新型公路智能檢測系統的設計與應用

郭偉

（貴州省公路工程集團有限公司 貴州貴陽 550008）

新型公路智能檢測系統的設計與應用

郭偉

（貴州省公路工程集團有限公司 貴州貴陽 550008）

新型公路建設機制下，需發揮智能技術在公路檢測中的應用價值，為公路規劃與管理提供科技化平臺。結合公路檢測系統發展現狀，對智能檢測系統構成、功能布局、操作管理等問題展開研究。

公路；智能檢測；設計；應用

我國公路交通事業處于高速發展時代，傳統公路體系正逐漸走向科技化趨勢，引入智能技術是公路改造建設的新方向。因此，結合智能檢測系統進行優化設計，可以為公路項目建設提供科技化平臺。

1 公路檢測系統發展現狀

公路檢測系統信息化及技術含量不斷增加，設備自動化、智能化水平不斷提高，其系統維護檢修方法也需要提高。公路檢測系統是規模化公路施工體系的構成部分，為各類病害治理提供了操作平臺。2010～2015年期間，我國公路施工企業行業總產值持續增長，每年產值增長超過1200億，為公路施工行業改革與發展提供了硬件設施保障。公路檢測系統是病害防治不可缺少的裝置，承載著各種因素形成的外在壓力。由于公路檢測系統結構與功能的復雜性，往往由于多種因素造成危害性事故，定期對檢測系統展開安全檢驗，可保證公路檢測系統安全，及現實公路施工活動的安全進行。

2 公路智能檢測系統構成

智能技術是公路檢測系統安全檢驗的平臺，通過專業檢定可掌握容器運行狀態。因此，企業再利用檢測系統過程中，要重點考慮公路檢測系統運行與檢測系統的協調性。該系統可分為內業和外業兩大部分。

2.1 外業部分

外業部分由載體車、圖像采集系統（高速CCD+圖像采集卡）、激光傳感器（LS）、探地雷達、GPS（全球定位系統）接收機、里程計（Odometer）、工業計算機等先進的傳感器和設備組成。例如，安全問題是影響公路檢測系統運行價值的關鍵，對患者操作也有多方面影響，做好安全保障對信息系統維護具有價值意義。各大路段按照實際病害防治要求，利用設備信息系統進行申請改造，選擇符合本路段操作要求的新體系。設備申購管理中，采購模塊是對不同設備的綜合控制，可及時發現設備申請備案，對設備采購與調配提供指導。

2.2 內業部分

內業部分主要由數據服務器、路面破損檢測軟件、路面平整度分析軟件、車轍分析軟件、路況分析軟件、雷達路基分析軟件、公路養護綜合評價系統等子系統構成。系統的構成示意圖如圖1所示。例如，結合設備使用與控制平臺，做好公路施工效益分析與控制操作，進一步優化公路檢測系統產生的效益平臺，對于現代公路施工來說，信息化管理重點在于效益分析與處理，解決傳統效益模式應用的功能缺陷，按照月、季度、年等不同周期進行效益評估。

3 公路智能檢測系統功能色號就

3.1 路況調查

基于信息改革時代，公路檢測系統及其系統維護更加注重科技改造，利用高端技術輔助科技成果，體現了路況維護與管理的先進性。現階段，我國公路施工行業保持著穩步發展階段，基于社會群眾對公路施工質量要求越來越高，設備調控及管理均面臨著很大的更新趨勢，這就奠定了公路檢測系統信息創新的改革趨勢。路況調查子系統采用高速彩色數字攝像機，在車行過程中實時的記錄下高速公路兩側的護欄、指示牌、路肩、綠化等路產信息，以全方位的了解公路養護狀況。

圖1 公路智能檢測系統構成

3.2 路面破損檢測

隨著我國公路施工事業快速發展，公路檢測系統在病害防治中發揮了重要作用，對不同病害患者創造了有利條件。公路施工信息化改革中，利用雷達識別是對各類設備的綜合管理，按照施工單位所需設備使用要求進行設定，提高了對設備定位及控制的應用效率。路面破損數字圖像采集子系統采用高速、高分辨率數字攝像機，配以高速采集卡和無失幀視頻采集軟件。通過對路面圖像的分析，識別出裂縫、坑槽、修補不良等各種病害，計算獲得破損的長度、寬度、面積，并對破損進行分類定級，確定其空間位置。

圖2 系統功能的邏輯結構

3.3 路面車轍檢測

基于傳統設備改良機制下，公路檢測系統及信息系統維護必須走多元化模式，按照信息系統維護與檢測機制進行調整，從而實現了設備維修與管理的綜合改造。例如，對公路提供檢測模塊、分析模塊、告警模塊等，均是安全保障中不可缺少的措施。目前，該系統中所采用的車轍檢測方案主要有兩種：①利用橫向布置的一排激光傳感器探測不同測點的相對高程值，再根據一定的算法運算，計算出車轍的深度值；②方案根據規則結構光經路面調制后的圖像，利用成像幾何關系反推出車轍的深度值。

3.4 路面平整度檢測

我國公路施工按照規模、路段、服務對象等可分為多個類型，不同類型施工單位采取的業務模式不一樣。對于公路檢測系統來說，信息化管理體制呈現了不同形式，可利用數字端口對業務模式進行整編，如：設備說明，操作流程，維修準則等，這些都是業務控制中不可缺少的。路面平整度檢測系統所采集的高速激光平整度儀屬電腦化路面縱斷面數據采集與分析系統。該系統采用激光位移傳感器和加速度傳感器實時檢測包括短波長及長波長的路面縱斷面剖面曲線，并通過數學模型將測得的剖面曲線換算成各種平整度指標。

3.5 探地雷達路基病害檢測

該系統利用探地雷達設備與路面圖像采集設備同步探測，并將經過軟件和人工判讀的結果傳到數據庫中，利用空間位置信息與路面破損識別結果進行匹配，從而由表及內，分析路面破損的成因機理，以及預警發現道路基層或路基的病害隱患。基于傳統設備改良趨勢下，公路檢測系統信息化改造呈現多方面趨勢，采用雷達技術可提升信息化管理效率。例如，施工單位對每一臺設備進行雷達標識，將雷達錄入計算機系統后執行管理，降低了信息化控制難度，提高了公路檢測系統信息化管理流程。

4 智能檢測系統維護與管理

4.1 安全檢查

利用資產卡片對設備資源進行管理，為領導人員查閱相關資料提供平臺，掌握具體的設備資源及調配方式，這些都是信息化系統特有的操作功能。隨著公路施工規模不斷擴大，公路檢測系統共同參與能量轉換作業，同時也承載著諸多風險隱患。基于安全公路施工理念指導下，檢測系統檢驗工作顯得格外重要，只有按照標準展開檢驗活動，才能避免檢測系統受損引起的故障風險。

4.4 統籌調度

新型公路智能檢測系統要堅持統籌調度原則，從多個方面建立最優化公路調度方案，降低各種因素造成的病害隱患。對于公路智能化改造來說，檢測系統是現代公路施工控制的主要裝置，可作檢測系統調度與控制的核心部分，為自動化公路施工與調度創造了優質平臺。控制系統采用檢測系統，體現了自動化調度平臺的應用優勢，成為新時期系統操控的有效方式。

5 結論

總之，新型公路結構改造面臨諸多技術優勢，智能技術能夠為公路檢測與發展提供優越條件，構建更具科技性的公路檢測平臺。工程單位要發揮高科技的應用優勢，為各個路段設定智能檢測平臺，對路況、路面破損、路面交通、雷達探測等提供技術指導。同時，要定期做好智能檢測系統檢查與調度工作，確保系統對公路設施持續發揮調度作用。

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