郭偉

（貴州省公路工程集團(tuán)有限公司 貴州貴陽 550008）

新型公路智能檢測系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

郭偉

（貴州省公路工程集團(tuán)有限公司 貴州貴陽 550008）

新型公路建設(shè)機(jī)制下，需發(fā)揮智能技術(shù)在公路檢測中的應(yīng)用價值，為公路規(guī)劃與管理提供科技化平臺。結(jié)合公路檢測系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀，對智能檢測系統(tǒng)構(gòu)成、功能布局、操作管理等問題展開研究。

公路；智能檢測；設(shè)計；應(yīng)用

我國公路交通事業(yè)處于高速發(fā)展時代，傳統(tǒng)公路體系正逐漸走向科技化趨勢，引入智能技術(shù)是公路改造建設(shè)的新方向。因此，結(jié)合智能檢測系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，可以為公路項目建設(shè)提供科技化平臺。

1 公路檢測系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

公路檢測系統(tǒng)信息化及技術(shù)含量不斷增加，設(shè)備自動化、智能化水平不斷提高，其系統(tǒng)維護(hù)檢修方法也需要提高。公路檢測系統(tǒng)是規(guī)?；肥┕んw系的構(gòu)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(yè)行業(yè)總產(chǎn)值持續(xù)增長，每年產(chǎn)值增長超過1200億，為公路施工行業(yè)改革與發(fā)展提供了硬件設(shè)施保障。公路檢測系統(tǒng)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(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的復(fù)雜性，往往由于多種因素造成危害性事故，定期對檢測系統(tǒng)展開安全檢驗，可保證公路檢測系統(tǒng)安全，及現(xiàn)實公路施工活動的安全進(jìn)行。

2 公路智能檢測系統(tǒng)構(gòu)成

智能技術(shù)是公路檢測系統(tǒng)安全檢驗的平臺，通過專業(yè)檢定可掌握容器運(yùn)行狀態(tài)。因此，企業(yè)再利用檢測系統(tǒng)過程中，要重點考慮公路檢測系統(tǒng)運(yùn)行與檢測系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性。該系統(tǒng)可分為內(nèi)業(yè)和外業(yè)兩大部分。

2.1 外業(yè)部分

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

2.2 內(nèi)業(yè)部分

內(nèi)業(yè)部分主要由數(shù)據(jù)服務(wù)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(dá)路基分析軟件、公路養(yǎng)護(hù)綜合評價系統(tǒng)等子系統(tǒng)構(gòu)成。系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖如圖1所示。例如，結(jié)合設(shè)備使用與控制平臺，做好公路施工效益分析與控制操作，進(jìn)一步優(yōu)化公路檢測系統(tǒng)產(chǎn)生的效益平臺，對于現(xiàn)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(tǒng)效益模式應(yīng)用的功能缺陷，按照月、季度、年等不同周期進(jìn)行效益評估。

3 公路智能檢測系統(tǒng)功能色號就

3.1 路況調(diào)查

基于信息改革時代，公路檢測系統(tǒng)及其系統(tǒng)維護(hù)更加注重科技改造，利用高端技術(shù)輔助科技成果，體現(xiàn)了路況維護(hù)與管理的先進(jìn)性。現(xiàn)階段，我國公路施工行業(yè)保持著穩(wěn)步發(fā)展階段，基于社會群眾對公路施工質(zhì)量要求越來越高，設(shè)備調(diào)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(tǒng)信息創(chuàng)新的改革趨勢。路況調(diào)查子系統(tǒng)采用高速彩色數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，在車行過程中實時的記錄下高速公路兩側(cè)的護(hù)欄、指示牌、路肩、綠化等路產(chǎn)信息，以全方位的了解公路養(yǎng)護(hù)狀況。

圖1 公路智能檢測系統(tǒng)構(gòu)成

3.2 路面破損檢測

隨著我國公路施工事業(yè)快速發(fā)展，公路檢測系統(tǒng)在病害防治中發(fā)揮了重要作用，對不同病害患者創(chuàng)造了有利條件。公路施工信息化改革中，利用雷達(dá)識別是對各類設(shè)備的綜合管理，按照施工單位所需設(shè)備使用要求進(jìn)行設(shè)定，提高了對設(shè)備定位及控制的應(yīng)用效率。路面破損數(shù)字圖像采集子系統(tǒng)采用高速、高分辨率數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，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(bǔ)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(jìn)行分類定級，確定其空間位置。

圖2 系統(tǒng)功能的邏輯結(jié)構(gòu)

3.3 路面車轍檢測

基于傳統(tǒng)設(shè)備改良機(jī)制下，公路檢測系統(tǒng)及信息系統(tǒng)維護(hù)必須走多元化模式，按照信息系統(tǒng)維護(hù)與檢測機(jī)制進(jìn)行調(diào)整，從而實現(xiàn)了設(shè)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(tǒng)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(jù)一定的算法運(yùn)算，計算出車轍的深度值；②方案根據(jù)規(guī)則結(jié)構(gòu)光經(jīng)路面調(diào)制后的圖像，利用成像幾何關(guān)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(guī)模、路段、服務(wù)對象等可分為多個類型，不同類型施工單位采取的業(yè)務(wù)模式不一樣。對于公路檢測系統(tǒng)來說，信息化管理體制呈現(xiàn)了不同形式，可利用數(shù)字端口對業(yè)務(wù)模式進(jìn)行整編，如：設(shè)備說明，操作流程，維修準(zhǔn)則等，這些都是業(yè)務(wù)控制中不可缺少的。路面平整度檢測系統(tǒng)所采集的高速激光平整度儀屬電腦化路面縱斷面數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)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(shù)學(xué)模型將測得的剖面曲線換算成各種平整度指標(biāo)。

3.5 探地雷達(dá)路基病害檢測

該系統(tǒng)利用探地雷達(dá)設(shè)備與路面圖像采集設(shè)備同步探測，并將經(jīng)過軟件和人工判讀的結(jié)果傳到數(shù)據(jù)庫中，利用空間位置信息與路面破損識別結(jié)果進(jìn)行匹配，從而由表及內(nèi)，分析路面破損的成因機(jī)理，以及預(yù)警發(fā)現(xiàn)道路基層或路基的病害隱患。基于傳統(tǒng)設(shè)備改良趨勢下，公路檢測系統(tǒng)信息化改造呈現(xiàn)多方面趨勢，采用雷達(dá)技術(shù)可提升信息化管理效率。例如，施工單位對每一臺設(shè)備進(jìn)行雷達(dá)標(biāo)識，將雷達(dá)錄入計算機(jī)系統(tǒng)后執(zhí)行管理，降低了信息化控制難度，提高了公路檢測系統(tǒng)信息化管理流程。

4 智能檢測系統(tǒng)維護(hù)與管理

4.1 安全檢查

利用資產(chǎn)卡片對設(shè)備資源進(jìn)行管理，為領(lǐng)導(dǎo)人員查閱相關(guān)資料提供平臺，掌握具體的設(shè)備資源及調(diào)配方式，這些都是信息化系統(tǒng)特有的操作功能。隨著公路施工規(guī)模不斷擴(kuò)大，公路檢測系統(tǒng)共同參與能量轉(zhuǎn)換作業(yè)，同時也承載著諸多風(fēng)險隱患。基于安全公路施工理念指導(dǎo)下，檢測系統(tǒng)檢驗工作顯得格外重要，只有按照標(biāo)準(zhǔn)展開檢驗活動，才能避免檢測系統(tǒng)受損引起的故障風(fēng)險。

4.4 統(tǒng)籌調(diào)度

新型公路智能檢測系統(tǒng)要堅持統(tǒng)籌調(diào)度原則，從多個方面建立最優(yōu)化公路調(diào)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(tǒng)是現(xiàn)代公路施工控制的主要裝置，可作檢測系統(tǒng)調(diào)度與控制的核心部分，為自動化公路施工與調(diào)度創(chuàng)造了優(yōu)質(zhì)平臺?？刂葡到y(tǒng)采用檢測系統(tǒng)，體現(xiàn)了自動化調(diào)度平臺的應(yīng)用優(yōu)勢，成為新時期系統(tǒng)操控的有效方式。

5 結(jié)論

總之，新型公路結(jié)構(gòu)改造面臨諸多技術(shù)優(yōu)勢，智能技術(shù)能夠為公路檢測與發(fā)展提供優(yōu)越條件，構(gòu)建更具科技性的公路檢測平臺。工程單位要發(fā)揮高科技的應(yīng)用優(yōu)勢，為各個路段設(shè)定智能檢測平臺，對路況、路面破損、路面交通、雷達(dá)探測等提供技術(shù)指導(dǎo)。同時，要定期做好智能檢測系統(tǒng)檢查與調(diào)度工作，確保系統(tǒng)對公路設(shè)施持續(xù)發(fā)揮調(diào)度作用。

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