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1、云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院 校园基地一体校园基地一体, ,工学情境合一工学情境合一道路条件检测系统设备安道路条件检测系统设备安装与调试装与调试 云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院 校园基地一体校园基地一体, ,工学情境合一工学情境合一一、什么是道路条件一、什么是道路条件u影响交通安全的道路交通因素包括道路上影响交通安全的道路交通因素包括道路上的交通流状的交通流状态、道路几何、道路几何线形及道路形及道路结构物构物等。道路交通条件等。道路交通条件(交通量、交通交通量、交通组成、道路成、道路几何几何线
2、形、横断面、交叉、路面、形、横断面、交叉、路面、桥隧以及隧以及安全安全设施等施等)适宜与否与交通安全密切相关，适宜与否与交通安全密切相关，应满足保足保证客客货运交通运运交通运输安全的要求。安全的要求。因此，道路条件包括：气象条件、道路状态、道路环保条件。 第一部分第一部分 道路条件检测系统分析道路条件检测系统分析 云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院 校园基地一体校园基地一体, ,工学情境合一工学情境合一二、道路条件检测系统二、道路条件检测系统通信通信计算机算机通信接口通信接口道路条件道路条件数据采集数据采集道路条件道路条件数据采集数据采集道路条件道
3、路条件数据采集数据采集道路条件道路条件数据采集数据采集2.12.1道路条件检测系统的构成道路条件检测系统的构成 云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院 校园基地一体校园基地一体, ,工学情境合一工学情境合一2.2 2.2 道路条件数据采集站道路条件数据采集站 1.道路条件数据采集站的功能道路条件数据采集站的功能数据采集数据采集数据数据处理理数据存数据存储数据通信数据通信云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院 校园基地一体校园基地一体, ,工学情境合一工学情境合一2.2.道路条件数据采集站的结构道路条件数据采集站
4、的结构传感器感器模模拟多路开关多路开关程控放大器程控放大器采采样/保持器保持器A/D转换器器定定时与与逻辑控制控制云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院 校园基地一体校园基地一体, ,工学情境合一工学情境合一温度温度湿度湿度雨量雨量风力力模模拟多多路路开开关关程控程控放大放大器器采样保持器A/D转换器器微微型型计算算机机通通信信计算算机机定定时与与逻辑控制控制云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院 校园基地一体校园基地一体, ,工学情境合一工学情境合一2.32.3通信计算机通信计算机通信通信检索机索机载监控系控
5、系统中的作用是将各中的作用是将各数据采集站的采集数据收集到数据采集站的采集数据收集到监控中心控中心或分中心的或分中心的计算机网算机网络系系统中。中。 注意：多串口卡。多串口卡上的每一个注意：多串口卡。多串口卡上的每一个串口，可通串口，可通过调制解制解调器与数据采集站器与数据采集站进行物理行物理连接，形成数据接，形成数据传输的物理通的物理通道。道。 云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院 校园基地一体校园基地一体, ,工学情境合一工学情境合一三、道路条件检测系统的工作环境三、道路条件检测系统的工作环境1.沿海湿热气候沿海湿热气候2.2.雷击雷击云南交通职
6、业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院 校园基地一体校园基地一体, ,工学情境合一工学情境合一第二部分道路条件检测系统设备第二部分道路条件检测系统设备安装与调试安装与调试 一、气象条件一、气象条件1.1 1.1 气象条件对交通的影响气象条件对交通的影响 1.浓雾浓雾停停车视距：在距：在车道中心道中心线距路面距路面1.2m的的高度上，高度上，驾驶员眼睛能眼睛能够看到高度看到高度为0.1m的障碍物而采取制的障碍物而采取制动刹刹车，不撞上，不撞上障碍物，能安全停障碍物，能安全停车的最短距离。的最短距离。活活动规律：刺激律：刺激感感觉判断判断行行动注意：（注意：（1）停
7、）停车视距表示距表示车辆运行中需要的最运行中需要的最小安全能小安全能见度距离。度距离。（2）车辆以任何以任何车速行使，速行使，驾驶员在在车内所内所见到的到的环境能境能见度度应大于大于该车速下的停速下的停车视距。距。云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院 校园基地一体校园基地一体, ,工学情境合一工学情境合一2 2、大雪、大雨、大雪、大雨特点（特点（1）显著降低能著降低能见度度（2）湿）湿润或或冻结的路面使的路面使轮胎的附着系胎的附着系数大数大为减小，路面抗滑能力大幅度减小，路面抗滑能力大幅度下降。下降。3 3、侧向风、侧向风云南交通职业技术学院云南交通
8、职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院 校园基地一体校园基地一体, ,工学情境合一工学情境合一1.2 1.2 气象条件检测设备气象条件检测设备传感器把某种形式的能量感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。成另一种形式的能量。有两有两类：有源的和无源的。：有源的和无源的。有源有源传感器能将一种能量形式直接感器能将一种能量形式直接转变成另一种，不成另一种，不 需要外接的能源或激励源。需要外接的能源或激励源。 无源无源传感器不能直接感器不能直接转换能量形式，但它能控制从能量形式，但它能控制从另一另一输入端入端输入的能量或激励能，入的能量或激励能，传感器承担将某感器承担将某个个对象或
9、象或过程的特定特性程的特定特性转换成数量的工作。其成数量的工作。其“对象象”可以是固体、液体或气体，而它可以是固体、液体或气体，而它们的状的状态可可以是静以是静态的，也可以是的，也可以是动态(即即过程程)的。的。对象特性被象特性被转换量化后可以通量化后可以通过多种方式多种方式检测。对象的特性可象的特性可以是物理性以是物理性质的，也可以是化学性的，也可以是化学性质的。按照其工的。按照其工作原理，它将作原理，它将对象特性或状象特性或状态参数参数转换成可成可测定的定的电学量，然后将此学量，然后将此电信号分离出来，送入信号分离出来，送入传感器系感器系统加以加以评测或或标示。示。云南交通职业技术学院云南
10、交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院 校园基地一体校园基地一体, ,工学情境合一工学情境合一根据根据对气象条件的分析可知，能气象条件的分析可知，能见度、湿度、湿度、度、风速等气象参数速等气象参数对交通有交通有较大的影响，因大的影响，因此，此，检测这些参数些参数对高速公路交通管理有高速公路交通管理有积极极作用。气象作用。气象监测设备有：有：风速、速、风向、气温、向、气温、相相对湿度、能湿度、能见度。度。 云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院 校园基地一体校园基地一体, ,工学情境合一工学情境合一1.常常规检测器器湿湿度度检测器器温温
11、度度检测器器风速速、风向向检测器器雨雨量量检测器器云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院 校园基地一体校园基地一体, ,工学情境合一工学情境合一设备举例：例：AMS06型机型机动式自式自动气象站气象站 云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院 校园基地一体校园基地一体, ,工学情境合一工学情境合一主要技主要技术特点特点: （1）本自）本自动气象站采用高性能的气象气象站采用高性能的气象传感器，感器，数据数据测量准确度高，量准确度高，动态特性好，且安全可靠。特性好，且安全可靠。（主要元器件及（主要元器件及传感器等部件
12、感器等部件为进口口产品）。品）。（2）本自）本自动气象站系气象站系统简洁，重量，重量轻，整机，整机重量不超重量不超过18kg，架，架设方便，既能适用固定式方便，既能适用固定式又能适用机又能适用机动式或式或车载式等使用式等使用场合。合。（3）本自）本自动气象站的数据采集器具有气象站的数据采集器具有测量采量采集、数据分析集、数据分析处理、运算、存理、运算、存储等多等多项功能。功能。内置的存内置的存储卡可保存一个月的正点和半点卡可保存一个月的正点和半点时刻刻的的测量数据及一天的分量数据及一天的分钟数据。数据。（4）本自）本自动气象站系气象站系统功耗小，利用太阳能功耗小，利用太阳能供供电方式，可保方式
13、，可保证在野外市在野外市电情况下情况下进行工行工作。即使是在作。即使是在连续阴雨无太阳光等情况下，阴雨无太阳光等情况下，也能也能连续工作数天左右。工作数天左右。（5）本自）本自动气象站系气象站系统采用工采用工业级和和军品品级芯片芯片组，具有极，具有极强的的环境适境适应性。在可靠性性。在可靠性设计上充分考上充分考虑了整机的耐高温、抗了整机的耐高温、抗严寒、寒、防腐防腐蚀、防雷、防雷击等因素。等因素。（6）本自）本自动气象站系气象站系统提供提供RS485和和RS232两种通信模式，即可直接使用随机提供的手持两种通信模式，即可直接使用随机提供的手持终端端进行数据行数据查询显示，也可直接使用示，也可直
14、接使用电脑进行数据行数据查询显示。其中手持示。其中手持终端上有端上有LCD液晶液晶显示和示和键盘输入功能，而在入功能，而在计算机上，算机上，则提供提供了一个完整的数据采集了一个完整的数据采集处理理软件。也可利用手件。也可利用手持持终端上提供的数据下端上提供的数据下载功能，一个月内到安功能，一个月内到安装本自装本自动站的地方取数据站的地方取数据带回，并回，并经计算机算机处理形成理形成报表，从而构成无人表，从而构成无人职守的自守的自动气象站。气象站。（7）本自）本自动气象站系气象站系统具具备故障自故障自检报警等警等功能。系功能。系统采用采用积木式木式结构，可根据需要方构，可根据需要方便便选用用测量
15、参数，量参数，输入入电源范源范围宽，交直流，交直流两用。两用。（8）本自）本自动气象站具有无气象站具有无线数数传功能。当数功能。当数据据传输距离大于距离大于1公里以上，需要采用无公里以上，需要采用无线数数传功能。在有手机信号的地方，建功能。在有手机信号的地方，建议采用采用GPRS（或（或CDMA）无）无线数数传；若条件所限；若条件所限也可采用也可采用卫星通星通讯方式。（通常无人自方式。（通常无人自动气气象站采用无象站采用无线数数传功能。）功能。）（9）本自）本自动气象站系气象站系统还可采用太阳能可采用太阳能电池板池板+后后备电池池组供供电方式（利用方式（利用现代通代通讯技技术，如：，如：卫星、
16、星、GPRS等通等通讯方式，可方式，可组合成合成为无人自无人自动气象站），保气象站），保证在野外无市在野外无市电的情况下的情况下连续工作。工作。云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院 校园基地一体校园基地一体, ,工学情境合一工学情境合一2 2、能见度检测器、能见度检测器 云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院 校园基地一体校园基地一体, ,工学情境合一工学情境合一二、道路状态检测二、道路状态检测2.1 2.1 路面状态对交通流的影响路面状态对交通流的影响附着系数与滑移率之附着系数与滑移率之间的关系的关系各种路
17、面状各种路面状态的附着系数的附着系数云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院 校园基地一体校园基地一体, ,工学情境合一工学情境合一2.22.2路面状态检测仪器路面状态检测仪器 1、路面干/湿状态检测器 路面干路面干/湿状湿状态检测原理原理云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院 校园基地一体校园基地一体, ,工学情境合一工学情境合一2. 2. 路面积雪厚度检测器路面积雪厚度检测器根据超声波的速根据超声波的速度算出度算出积雪厚度雪厚度云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院
18、校园基地一体校园基地一体, ,工学情境合一工学情境合一3. 路面状路面状态和气象信息系和气象信息系统（1）公路自）公路自动气象站气象站（2）公路气象）公路气象预报云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院 校园基地一体校园基地一体, ,工学情境合一工学情境合一设备举例：例： 路面路面结冰冰检测传感器及其感器及其设备方法、和路面方法、和路面结冰冰检测方法方法申申请号号/专利号：利号： 200510055117本本发明的路面明的路面结冰冰检测传感器，感温部件，具有接触路面的感器，感温部件，具有接触路面的感温部、和从感温部、和从该感温部感温部竖立立设置的置的鳍部
19、，呈字形，由部，呈字形，由热传导性高的金属构成；光性高的金属构成；光纤，具有光反射峰，具有光反射峰值波波长随随变形而形而变化的光化的光纤布拉格光布拉格光栅（），并将（），并将该粘接在上述粘接在上述感温部件的感温部件的鳍部上面；壳体，具有包部上面；壳体，具有包围上述感温部件的上述感温部件的鳍部部和光和光纤的隔的隔热部件。用光部件。用光缆对在路面上在路面上设置置规定数量的各路定数量的各路面面结冰冰检测传感器感器间进行行连接，从光接，从光缆的一端射入脉冲光，的一端射入脉冲光，接收从各路面接收从各路面结冰冰检测传感器来的反射波感器来的反射波长，来，来测量路面温量路面温度。由此，可以直接度。由此，可以直
20、接检测路面表面温度，路面表面温度，扩大了利用大了利用的温度的温度传感器的利用范感器的利用范围，既可以直接，既可以直接检测路面表面温度，路面表面温度，又可在道路等路面定期修复又可在道路等路面定期修复时容易拆装。容易拆装。云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院 校园基地一体校园基地一体, ,工学情境合一工学情境合一三、道路环境监测三、道路环境监测环境监测项目有：CO、氮氧化物、总烃、总悬浮颗粒物等。云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院 校园基地一体校园基地一体, ,工学情境合一工学情境合一设备举例例 公路隧道CO
21、和能见度检测器VICOTEC 410系列分析仪用于公路隧道一氧化碳浓度/能见度检测 VICOTEC 411 测量能见度值 VICOTEC 412 测量一氧化碳浓度 VICOTEC 414 同时测量能见度值和一氧化碳浓度 该智能检测器当探头污染时可提供维护信号大幅度降低维护费用。VICOTEC 411连续监控隧道的能见度值，因此较为真实的反映了隧道的光线情况，也为有效控制隧道通风设备提供了连续实时的信号。VICOTEC 412连续监控隧道空气中一氧化碳的污染情况。VICOTEC 414可同时测量隧道能见度值和一氧化碳浓度。 技技术指指标：测量参数：量参数： 能能见度度值(K系数系数), CO 测
22、量量程：量量程：K: 015 1/km; CO: 0300 ppm 重复性：重复性：K: 0.1 1/km; CO: 2 ppm 测量距离：量距离：10 m 测量原理：透量原理：透过率，率，负气体相关气体相关 环境温度：境温度：30+60 C 防防护等等级：IP 65 测量量值输出：出：LC-显示示, 2 输出出: 020 mA 接口：接口：RS 422 (电隔离隔离); RS 232 状状态/控制信号：控制信号：2个个继电器器输出（故障出（故障/维护/报警警/污染）染） 设备构成：一构成：一对探探头，计算算单元元云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院
23、 校园基地一体校园基地一体, ,工学情境合一工学情境合一第三部分第三部分 道路条件检测系统道路条件检测系统调试与维护调试与维护 通信通信计算机算机通信接口通信接口道路条道路条件数据件数据采集采集道路条道路条件数据件数据采集采集道路条道路条件数据件数据采集采集监控中心控中心/监控分中心控分中心外外场道路条道路条件数据采集件数据采集关关键技技术：前端数据的正确采前端数据的正确采集集数据的可靠数据的可靠传输数据在数据在终端的正确端的正确显示示云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院云南交通职业技术学院 校园基地一体校园基地一体, ,工学情境合一工学情境合一第四部分第四部分 单元项
24、目实训单元项目实训 步步骤工作任工作任务相关知相关知识、技能要求、技能要求设立任立任务目目标构建一个道路条件构建一个道路条件检测子系子系统道路条件道路条件检测系系统的构成的构成计划划教教师给出出35个道路条件个道路条件检测系系统的案例，并的案例，并给予分析和予分析和讲解；解；然后然后让学生以小学生以小组为单位，根据位，根据所学，每所学，每组设计一个一个实施方案，施方案，根据制定的方案列出根据制定的方案列出设备及工具及工具清清单。熟悉（气象条件熟悉（气象条件检测设备、路面状路面状态检测器、道路器、道路环境境检测设备）等的功能和）等的功能和作用、道路条件作用、道路条件检测系系统数据的采集与数据的采集与传递、实施施方案的制定。方案的制定。具体具体实施施学学习设备安装与安装与调试技能；每技能；每组完成系完成系统安装与安装与调试；在教；在教师的的指指导和同学的相互和同学的相互协作下排除故作下排除故障，确保系障，确保系统的正确性。的正确性。具具备识读设备安装安装说明明书的能力、布的能力、布线能力、能力、设备安装能力、沟通安装能力、沟通协作能作能力力评价价每个小每个小组对系系统功能功能进行演示，行演示，介介绍系系统特点及在特点及在实施施过程中遇程中遇到的到的难点以及解决点以及解决难点及故障点及故障问题的方法，学生自的方法，学生自评、教、教师评价、价、学生互学生互评沟通与表达沟通与表达
