公路自动监测站是保障道路交通安全的核心设施,通过实时采集气象、路况等关键信息,为交通管理提供决策支持。其工作原理可概括为“感知—采集—传输—分析—预警”的闭环系统,下面分模块详细解析:
一、核心组成与工作流程
1、传感器系统:
气象传感器:监测能见度(红外散射原理)、温湿度(二极管结电压法/电容式)、风速风向(超声波相位差)、降雨量(压电薄膜AI识别)等。
路况传感器:非接触式遥感技术(如红外多光谱)探测路面温度、干湿状态、冰雪厚度及湿滑程度,避免破坏路面结构。
辅助设备:视频监控、车辆检测线圈(电磁感应测流量/车速)等。
2、数据采集与处理:
采集器整合各传感器原始数据,转换为统一数字信号,并通过算法初步处理(如剔除干扰、计算平均值)。
3、数据传输:
利用GPRS/4G/5G或卫星通信,将数据实时上传至云平台;部分支持光纤传输,视频流通过3G/4G宽带同步回传。
4、供电系统:
太阳能板+蓄电池组合为主(偏远路段),市电为辅,确保24小时不间断运行。
二、数据传输与供电机制
低功耗设计:传感器平均功耗≤4W,极端天气加热模式下≤6W。
双通道传输:
GPRS:传输基础气象数据(小流量、高实时性);
3G/4G宽带:支持视频与高清图像回传。
云平台协同:支持多级权限管理、阈值报警(短信/声光)、历史数据导出及第三方系统对接。
三、数据应用与预警系统
1、实时决策支持:
能见度<500m时,联动情报板提示限速或封路;
路面温度≤0℃且湿度>90%时,触发融冰车调度。
2、长期数据价值:
积累气候模型,优化道路设计(如融雪坡度)。
3、AI扩展应用:
结合智能检测车(如连英高速案例),AI图像识别路面裂缝/坑槽,1小时扫描80公里,效率提升百倍。
公路自动监测站如同“道路神经末梢”,将环境风险转化为结构化数据,推动交通管理从被动响应转向智能预控。未来随着车路协同技术的发展,其数据将进一步赋能无人驾驶与全域交通调度。