管理均面临着很大的更新趋势，这就奠定了公路检测系统信息创新的改革趋势。路况调查子系统采用高速彩色数字摄像机，在车行过程中实时的记录下高速公路两侧的护栏、指示牌、路肩、绿化等路产信息，以全方位的了解公路养护状况。

图1 公路智能检测系统构成

3.2 路面破损检测

随着我国公路施工事业快速发展，公路检测系统在病害防治中发挥了重要作用，对不同病害患者创造了有利条件。公路施工信息化改革中，利用雷达识别是对各类设备的综合管理，按照施工单位所需设备使用要求进行设定，提高了对设备定位及控制的应用效率。路面破损数字图像采集子系统采用高速、高分辨率数字摄像机，配以高速采集卡和无失帧视频采集软件。通过对路面图像的分析，识别出裂缝、坑槽、修补不良等各种病害，计算获得破损的长度、宽度、面积，并对破损进行分类定级，确定其空间位置。

图2 系统功能的逻辑结构

3.3 路面车辙检测

基于传统设备改良机制下，公路检测系统及信息系统维护必须走多元化模式，按照信息系统维护与检测机制进行调整，从而实现了设备维修与管理的综合改造。例如，对公路提供检测模块、分析模块、告警模块等，均是安全保障中不可缺少的措施。目前，该系统中所采用的车辙检测方案主要有两种：①利用横向布置的一排激光传感器探测不同测点的相对高程值，再根据一定的算法运算，计算出车辙的深度值；②方案根据规则结构光经路面调制后的图像，利用成像几何关系反推出车辙的深度值。

3.4 路面平整度检测

我国公路施工按照规模、路段、服务对象等可分为多个类型，不同类型施工单位采取的业务模式不一样。对于公路检测系统来说，信息化管理体制呈现了不同形式，可利用数字端口对业务模式进行整编，如：设备说明，操作流程，维修准则等，这些都是业务控制中不可缺少的。路面平整度检测系统所采集的高速激光平整度仪属电脑化路面纵断面数据采集与分析系统。该系统采用激光位移传感器和加速度传感器实时检测包括短波长及长波长的路面纵断面剖面曲线，并通过数学模型将测得的剖面曲线换算成各种平整度指标。

3.5 探地雷达路基病害检测

该系统利用探地雷达设备与路面图像采集设备同步探测，并将经过软件和人工判读的结果传到数据库中，利用空间位置信息与路面破损识别结果进行匹配，从而由表及内，分析路面破损的成因机理，以及预警发现道路基层或路基的病害隐患。基于传统设备改良趋势下，公路检测系统信息化改造呈现多方面趋势，采用雷达技术可提升信息化管理效率。例如，施工单位对每一台设备进行雷达标识，将雷达录入计算机系统后执行管理，降低了信息化控制难度，提高了公路检测系统信息化管理流程。

4 智能检测系统维护与管理

4.1 安全检查

利用资产卡片对设备资源进行管理，为领导人员查阅相关资料提供平台，掌握具体的设备资源及调配方式，这些都是信息化系统特有的操作功能。随着公路施工规模不断扩大，公路检测系统共同参与能量转换作业，同时也承载着诸多风险隐患。基于安全公路施工理念指导下，检测系统检验工作显得格外重要，只有按照标准展开检验活动，才能避免检测系统受损引起的故障风险。

4.4 统筹调度

新型公路智能检测系统要坚持统筹调度原则，从多个方面建立最优化公路调度方案，降低各种因素造成的病害隐患。对于公路智能化改造来说，检测系统是现代公路施工控制的主要装置，可作检测系统调度与控制的核心部分，为自动化公路施工与调度创造了优质平台。控制系统采用检测系统，体现了自动化调度平台的应用优势，成为新时期系统操控的有效方式。

5 结论

总之，新型公路结构改造面临诸多技术优势，智能技术能够为公路检测与发展提供优越条件，构建更具科技性的公路检测平台。工程单位要发挥高科技的应用优势，为各个路段设定智能检测平台，对路况、路面破损、路面交通、雷达探测等提供技术指导。同时，要定期做好智能检测系统检查与调度工作，确保系统对公路设施持续发挥调度作用。

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