《基于物联网技术的路面施工动态管控系统》

1、基于物联网技术的路面施工动态管控系统2016年度湖南省科技进步奖公示材料一、项目名称基于物联网技术的路面施工动态管控系统二、推荐单位意见 三、项目简介“基于物联网技术的路面施工动态管控系统”是湖南省科学技术厅科技计划一般项目（2012SK3303）、湖南省交通运输厅科技进步与创新项目（201255），该项目经专家鉴定评审研究成果达到国际先进水平，获得2014年度中国公路学会科学技术奖二等奖。（1）主要技术内容“基于物联网技术的路面施工动态管控系统”主要从拌和场智能监控、运输智能监控、摊铺信息自动采集、路面压实智能控制四个环节对拌和、运输、摊铺、压实四部分多个技术指标进行实时动态监控及智能预警。

2、主要技术内容包括：综合集成应用现代传感技术、无线传输技术、数据库技术等多学科技术建立形成了基于物联网的动态管控系统，实现了对路面施工过程的实时动态监测控制；将差分GPS 、RTK 技术结合HNCORS提出并实现了全新压路机动态高精度定位技术，实现了碾压过程精确定位（碾压遍数图形数据源）；运用C/S、数据库管理等技术开发了基于物联网的综合管控系统平台，实现施工综合数据信息平台化共享，加强施工质量的智能信息化监管和施工信息科学化管理。图1 系统功能框架图（2）授权知识产权等情况共获得计算机软件著作权2项，实用新型专利1项，发表论文3篇。 实用新型专利：基于无线GPRS传输定位信息采集设备，专利号：

3、ZL201320663315.5； 软件著作权：路面施工智能控制系统，登记号：2013SR076787； 软件著作权：超声波室外长距离高精度测距系统，登记号：2012SR026043。（3）主要技术经济指标 实时动态监控拌和、运输、摊铺、碾压等施工过程，异常及时反馈，减少废料的产生，提高施工质量均匀性。 系统有效地解决施工摊铺速度、温度及辗压遍数、温度、速度、横向压实重叠宽度控制问题，提高摊铺压实工艺，提高工程质量。 通过系统监管，实现路面施工全过程动态信息的智能化监管，减少施工管理人员，提升信息化管理水平，节约建设成本。（4）应用推广及效益情况该成果已成功推广应用于大浏、炎陵、炎睦高速公路、

4、潭邵高速潭市互通及其联络线、耒宜高速大修工程项目等高速公路施工质量的智能动态监测控制。通过运用此系统产生社会效益巨大，实现施工原始数据信息智能化管理，提高施工信息化管理水平。四、客观评价(1)媒体报道2012年7月20日，湖南省政府韩永文副省长、高管局吴国光局长、省交通厅赵平副厅长一行对“路面施工智能控制系统”使用情况进行实地考察，并得到各级领导的肯定和高度的评价。(红网报道)图1 湖南省副省长韩永文在大浏高速现场 图2 项目负责人向韩永文副省长、吴国光 查看系统应用情况 等领导汇报系统运行情况 (2)鉴定结论及验收意见2013年12月4日，湖南省交通运输厅在长沙主持召开了“路面施工智能控制系

5、统”成果鉴定会。鉴定委员会听取了课题组的汇报，审阅了相关鉴定资料，经质疑和讨论，形成如下鉴定意见。一、课题组提供的资料齐全，数据翔实，符合鉴定要求。二、课题组针对沥青路面施工的特点，通过大量的室内外试验，对施工中拌合、运输、摊铺、碾压等过程实时监控展开系统的研究，取得了如下主要创新成果： 1基于湖南HNCORS网与差分RTK定位技术，提出了一个新颖的压路机碾压定位技术方案，该方案将HNCORS网与差分RTK相融合，在测量时具有实时性，其测量精确度可以达到厘米级，测试阶段可达到路面施工的定位精度要求； 2将地理信息系统技术（GIS）应用于路面施工管理系统，实现了对压路机实际运行作业的实时计算机图

6、形显示； 3开发了基于无线GPRS传输定位的信息采集设备，获取当前摊铺温度、摊铺工作方向、摊铺工作层、摊铺当前桩号、摊铺速度等相关信息； 4搭建了基于物联网技术的公路工程建设安全智能监管系统，系统通过对建设过程中的安全状况进行监管，达到实时监测、预警和处理安全隐患的目的。三、该成果已在湖南省大浏、耒宜等多条高速公路中应用，取得了良好的社会经济效益。综上所述，研究成果达到了国际先进水平。建议：对系统加强标准化建设，以利成果的推广应用。五、推广应用情况 (1)整体技术研发及生产情况序号研发生产内容时间成果1项目技术研发方案确定，包括超声波射频技术、雷达定位技术和GPS定位技术等论证2011年7月前

7、论证超声波定位技术理论可行性2超声波定位理论模型确立，室内、室外试验，但实际施工测试超声波干扰巨大，稳定不强，否定此技术方案2011年8-11月试验精度满足要求，生产两套样机并申请软件著作权3HNCORS开通，确立全新RTK压路机定位系统技术方案，并进行室外、实际施工环境试验测试 2011年12月-2012年3月精度达到厘米级，满足施工定位精度要求，通信处理具有实时性无延迟4确定系统硬件单项终端设备研发、室内测试定型、实际工地测试2012年2-3月完成里程计、红外测温计、手持中控端等软硬件开发5完成全套试验机，并在工地现场试验测试成功，符合项目要求，后期软硬件优化完善 2012年4-5月完成管

8、理软件、中央控制器、压路机终端、RTK终端、IP摄像机、人机交互手持端等6功能需求拓展，确立拌和站、运输、摊铺、压实沥青路面施工全过程管控一体化功能系统开发2012年5月申报路面施工智能控制系统开发研究课题。7完成整套系统软硬件开发，并投入实际生产2012年后申报软著1项，专利1项（2）应用情况应用单位名称应用技术应用起止时间应用单位联系人/电话应用情况湖南省大浏高速公路建设开发有限公司路面施工智能控制系统2012年5月2012年12月冯宇好湖南省炎睦高速公路建设开发有限公司路面施工智能控制系统2012年6月2012年12月陈星好湖南省炎陵高

9、速公路建设开发有限公司路面施工智能控制系统2012年6月2012年11月陈星好沪昆高速公路潭市互通工程建设项目部路面施工智能控制系统2013年5月2013年12月肖国平好（3）推广及预期应用前景通过对现有路面施工环境的评估，路面施工信息化、智能化发展的必然趋势，项目管理层对路面施工信息化、智能化管理的迫切需求；根据该系统在路面施工项目中的实际推广运用，信息与智能化程度高，实用性强，产生十分显著的经济与社会效益。在路面施工市场的迫切需求和路面施工智能动态管控系统自身独特的优势双重推力下，该系统的未来市场前景十分广阔。六、主要知识产权证明目录知识

10、产权类别知识产权具体名称国家（地区）授权号授权日期证书编号权利人发明人专利有效状态计算机软件著作权路面施工智能控制系统中国2015SR1204512015年07月01日00750332湖南省交通科学研究院湖南省交通科学研究院其他有效的知识产权计算机软件著作权超声波室外长距离高精度测距系统中国2015SR1210162015年07月01日00750709湖南省交通科学研究院湖南省交通科学研究院其他有效的知识产权实用新型专利基于无线GPRS传输定位信息采集设备中国ZL.201320663315.52014年04月23日3537208湖南省交通科学研究院郑长安、涂治军、周舟、姚域、廖幸、谭林逸、王静

11、伟、吴奕、姜华有效专利3七、主要完成人情况序号姓名排名行政职务技术职称工作单位完成单位对本项目技术创造性贡献1郑长安1主任研究院湖南省交通科学研究院湖南省交通科学研究院项目总负责人，提出了项目总体规划及技术研究方向，提出了基于HNCORS压路机动态定位技术以及基于无线GPRS传输定位信息采集设备设计思路。全面指导该项目系统的设计研发以及产品的推广使用。在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的百分之六十三，对第一、第二、第三项科技创新作出突出贡献。已申请专利名称：基于无线GPRS传输定位信息采集设备。已申请软件著作版权名称：超声波室外长距离高精度测距系统；路面施工智能控制系统；发表论文：

12、沥青路面轴载换算新方法。2黄斌2经理正高级湖南省高速公路建设开发总公司湖南省高速公路建设开发总公司项目主要负责人，负责本项目理论研究与室内试验。对第一、第二、第三项科技创新内容作出贡献，在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的百分之六十一。参与确立项目研究方向及市场调 研，主持理论研究，统筹试验进程安排，指导试验人员调试机器，确保试验完成质量。已申请软件著作版 权名称：超声波室外长距离高精度测距系统；路面施工智能控制系统。3姜华3副主任副高级湖南省交通科学研究院湖南省交通科学研究院负责项目的技术攻关以及试验指导，对第一、第二、第三项科技创新内容作出贡献。在该项技术研发工作中投入的工作量

13、占本人工作总量的百分之五十四。主持理论研究，技术攻关，参与设备选型，整体技 术方案编制与完善，以及室内试验和现场试验的联机调试、安装调试等工作。通过多次试验过程确保该系 统在路面施工过程中能正常使用。参与实用新型专利研究，计算机软件著作权研究。4冯宇4部长高级工程师湖南省高速公路建设开发总公司湖南省高速公路建设开发总公司负责项目技术攻关以及现场试验指导，对第一、第二、第三项科技创新内容作出贡献。在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的百分之四十三。参与市场调研，主持理论创新讨论，分析沥青在工作状态时性质的变化，结合计算机信息技术完成全套试验机，后期优化完善压实系统软硬件。5涂治军5无中

14、级湖南省交通科学研究院湖南省交通科学研究院负责现场试验和室内试验的联机调试与安装工作，对第一、第三项科技创新内容作出贡献。在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的百分之四十七。参与各项关键技术的研发，完成全套试验机 的研究，并在工地现场试验成功。并参与计算机软件著作权和实用新型专利研究。6王静伟6无初级湖南省交通科学研究院湖南省交通科学研究院负责系统产品化制作以及部分设备选型及后期系统产品完善优化，对第二、第三项科技创新内容作出贡献。在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的百分之四十九。完成现场试验联机调试与安 装工作，记录现场试验测试数据，以及试验数据整理分析。参与实用新型专

15、利研究。7吴奕7无初级湖南省交通科学研究院湖南省交通科学研究院负责现场试验与后期系统产品优化管理。对第二、第三项科技创新内容作出贡献。在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的百分之四十三。参与完成现场试验，记录现场测试数据，完成数据分 析整理，完善系统资料整理归类。参与实用新型专利研究8廖幸8无中级湖南省交通科学研究院湖南省交通科学研究院负责项目硬件开发和现场试验操作，对第二、第三项科技创新内容作出贡献。在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的百分之四十一。其主要负责硬件电路设计、硬件和软件开发、现场上位机 与下位机之间的联调工作，现场设备之间无线通信设计等工作。参与计算机软件

16、著作权和实用新型专利研究。9刘军9副主任高级工程师湖南省交通科学研究院湖南省交通科学研究院提供项目技术支持工作，对第二、第三项科技创新内容作出贡献。在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的百分之四十。参与设备选型，技术方案编制工作，为本项目提供理论依据。计算机软件著作版权：超声波室外长距离高精度测距系统。发表论文：基于物联网技术的公路工程建设安全智能监管系统构建；基于投影特征和先验知识的车牌字符分割算法。八、主要完成单位及创新推广贡献单位名称湖南省交通科学研究院排 名1法定代表人蔡长所在地湖南单位性质国有企业传真073185214532邮政编码410015通讯地址湖南省长沙市天心区芙蓉

17、中路三段472号联 系 人李霞单位电话073185215843移动电话/电子邮箱jykfb2003对本项目科技创新和推广应用情况的贡献：负责“基于物联网技术的路面施工动态管控系统”项目总体规划与设计。完成市场需求及技术调研、基础理论研究、确立项目的主要研究方向等前期准备工作。负责系统软件和硬件的设计开发，包括前期图像识别技术、光栅定位技术、超声波射频技术、雷达定位技术等多项技术的基础理论论证和室内、实地试验论证，确立基于RTK技术的新型压路机定位技术。前期对超声波高精度定位技术进行理论计算及模型搭建，并在成功进行了室内、室外定位试验，完成两套样机的生产。确定了结合HNCORS和RTK定位技术的

18、全新压路机动态高精度定位技术方案并进行实地试验，该方案将HNCORS与RTK相融合，动态定位测量具有实时性且精度达到厘米级，完全达到路面施工定位精度要求。开发了红外测温计，里程计，智能摊铺、压实、系统平台软件等终端软硬件，完成该系统全套试验机软硬件设备制作，并在施工过程中现场试验成功，符合项目要求。在压实系统功能上进一步拓展功能需求，确立拌和、运输、摊铺、压实沥青路面施工全过程管控一体化功能系统开发，且申报路面施工智能控制系统开发研究课题，研发期间获得软件著作权2项，实用新型专利1项。成功通过项目鉴定及验收，成果达到国际先进水平。根据“基于物联网技术的路面施工动态管控系统”在路面施工中的实际推

19、广应用，信息与智能化程度高，实用性强，经济与社会效益显著。声明：本单位同意完成单位排名，遵守湖南省科学技术奖励办法及其实施细则的有关规定，承诺遵守评审工作纪律，保证所提供的有关材料真实有效，且不存在任何违反中华人民共和国保守国家秘密法和科学技术保密规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。如有材料虚假或违纪行为，愿意承担相应责任并接受相应处理。如产生争议，保证积极配合调查处理工作。法定代表人签名：单位（盖章）年月日年月日单位名称湖南省高速公路建设开发总公司排 名2法定代表人谢立新所在地湖南单位性质国有企业传真07318434016邮政编码410016通讯地址湖南省长沙市开福区三一大道500号

20、联 系 人冯宇单位电动电子邮箱7411408对本项目科技创新和推广应用情况的贡献：本公司参与项目的总体规划与设计，完成前期市场调研，共同确立该项目的研究技术方向。此项目依托工程为本公司旗下大浏高速公路路面工程，负责提供研发资金及该项目试验测试场地等条件，全力协调配合现场试验调试，主要参与前期图像识别技术、光栅定位技术、超声波射频技术、雷达定位技术等技术试验论证和后期差分GPS/GPS定位技术、里程计、红外测温计、手持中控端等软硬件开发试验测试，以及全套系统试验样机的现场试验调试。通过本公司依托工程实际测试运用，对后期改进优化完善提供宝贵建议，进一步完善压实智能控制系统的软硬件设备，包括管理软件、中央控制器、压路机终端、RTK终端、IP摄像机和人机互交手持终端等。依托工程实际运用对功能拓展的需求，进一步完善了拌和控制系统、运输控制系统、摊铺控制系统及压实控制系统的沥青路面施工全过程管控一体化功能系统开发，实现了该系统多功能、全方面化构建。通过实际项目对该系统的长期使用以及对路面施工智能信息化管理市场的调研，了解路面施工功能实