路面状态远程监测系统研究

发布时间：2020-05-04 09:08

【摘要】：我国公路网络发展迅速、覆盖广泛,交通事故的数量也逐年增加,恶劣天气是影响公路交通安全的主要因素之一,需要依托路面状态传感器搭建监测系统提供监测、预警等服务。我国的路面状态监测系统的建设相对滞后,核心的路面状态传感器的研究较少,且部分传感器设备的监测结果只在本地展示,未经处理和发布,数据利用率较低。因此论文提出了一种新型的埋入式路面状态传感器,并依托传感器的实时数据搭建了一套路面状态远程监测系统,监测系统由路面状态传感器和监测平台组成。论文提出的埋入式路面状态传感器的核心能力是区分路面积水、结冰、积雪三种状态。传感器安装在公路表面,通过压电谐振原理区分积水和结冰状态,并实现一定范围内的积水和结冰厚度的测量。通过光电检测原理,根据传感器表面积雪时的光路变化对反射光强的影响规律,区分积雪状态。论文提出了一种低耦合性的分离的双服务器架构的监测平台,利用堆和缓存的方式满足了监测系统高效实时在线监测的需求,监测平台能够同时连接大量的传感器设备并支持在线设备管理,提高了监测系统的可扩展性。在论文的研究过程中,进行了大量原理验证、方案对比的实验,系统设计完成之后在安装现场进行了现场实验。实验证明路面状态监测系统能够准确的区分积水、结冰和积雪三种状态,区分的正确率可以达到90%以上,监测系统在现场的适应性和操作体验良好,通过远程界面能够实时高效的监测路面状态。
【图文】：

0 rSSCd dεε ε= = 各参数的含义如下：电常数（ F /m），又称诱电率，用来判别材料的之间的有效面积（m2）；极间距离（m）；真空中的绝对介电常数（128.85 10 F /m × ）；相对介电常数，无单位，理想导体的相对介电常数常数与频率有关，水的相对常数为80左右，选择相橡胶的相对介电常数为2~3），待测元件上覆盖水远大于平行板极间距离的增大，电容值急剧增大，层，再建立水的厚度与电容值的关系，即可得出降待测元件的电容值在pF级别，受环境干扰较大，，不

壳和硬质氧化的技术增加了传感器的抗氧化能力，提高了传感器的使用寿命。图 3-3 路面状态传感器结构设计路面状态传感器的外形机械结构如图3-3，整体采用不锈钢圆柱形结构，便于外壳加工，从传感器表面可以看到压电谐振单元和光电检测的窗口，光电检测窗口表面使用有机玻璃密封，线缆接口采用航空插头，具有防水和抗干扰的特点。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP274;U495

【参考文献】

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本文编号：2648312