路面冰水檢測系統(tǒng)技術研究.pdf

1、路面?zhèn)鞲衅髌髟诠窔庀笮畔⑾到y(tǒng)(RWIS)有著重要的作用,如遠程監(jiān)控特定地點、橋梁、問題路段、機場、高速公路等,全天候、方便、快速、準確的提供路面狀況信息。對路面狀況的監(jiān)測和預報,及時地采取正確的措施,可以大大提高公路交通的安全性。我國截止2009年底高速公路總里程達到6.5萬公里,位居全世界第二,但是在高速公路氣象信息監(jiān)測方面要遠遠落后于歐美等國家。歐美國家經(jīng)過幾十年的技術積累,已經(jīng)有不少商業(yè)化的路面?zhèn)鞲衅鳟a(chǎn)品,而我國尚沒有此類產(chǎn)品,

2、導致我國的路面?zhèn)鞲衅魇袌鐾耆粐馑鶋艛?因此研發(fā)路面?zhèn)鞲衅鞯氖袌銮熬皬V闊,發(fā)展空間巨大。本論文基于實驗室前期對德國Lufft公司的IRS21路面?zhèn)鞲衅鞴ぷ髟砗徒Y構分析的基礎上,重點研究了路面?zhèn)鞲衅髦械谋畽z測技術,再設計了實驗室的路面狀況檢測系統(tǒng)。
　　 本文重點分析了用于路面?zhèn)鞲衅鞯谋畽z測技術,設計了其硬件測量電路并制作了路面狀況檢測系統(tǒng),實現(xiàn)了路面覆蓋物類型的辨別和水膜厚度的測量,將相應的測量結果上傳至上位機顯示。系統(tǒng)

3、硬件部分包括冰水檢測模塊、水膜厚度測量模塊、溫度模塊、系統(tǒng)通信模塊和電源管理模塊。其中冰水檢測模塊是路面信息采集的核心模塊,用于辨別路面覆蓋物的類型,如干燥、潮濕、覆冰、積雪等。系統(tǒng)微控制器使用C8051F410單片機,利用Protel99SE制作系統(tǒng)電路PCB板,系統(tǒng)軟件開發(fā)采用自頂向下的開發(fā)流程,采用Silicon LaboratoriesIDE集成開發(fā)環(huán)境。使用C51語言編程,軟件設計主要包括系統(tǒng)微控制器的初始化程序和各個功能模塊

4、的程序。
　　 本文中利用OrCAD Capture對冰水檢測的測量電路進行了仿真,并制作完成了整個路面狀況檢測系統(tǒng)并測試了系統(tǒng)的模塊性能,冰水檢測模塊的測試表明它可以區(qū)分干燥、潮濕、覆冰,而對于更復雜的路面狀況可能就要綜合路面?zhèn)鞲衅鞯钠渌K的測量結果,比如殘鹽等。針對水膜厚度測量模塊的特性以及實際測量中外部環(huán)境的要求,研究了多種化學材料,得到材料PPO的吸水性最小。此外,改進了水膜厚度的測量方法,提高了其測量精度。