以物联网和通信技术促进公路路面施工管理信息化

以物联网和通信技术促进公路路面施工管理信息化

胡亮

公路路面的最后一道工序是铺设沥青路面，沥青路面铺设的质量关乎着整条公路的使用寿命及人们的使用舒适度，并且对公路路面整体施工质量有着直接影响。随着科学技术水平的提升，人们可以使用信息化技术对路面进行处理，这样不仅能够保证公路路面有着较高的质量，同时也能够减少公路路面管理人员的工作量。

1简述物联网和通信技术的发展

所谓的物联网是指将各种物质相连接的互联网。一方面可以说物联网是基于互联网为核心的网络延伸与扩展，另一方面是将客户端进行延伸，实现物品与物品之间的信息交换与通信。物联网在人们日常生活中运用的十分广泛，比如：交通出行、环境保护、平安家居、环境检测、个人健康、照明管控等，涉猎范围及其宽广[1]。

公路路面施工管理一直将“坚持科学发展”为主题，发挥信息化效用，支撑并保障着传统产业及现代交通运输业的发展。利用物联网及同喜技术，将传感器、压路机、工作人员、公路等以新形式连接在一起，进而形成人与物、物与物之间的关联，实现远程管理信息化控制及智能化网络。在信息管理系统中将施工信息准确输入进去，以便管理人员能够进行远程调度，对施工资源进行合理分配，进而提升公路路面的施工信息化管理，降低建设成本，提升施工效率。在一定程度上看，利用物联网和通信技术促进公路路面施工管理信息化，能够有效提升交通运输业的信息化发展进程。

2公路路面施工管控系统

2.1路面施工管控系统概述

路面施工管控系统是根据物联网路面摊铺、碾压的工程质量智能化处理开发出来的，是一种交通建设工程自动化检测设备。此系统利用了物联网通信技术、嵌入式技术及JAVA2ee软件编程技术，以短信和网络的方式将其数据传输技术相融合，辅助路面管理人员对公路路面整体施工质量进行有效监控。而且此系统是由三部分组成的，一是车载终端模块，二是信息管理系统，三是数据通信系统。

车载终端模块是使用不同的传感器自动检测，并存储压路机在工作状态下产生的数据，包括沥青的温度、车辆的位置以及车辆的速度，如果检测出数据超出可控范围，警报器就会拉响警报，并且通过远程将这一信息告知施工管理人员。信息管理系统能够第一时间获取到压路机的运行状态，并且不仅能够对其检测的数据进行存储、统计分析及查询，而且还能够根据数据进行绘制沥青的温度变化曲线及速度变化曲线、车辆的运行轨迹，这极大地提升了路面管理人员的监督管理质量，并且还能够远程调度施工车辆。除此之外，信息管理系统能够运用路面内部温度估算法对路面温度进行估计，使得铺设的沥青路面质量更高。数据通信系统是以无线通信的方式形成的一种自组织网络系统，能够协助路面工作人员采集并处理网络覆盖区域下的路面信息，并将信息发送至服务器。

2.2管控系统的构成

由上述可知，管控系统是由车载终端模块、信息管理系统、数据通信系统三部分构成，以下是对三部分的具体介绍：

车载终端模块含有测量、控制、显示、存储、语音五大模块。能够自动检测并存储压路机在工作时的状态数据信息。首先，测量模块又分为车速及沥青温度以及北斗卫星导航三种测量模块[2]。车辆测速模块是利用霍尔传感器进行测速，将霍尔传感器与车轮上的磁片相结合，对车轮的转速进行测量，测量出的运转车轮速度准确度极高；沥青温度测量模块则是使用红外线测温传感器对其表面温度进行测量，并且测量的误差在±0.1℃，加之路面内部温度估算法的辅助，使得此模块能够测量出路面制定深处的温度；而北斗卫星导航模块则是使用ATGM332D这种灵敏度较高的BDS/GPS双重接收机模块，能够对GPS与BDS的单双系统联合定位。并且ATGM332D含有三十二个不同的跟踪通道，能够同时接受GPS与BDS相关的所有可见卫星，供电压为3.3V，双模定位功耗约为65mW，灵敏度较高，功耗较低，并且内置天线具有检测电路及保护天线的功能。其次，控制模块是利用功耗较低的嵌入式系统，此系统运算速度较快，并且可靠性较强，能够快速对信息进行处理，控制外部设备。然后，显示模块是利用高性能的液晶显示器，显示车速、路面温度、路段信息、行驶路程等信息，并且配以按键模块，能够进行翻页查询、查找历史记录等。存储模块是使用Flash软件实现数据的存储，并且配以SD储存卡进行数据备份，从而实现大容量存储。最后，语音模块是指当测量数据超出范围值，会发出警报，增强了人机交互性能。

信息管理系统是将数据存储、计算、分析、查询为一体的系统，路面施工管理人员可以利用电脑登陆信息管理系统，实现远程数据管理。信息管理系统的功能众多。第一，管理人员可以将SD存储卡中的数据上传至系统中，利用信息管理系统对其数据进行分析，也可以远程接受数据；第二，能够根据所获取到的数据信息，绘制出相对的曲线图，像是沥青温度变化图、车辆运行轨迹图等；第三，路面管理人员能够设置系统中的一些信息，比如：报警电话、测量的数据参数范围、车辆的牌号等；第四，能够设置相应的数据管理权限。

数据通信系统是利用GSM/GPRS通信技术，通过串口将GSM/GPRS连接到嵌入式系统之中，从而运用嵌入式技术对二者进行控制与调用。并且在经过嵌入式处理的数据会通过通信模块直接连接至网络，实现远程数据传输，并且能够通过短信的形式将警报信息发送至制定的手机中，还可以远程调度并管理施工车辆。

2.3管控系统中的技术创新

传统压路机的质量管控系统只含有车载装置与上位机软件，车载装置采集数据，上位机软件对采集到的数据信息进行处理，并且二者之间对数据的存储都是利用存储设备拷贝完成的。不仅其数据传输效率低下，而且在处理数据上也会发生延迟现象。但是路面施工管控系统较传统管控系统多一部分，那就是信息管理系统，并且上位机软件也转换成为数据通信系统[3]。路面施工管控系统在通过车载装置完成对数据的采集及处理，在将其传输至信息管理系统之中，管理人员能够通过登陆信息管理系统，对采集到的各种数据进行查询及统计，极大地提升了路面质量管理效率。另外传统压路机管控系统利用的是C/S结构，也就是客户机/服务器结构，而路面施工管控系统采用的是B/S结构，不需要按照其他软件，使用网络浏览器即可对数据信息进行查看与管理，十分便捷，而且只需在系统页面中增添服务器功能，即可对其进行维护，并且改变网页构造，就能够实现对所有用户进行数据信息更新。

3结束语

综上所述，利用施工管控系统对公路路面施工进行监控，能够实现二十四小时全天实时监控，不需要管理人员到施工现场进行看管，这在一定程度上减少了人力资本的投入。除此之外，利用此管控系统还能够将路面施工状况全部记录下来，提升了公路施工的信息化水平，降低了铺设成本，提高了施工效率。

参考文献

[1]赵秀娟,朱蕊,刘林,等.沥青路面施工质量管理信息化技术应用研究[J].市政技术,2018,36(03):31-33.

[2]张招金,鲍雅军,方树君.物联网技术(沥青路面动态质量监控系统)在路面施工管理中的应用实践[J].中外建筑,2017(08):197-199.

[3]王海英,荆俊志,王海兵.基于云计算和物联网的高速公路建设管理信息化[J].中国交通信息化,2013(11):128-130.