摘要：农村公路作为基础设施的重要组成部分，在促进农村经济发展和提高居民生活质量方面具有重要作用。然而，高速高架等大型工程建设中，由于生态红线、环境敏感区和居民住宅区位等因素的制约，通常需要更加细致的资源利用和施工安全管理。本文针对湖州长兴农村公路的实际情况，依靠路面巡检车，并将有关数据在大数据监控大屏上显示，结合路面病害分析，探讨了一种路面检测系统的应用，旨在提升公路施工安全和维护管理效率。

关键词：农村公路；路面检测系统；数据可视化；维护管理

1 引言

农村公路作为中国农村地区重要的基础设施，对于促进当地经济发展、提高居民生活水平具有不可替代的作用。在有关文件中指出，农村公路在合理的交通运输体系，以及“四好农村路”高质量发展格局基本形成，在 2035 年基本稳定里程在 500 万公里，然而，在进行大型工程建设时，如何在尊重生态环境、满足居民需求的前提下，实现路面的精细检测和安全管理，是亟待解决的问题。路面检测可视化在这一领域展现出巨大的潜力，能够为路面检测和监测提供高效、准确的解决方案。[1]

2 工程概况

某山区农村公路等级为二级公路，设计速度为 60km/h ，双向 4 车道。路基宽度24.5m，其中行车道 2× （2×3.5m） ，硬路肩 2×3.25m ，土路肩 2×0.0 .5m，中分带1×2m ，路缘带 2×0 .5m。

图1 某某县环太湖农村路俯瞰图

3 需求分析

3.1 现实需求

图2​巡检车巡检示意图

该农村公路面对繁琐的路面病害信息，养护人员稍有不慎便会出现遗漏、调换等问题，引起路面交通混乱，养护效率将会大大降低。面对繁琐冗杂的信息，因此在规划信息呈现和信息规律管理上，通过研发一种可视化系统来管理这些信息至关重要。

3.2 目标可行性分析

（1）路面巡检车性能分析

据了解，目前市场上的路面巡检车拥有可靠的导航与定位系统、传感器技术、数据采集与处理、能源与续航、通信技术，面对多线程工作能够轻松应付。[2]

（2）软件构建分析

初步构想认为，此系统应该以模块化构建，包括通信子系统、web 端子系统、数据处理子系统、软件构造母应用。Node.js 是一个基于 Chrome V8 引擎的 JavaScript 运行时环境，具有非阻塞式和事件驱动、高效性能、模块化、NPM 等诸多优点，所以在开发此系统时，可以参考使用此语言。[3]

4 系统原理

该系统主要由车辆端提供数据，车辆端安装有无线通讯装置，能够以不超过 500ms 的延迟传输至服务端，服务端通过高性能处理器解码这些数据，将这些数据输入至程序中，程序主要由 nodejs 中的 react 模块实现，数据排序等方面采用 python，通过重组数据后处理再呈现在网页端，在网页端操作人员只需要点击相关按钮即可达到目的，数据呈现方式一目了然。

图3​系统运行界面

5 系统方案设计

5.1 5G 通信技术和 GPS 技术

巡检车辆上搭载可以携带 5G 移动通信的装置，采用 SIM 卡直插连接互联网，5G 还支持车辆与基础设施（V2I，Vehicle-to-Infrastructure）之间的通信。车辆可以与交通信号灯、路边传感器、道路设施等进行通信，从而优化信号灯配时、提供交通信息、协调车辆行驶等，提升交通效率，对于巡检来说效率提升的同时，也提交了安全性能。通过 GPS技术获取经纬度数据结合 5G 通信使用 WebSocket ：建立 WebSocket 连接，实现双向通信，以实时传输位置数据。[4]

5.2 数据处理

巡检车辆获取的经纬度数据、路面病害数据等将会以数组的形式传输至服务器本地缓存区，数组的形式将分为两类，我们将其定义为：Roads 和 Point，Roads 存放这连续的车辆行驶经纬度，Point 数组中存放着病害数据以及病害具体经纬度，我们编写了程序核心，可以将 Points 中经纬叠加到 Roads 经纬度数据中，在搭建的 React 框架中我们可以轻松做到小车在对接的高德地图卫星图上跑起来的画面，并在对应的 Points 点上触发病害信息并呈现在屏幕上。

5.3 参数设定

我们研发的核心文件 tsx，里面控制着巡检车量的各种参数，Points 数组中存放着图片URL，如果图片存在较大的差异，操作人员可以在后台剪切图片或者删除Points 对应的点。

6 应用效果

6.1 效率提升

传统的道路巡检需要操作人员长时间步行巡查，不仅效率低下，还容易忽略细微的道路病害。然而，道路检测可视化系统通过整合先进的传感器技术、图像处理算法以及地理信息系统（GIS），能够实现实时监测道路状况，并将数据以可视化的方式展现给操作人员。这种实时监测和可视化的方法大大提升了操作人员的工作效率。操作人员可以通过系统远程查看道路状态，准确定位病害点，有针对性地进行维护，从而节省时间和人力成本。在长兴县环太湖路湖州段试用过程中，操作人员精准识别病害，精准下发命令，识别效率从70% 增加到97%，大大减少操作人员的压力。

6.2 社会效益

创新运用信息化技术破解了巡检操作人员的压力，精简化操作程序，本次提及的巡检系统。它不仅集成了多种算法和框架，破解了传统操作环节，同时提供了多种地图功能和数据可视化方案，为市场数据分析和处理带来了极大的便利。在技术上，它采用了先进的Node.js、Python、Flask 等技术，实现了快速、高效、可视化的处理和展示。此外，它还集成了Apache ECharts 库，更好地实现了数据可视化，提升了数据分析的精度和速度。

结语

综上所述，此系统在市场数据处理和展示方面的创新，使得市场人员可以更好地发现商机和趋势，更快地做出决策，从而提高了业务发展的效率和成功率。同时，它的技术实现和创新性也为行业带来了启发和借鉴，推动了整个领域的进步和发展。

参考文献：

[1] 交通运输部关于印发《农村公路中长期发展纲要》的通知 [Z]. 交规划发 ， ﹝2021 ﹞ 21 号

[2] 吴梓豪 . 一种车载路面巡检系统及智能化公路巡检车 ：202222049707[P][2023-08-10].

[3] 许 会 元 ， 何 利 力 .NodeJS 的 异 步 非 阻 塞 I/O 研 究 [J]. 工 业 控 制 计 算 机 ，2015（3）：3.DOI：10.3969/j.issn.1001-182X.2015.03.054.

[4] 尤肖虎， 潘志文， 高西奇， 等.5G 移动通信发展趋势与若干关键技术[J]. 中国科学 ： 信息科学 ， 2014， 44（5）：551-563.DOI：10.1360/N112014-00032.