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    道路地面温度在线监测
    时间:2026-01-12 涉川
    一、方案介绍
    在高速公路、城市快速路、桥梁、隧道出入口、山区道路等场景中,道路地面温度是判断结冰、积雪、沥青软化、路面病害、车辆打滑风险的核心指标。尤其在冬季、昼夜温差大或高湿环境下,地面温度往往比空气温度更早接近或低于0℃,极易形成“隐性结冰”,成为交通事故的高发诱因。
    本方案通过在道路路面或近路面位置布设地面温度传感器,经RS485总线接入4G采集主机,实现对路面真实温度的全天候在线监测。数据通过4G网络实时上传云平台,可在电脑网页与手机小程序中远程查看,并可自动触发结冰风险与高温路面预警,为道路管理与除冰养护提供科学依据。

    二、监测目标
    1. 实时掌握道路路面真实温度
    2. 判断结冰、融冰和再冻结过程
    3. 识别高温软化风险(沥青路面)
    4. 为喷洒融雪剂、限速限行提供依据
    5. 构建道路热环境长期数据库

    三、需求分析
    道路表面温度受以下因素影响显著:
    • 夜间辐射降温
    • 降雪、降雨与蒸发
    • 风速带走热量
    • 桥梁、涵洞、隧道口热交换
    • 路面材料与结构差异
    仅依靠气温无法准确反映路面是否结冰,实际运行中大量事故发生在:
    空气温度高于0℃,而路面温度已低于0℃的“黑冰”状态
    因此,必须对道路地表温度本身进行在线监测

    四、监测方法
    在道路关键位置安装:
    • 路面嵌入式地表温度传感器
    • 路面贴装/近地表红外温度传感器
    传感器通过RS485接口接入:
    • 4G道路环境采集主机
    采集数据通过4G上传至云服务器,形成实时曲线与历史数据库。

    五、应用原理
    路面温度传感器将道路表面的热状态转换为数字信号,通过RS485传输至采集主机。
    平台结合设定阈值与变化速率模型,判断:
    • 是否接近结冰点
    • 是否出现快速降温
    • 是否达到沥青高温软化区间
    从而触发不同等级的风险预警。

    六、功能特点
    1. 路面真实温度在线采集
    2. RS485总线稳定传输
    3. 4G主动上报,不依赖现场网络
    4. 手机与电脑实时查看
    5. 历史温度曲线与统计分析
    6. 结冰与高温双重预警
    7. 可与雨雪、湿度、风速联动

    七、硬件清单
    1. 路面温度传感器(嵌入式或红外式)
    2. RS485信号电缆
    3. 4G道路监测采集主机
    4. 工业级4G通信模块
    5. 防水接线箱
    6. 太阳能供电系统或市电
    7. 云平台与数据服务器

    八、硬件参数(示例)
    路面温度传感器
    • 量程:-40℃ ~ +80℃
    • 精度:±0.3℃
    • 分辨率:0.1℃
    • 输出:RS485(Modbus RTU)
    • 防护等级:IP68
    • 响应时间:≤10秒
    4G采集主机
    • RS485接口:≥2路
    • 采样间隔:1分钟~60分钟可设
    • 本地存储:≥30天
    • 通信方式:4G全网通
    • 工作温度:-30℃~70℃

    九、方案实现
    1. 选取桥梁、坡道、阴影区等关键点
    2. 路面开孔或贴装温度传感器
    3. RS485接入4G采集主机
    4. 设备箱与供电系统安装
    5. 4G联网云平台
    6. 设定结冰与高温阈值
    7. 系统正式上线运行

    十、数据分析
    平台可进行:
    • 昼夜温度变化分析
    • 冻融循环统计
    • 不同路段对比
    • 结冰概率评估
    • 路面热特性分析

    十一、预警决策
    可设定:
    • 0℃结冰预警
    • 快速降温预警
    • 长时间低温持续预警
    • 高温软化预警
    预警可联动:
    • 养护人员
    • 融雪剂喷洒系统
    • 限速与诱导屏

    十二、方案优点
    • 直接测量路面本体温度
    • 可发现“黑冰”风险
    • 支持全天候无人值守
    • 数据连续、可追溯
    • 易于与智慧交通系统对接

    十三、应用领域
    • 高速公路
    • 城市快速路
    • 桥梁与隧道口
    • 山区与高寒道路
    • 机场跑道
    • 港区道路

    十四、效益分析
    • 减少结冰交通事故
    • 降低除冰与养护成本
    • 提高道路通行安全
    • 延长路面使用寿命
    • 提升智慧交通管理水平

    十五、国标规范
    • GB/T 33697《道路气象监测设备通用技术条件》
    • JT/T 1036《公路气象环境监测系统技术规范》
    • GB 5768《道路交通标志和标线》
    • JTG D50《公路沥青路面设计规范》

    十六、参考文献
    • 《道路气象与行车安全》
    • 《结冰道路监测与预警技术》
    • 《路面热环境与冻融机理研究》
    • 《智能交通气象监测系统应用》

    十七、案例分享
    某北方高速公路桥梁段部署路面温度在线监测后,系统发现夜间桥面温度比空气温度低2~4℃,多次提前发出结冰预警,养护单位及时喷洒融雪剂,使冬季事故率下降60%以上。
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