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
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实时掌握道路路面真实温度
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判断结冰、融冰和再冻结过程
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识别高温软化风险(沥青路面)
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为喷洒融雪剂、限速限行提供依据
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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:
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夜间辐射降温
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降雪、降雨与蒸发
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风速带走热量
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桥梁、涵洞、隧道口热交换
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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。
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:
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路面嵌入式地表温度传感器
或 -
路面贴装/近地表红外温度传感器
传感器通过RS485接口接入:
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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:
平台结合设定阈值与变化速率模型,判断:
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是否接近结冰点
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是否出现快速降温
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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
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路面真实温度在线采集
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RS485总线稳定传输
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4G主动上报,不依赖现场网络
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手机与电脑实时查看
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历史温度曲线与统计分析
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结冰与高温双重预警
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可与雨雪、湿度、风速联动
七、硬件清单
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路面温度传感器(嵌入式或红外式)
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RS485信号电缆
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4G道路监测采集主机
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工业级4G通信模块
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防水接线箱
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太阳能供电系统或市电
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云平台与数据服务器
八、硬件参数(示例)
路面温度传感器
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量程:-40℃ ~ +80℃
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精度:±0.3℃
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分辨率:0.1℃
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输出:RS485(Modbus RTU)
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防护等级:IP68
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响应时间:≤10秒
4G采集主机
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RS485接口:≥2路
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采样间隔:1分钟~60分钟可设
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本地存储:≥30天
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通信方式:4G全网通
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工作温度:-30℃~70℃
九、方案实现
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选取桥梁、坡道、阴影区等关键点
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路面开孔或贴装温度传感器
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RS485接入4G采集主机
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设备箱与供电系统安装
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4G联网云平台
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设定结冰与高温阈值
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系统正式上线运行
十、数据分析
平台可进行:
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昼夜温度变化分析
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冻融循环统计
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不同路段对比
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结冰概率评估
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路面热特性分析
十一、预警决策
可设定:
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0℃结冰预警
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快速降温预警
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长时间低温持续预警
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高温软化预警
预警可联动:
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养护人员
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融雪剂喷洒系统
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限速与诱导屏
十二、方案优点
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直接测量路面本体温度
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可发现“黑冰”风险
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支持全天候无人值守
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数据连续、可追溯
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易于与智慧交通系统对接
十三、应用领域
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高速公路
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城市快速路
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桥梁与隧道口
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山区与高寒道路
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机场跑道
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港区道路
十四、效益分析
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减少结冰交通事故
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降低除冰与养护成本
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提高道路通行安全
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延长路面使用寿命
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提升智慧交通管理水平
十五、国标规范
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GB/T 33697《道路气象监测设备通用技术条件》
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JT/T 1036《公路气象环境监测系统技术规范》
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GB 5768《道路交通标志和标线》
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JTG D50《公路沥青路面设计规范》
十六、参考文献
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《道路气象与行车安全》
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《结冰道路监测与预警技术》
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《路面热环境与冻融机理研究》
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《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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