本发明涉及道路施工工程技术领域，尤其涉及一种路面碾压监测系统及路面碾压远程监控系统。
背景技术：
改革开放以来，公路建设随着国民经济的繁荣得到快速发展。沥青路面由于其具有诸多优点，例如平整度好、无接缝、施工周期短、行车舒适以及噪声低等，在公路建设中得到了广泛的应用。沥青路面是一种柔性路面，在世界各国的高等级路面铺装中，沥青路面占到了很大的比例，并且仍将保持大比重的发展趋势。
目前，公路建设中压路机在碾压沥青路面时，需要对压路机进行定位，现有的压路机定位方式通常采用单gps定位系统的定位方式，这种定位方式对于压路机的定位精度较低，压路机手不能准确的得知压实位置，可能导致“过压”和“欠压”的情况，从而影响施工质量。
综上所述，现有的压路机定位方式定位精度低，不能满足施工需求，导致用户体验度不高的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种路面碾压监测系统及路面碾压远程监控系统，以缓解现有技术中存在的定位精度低，不能满足施工需求，导致用户体验度不高的问题，能够提高定位精度，改善用户体验度。
第一方面，本发明实施例提供了一种路面碾压监测系统，包括：基准站、车载采集设备和现场计算机监控终端，所述基准站与所述车载采集设备相连接；所述车载采集设备与所述现场计算机监控终端相连接；
所述基准站包括第一定位装置，所述基准站设置在已知精密坐标的位置上；
所述车载采集设备包括：车载采集站和传感器组，所述传感器组与所述车载采集站相连接；
所述车载采集站包括第二定位装置，所述车载采集站设置在待测的压路机上；
所述第一定位装置和所述第二定位装置设置有相同类型的定位器。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述传感器组包括振动传感器和温度传感器；所述振动传感器、温度传感器分别与所述车载采集站相连接；
所述振动传感器设置在待测的压路机振动轮支架上；所述温度传感器设置在待测的压路机上。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述第一定位装置和所述第二定位装置均采用gps定位器；
或者，
所述第一定位装置和所述第二定位装置均采用gnss定位器。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述第一定位装置和所述第二定位装置均采用p440超宽带雷达。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，还包括车载终端；所述车载终端与所述现场计算机监控终端相连接。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述车载采集设备还包括压实度检测设备；所述压实度检测设备与车载采集站相连接；
所述压实度检测设备用于检测待测的压路机的压实度信息，并将所述压实度信息传递至所述车载采集站。
结合第一方面的第五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述压实度检测设备采用无核密度仪。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述传感器组还包括：与所述车载采集站相连接的加速度传感器，所述加速度传感器设置在压路机振动轮上，所述加速度传感器用于采集压路机的加速度信息；并将所述加速度信息传递至所述车载采集站。
第二方面，本发明实施例提供一种路面碾压远程监控系统，包括：上位机和如第一方面及其可能的实施方式中任一项所述的路面碾压监测装置，所述上位机与所述路面碾压监测装置相连接。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，该路面碾压远程监控系统还包括：手持终端，所述手持终端与所述上位机相连接。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例提供的路面碾压监测系统和路面碾压远程监控系统中，其中，该路面碾压监测系统包括：基准站、车载采集设备和现场计算机监控终端，基准站与所述车载采集设备相连接；车载采集设备与现场计算机监控终端相连接；基准站包括第一定位装置，基准站设置在已知精密坐标的位置上；车载采集设备包括：车载采集站和传感器组，传感器组与车载采集站相连接；车载采集站包括第二定位装置，车载采集站设置在待测的压路机上；第一定位装置和第二定位装置设置有相同类型的定位器。因此，本发明实施例提供的技术方案，通过设置基准站和车载采集站对运行中的压路机进行定位，即可方便快速地获取待测压路机的位置信息，且精度可以达到厘米级，缓解了现有技术中存在的定位精度低，不能满足施工需求，导致用户体验度不高的问题，能够提高定位精度，改善用户体验度。另外，通过设置传感器组可以对压路机的碾压过程中的状态参数进行采集，对碾压质量进行监控，进一步提高了用户体验度，同时该系统还可以对碾压数据进行存储及导出，方便用户随时调出数据进行分析，具有可追溯性。
此外，该路面碾压监测系统还具有以下优点：
1)大幅减少道路因压实问题引起的路基损害，保证行车的舒适与安全；延长道路使用寿命，道路可以达到设计使用寿命，延长改造的周期时间节约很大的养护资金，降低后期维护成本。
2)减少因漏压、少压、超压等质量问题引起的返工而造成建筑成本。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来路径实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例所提供的路面碾压监测系统的基本结构示意图；
图2示出了本发明实施例所提供的路面碾压监测系统的具体结构示意图；
图3示出了本发明实施例所提供的路面碾压远程监控系统的一种示意图；
图4示出了本发明实施例所提供的路面碾压远程监控系统的另一示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前，公路建设中压路机在碾压沥青路面时，需要对压路机进行定位，现有的压路机定位方式通常采用单gps定位系统的定位方式，这种定位方式对于压路机的定位精度较低，压路机手不能准确的得知压实位置，可能导致“过压”和“欠压”的情况，从而影响施工质量，即现有的压路机定位方式定位精度低，不能满足施工需求，导致用户体验度不高的问题。基于此，本发明实施例提供了一种路面碾压监测系统及路面碾压远程监控系统，以缓解现有技术中存在的定位精度低，不能满足施工需求，导致用户体验度不高的问题，能够提高定位精度，改善用户体验度。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种路面碾压监测系统进行详细介绍。
实施例一：
本发明实施例提供了一种路面碾压监测系统，参见图1和图2所示，该路面碾压监测系统包括：基准站100、车载采集设备200和现场计算机监控终端300。
其中，所述基准站与所述车载采集设备相连接，所述车载采集设备与所述现场计算机监控终端相连接。
所述基准站包括第一定位装置1001，所述基准站设置在已知坐标的位置上。
具体的，所述基准站实现设置在已知精密坐标的预设位置上，所述基准站又称为定位基站，作为一个位置参照物，所述基准站用于为所述车载采集站提供差分数据，确保车载采集站精确定位。在实际施工中，基准站可以安装在工作面附近的开阔位置。
所述车载采集设备包括：车载采集站201和传感器组202，所述传感器组与所述车载采集站相连接。
这里的车载采集站与基准站通信连接。
在一个实施例中，所述车载采集站与所述基准站通过电台模块通信连接。具体的，用电台时，基准站和车载采集站之前的数据通讯是通过电台来完成的，基准站电台把基站数据调制后以载波方式发出，车载采集站电台接收载波数据后解调。
在另一个实施例中，所述车载采集站与所述基准站通过gprs模块通信连接。具体的，gprs的数据是通过公网传输的，基准站和车载采集站各具有一张开通了网络功能的sim卡，作业时基准站和车载采集站分别通过sim卡连接上移动网络(以太网)，然后车载采集站输入有基准站的ip地址，经由以太网通过ip地址来访问基准站以获取基站数据。
车载采集站201又称为流动站或者移动站，所述车载采集站包括第二定位装置2001，所述车载采集站设置在待测的压路机上，在实际施工中，车载采集站设置在待测的压路机的顶部中间位置，所述车载采集站用于实时定位压路机的位置信息，并将位置信息发送至现场计算机监控终端。
这里车载采集站与现场计算机监控终端通信连接；具体的，车载采集站与现场计算机监控终端通过无线通信模块无线连接；进一步的，无线通信模块采用gprs模块、cdma模块、3g模块、4g模块、wifi模块、蓝牙模块的任意一种或几种的组合。
具体的，所述车载采集站能够接收基准站的差分数据，由设置在其上的单片机进行位置校准后，得到压路机的位置信息。
该车载采集站与基准站配合使用，提高了压路机的定位准确度，实现对压路机的精确定位。
所述传感器组用于采集压路机碾压路面时的状态信息，包括压路机的振动状态信息和路面的温度状态信息等。
所述传感器组可以将采集的数据信息传递至车载采集站，由车载采集站一并发送至现场计算机监控终端。
所述第一定位装置和所述第二定位装置设置有相同类型的(即相同种类、相同型号的)定位器。
考虑到基准站的故障等意外情况，进一步的，所述基准站为多个，多个所述基准站与所述车载采集站通信连接。这里多个基准站设置在不同的方位，能够减少车载采集站的定位误差，防止一个基准站出问题导致的定位失败问题，提高了系统的适应性和灵活性。
需要指出的是，在至少一个实施例中，所述第一定位装置和所述第二定位装置均采用gps定位器；所述gps定位器包括gps接收机。
具体的，gps定位器的型号选用ki0分体式双频rtk。定位精度高，信号接收稳定，具有超长距离rtk作业技术，突破传统rtk作业距离，发挥更高经济效益。
该系统基于差分gps技术，即一台将安置在基准站上的gps接收机(第一定位装置)进行观测。根据基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数(差分数据)，并由基准站实时将这一数据发送至另一台安装在车载采集站的gps接收机(第二定位装置)，车载采集站在进行gps观测的同时，也接收到基准站发出的改正数，并通过单片机对其定位结果进行改正，从而提高定位精度。
考虑到单一卫星定位的局限性，例如卫星寿命已尽，在另外一些实施例中，所述第一定位装置和所述第二定位装置均采用gnss定位器，gnss定位器包括gnss接收机。
进一步的，gnss定位器采用sl869-v3和/或sl869-adr，sl869-v3和/或sl869-adr是多卫星系统gnss接收器模块，可同时追踪并使用多达3个卫星系统来提供定位、速度和时间信息。与仅追踪gps的接收器模块相比，使用多个卫星系统具有很大的优势，包括准确度更高和可处理较弱的或被阻断的卫星信号。
优选的是，gnss定位器采用sl869-v3和sl869-adr，sl869-v3用于自主导航；sl869-adr通过车辆的里程表和方向(前进或倒车)输入信号，内置支持车辆惯性导航(dr)。在隧道和大型停车建筑内，或在高楼林立的街道上，无法连接到卫星的时候，车辆惯性导航就会提供计算出来的位置和速度信息从而进行导航。而在可以进行卫星定位但定位精度由于卫星信号接收条件差而受到影响时，车辆惯性导航也可以提高定位准确度。
具体的，gnss定位器采用三星座gnss定位模块，通过网络rtk技术精确定位压路机的实时三维坐标，提高了压路机的定位精度。其中，glonass、galileo、gps、北斗这些导航卫星系统统称gnss(globalnavigationsatellitesystem，全球卫星导航系统)。
进一步的，所述传感器组包括振动传感器2021和温度传感器2022；所述振动传感器、温度传感器分别与所述车载采集站相连接。
所述振动传感器设置在待测的压路机振动轮上，所述振动传感器用于监测压路机的振动状态信息，并将所述振动状态信息传递至所述车载采集站。
所述温度传感器设置在待测的压路机上，所述温度传感器用于监测路面碾压温度信息，并将所述温度信息传递至所述车载采集站。
在实际施工中，所述振动传感器设置在待测的压路机振动轮支架上，实时测量压路机的振捣状态(例如静压、弱振、强振等振动状态，从而得知压路机是否与预设碾压方案一致，实现监测)，温度传感器设置在待测的压路机的底部，提高路面碾压温度的测量精度。换句话说，在压路机的振动轮支架上安装振动传感器监测振动压路机激振状态；在压路机下部底盘上安装温度传感器监测路面碾压温度。
所述车载采集站用于将获取的所述压路机的位置信息、振动信息和温度信息一并通过无线网络模块发送至所述现场计算机监控终端。
进一步的，所述温度传感器采用非接触红外温度传感器。
进一步的，还包括：车载终端400；所述车载终端与所述现场计算机监控终端相连接。
具体的，所述车载终端包括第三定位装置、显示装置和通信装置，第三定位装置可以用于定位导航；所述显示装置用于显示信息；所述通信装置用于与外界(例如现场计算机监控终端)进行通信(数据交互或者信号指令传递)。
所述车载终端用于获取压路机的车辆状态信息，对压路机进行管理，例如压路机的油耗、电量等信息；进一步的，该车载终端还包括行车记录仪，用于行车记录。
该车载终端集成定位，显示、通信、行驶记录仪等多项功能；在实际施工中，车载终端安装在压路机驾驶室前部，所述车载终端将采集的压路机的车辆状态信息传递至现场计算机监控终端，由现场计算机监控终端进行监控。
当然车载终端也可以作为备用定位装置，负责精确定位压路机的实时三维坐标。
需要说明的是，车载终端也可以与车载采集站相连接；具体的，在一个实施例中，车载采集站将采集的信息汇总后通过有线通讯模块(例如rs485模块)发送至车载终端，驾驶员可以通过车载终端的显示装置进行查看，例如查看碾压坐标和碾压轨迹。通过车载终端可以减轻车载采集站的单片机的工作负担。在另一实施例中，车载终端通过通信装置(包括网络模块)与车载采集站相连接。此处的网络模块可以采用gprs模块、cdma模块、3g模块、4g模块、wifi模块、蓝牙模块的任意一种或几种的组合。优选的是，网络模块与上述的无线通信模块相一致。
进一步的，所述传感器组还包括：与所述车载采集站相连接的加速度传感器(未示于图中)，所述加速度传感器设置在压路机振动轮上，所述加速度传感器用于采集压路机的加速度信息；并将所述加速度信息传递至所述车载采集站。
具体的，所述加速度传感器采用sca3100-d04加速度传感器。
此外，需要说明的是，加速度传感器也可以用于检测压路机碾压过程中的振动信息。通过将加速度传感器安装在压路机的振动轮上。车辆采集站的单片机根据获取的加速度传感器的振动信息，计算压实度值。
具体的，在路基填筑碾压过程中，根据土体与振动压路机相互动态作用原理，通过连续测量振动压路机振动轮坚向振动响应信号，建立检测评定与反馈控制体系，实现对整个碾压面压实质量的实时动态监测与控制。工作时，建立振动响应和抗力、抗力与压实程度之间的相关关系，以振动压路作为加载设备，通过加速度传感器来识别路基抵抗力变化，对其进行响应信息的采集与分析得出压实度数据。
现场计算机监控终端可以根据车辆采集站收集的振动信息和定位导航信息，得到压实度值以及压实度分布等，确定压实状态。
考虑到加速度传感器采集的压路机的振动状态信息可能产生偏差，因此，本实施例中主要采用振动传感器采集压路机的振动状态信息。
考虑到振动传感器只能采集振动信息，还需要车辆采集站或者现场计算机监控终端进行处理后才能得到压实度，为了直观的观测压实度，同时减轻车辆采集站或者现场计算机监控终端的处理负荷。
进一步的，所述车载采集设备还包括：压实度检测设备203；所述压实度检测设备与车载采集站相连接。
所述压实度检测设备用于检测待测的压路机的压实度信息，并将所述压实度信息传递至所述车载采集站。
进一步的，所述压实度检测设备采用无核密度仪。
无核密度仪主要用来测试厚度为1至6英寸(约2.54cm～15.24cm)的新铺的沥青路面的密度测试。其工作原理如下：利用发射的电磁波在材料中的能量吸收和损耗来检测材料的密度。无核密度仪(例如电磁密度仪)主要包括一个电磁波发射器、一个隔离环和一个电磁波接收器。其检测原理是向被检测材料中发射电磁波，电磁波是指电场和磁场相互作用.振动而产生的波动，是放射线、光、电波的总称。电磁波在材料中传播时，其能量发生吸收和损耗，材料对电磁波能量的吸收和损耗取决于材料的介电常数。介电常数是指物质保持电荷的能力。沥青混合料的组成成分、沥青、集料、空气和水都有不同的介电常数。如果沥青混合料被碾压(即密度增加)，混合料中各种成分的相互比例发生变化，材料总的介电常数发生变化，从而对电磁波的能量吸收的能力产生变化。电磁密度仪通过检测电磁波能量的吸收和损耗的程度，来反映材料的密度变化，从而得知压实度信息。
需要说明的是，在至少一个实施例中，上述压实度检测设备也可以采用压实度检测仪，具体的，压实度检测设备采用型号br-iccc压实度检测仪。
考虑到施工现场移动通信网络质量不佳的情况，进一步的，该系统还包括现场网络中心，现场网络中心和现场计算机监控终端(作为现场数据中心)安装在施工工作面的摊铺机或推土机上，车载终端和车载采集站可通过现场网络中心接入现场计算机监控终端，确保监控系统仍能指导正常施工。
在一个实施例中，现场网络中心包括路由器或交换机，车载终端和车载采集站可以通过路由器和网线或者无线模块组建局域网作为备用网络。
进一步的，该系统还包括与现场计算机监控终端相连接的视频采集设备(未示于图中)，所述视频采集设备设置在工作面的摊铺机或推土机上，可以通过支架提升高度，实现对现场的压路机的监控。
进一步的，所述视频采集设备采用有线网络摄像机或无线网络摄像机。
进一步的，该系统还包括与现场计算机监控终端相连接的报警装置(未示于图中)，所述报警装置用于接收现场计算机监控终端的报警指令发出警报。
本发明实施例提供的路面碾压监测系统包括：基准站、车载采集设备和现场计算机监控终端，基准站与所述车载采集设备相连接；车载采集设备与现场计算机监控终端相连接；基准站包括第一定位装置，基准站设置在已知精密坐标的位置上；车载采集设备包括：车载采集站和传感器组，传感器组与车载采集站相连接；车载采集站包括第二定位装置，车载采集站设置在待测的压路机上；第一定位装置和第二定位装置设置有相同类型的定位器。因此，本发明实施例提供的技术方案，通过设置基准站和车载采集站对运行中的压路机进行定位，即可方便快速地获取待测压路机的位置信息，且精度可以达到厘米级，缓解了现有技术中存在的定位精度低，不能满足施工需求，导致用户体验度不高的问题，能够提高定位精度，改善用户体验度。此外，通过设置传感器组可以对压路机的碾压过程中的状态参数进行采集，对碾压质量进行监控，进一步提高了用户体验度。
实施例二：
在实施例一的基础上，本发明实施例提供了另一种路面碾压监测系统，与实施例一的区别在于，该路面碾压监测系统中，所述第一定位装置和所述第二定位装置均采用p440超宽带雷达。
在公路碾压数字施工质量控制中会遇到隧道由于卫星定位必须要求能接收到卫星信号，卫星接收机一旦进入了隧道就失去了定位功能，这样可能导致监测系统不能使用。
因此在本实施例中，p440超宽带定位模块可以轻松解决隧道内压路机精准定位问题，在隧道内搭建起一套定位系统。
在隧道施工时，在隧道顶端安装p440模块作为定位基站，在压路机上安装一个p440模块作为移动站，就能实现压路机的精准定位，弥补隧道内没有卫星信号的缺陷。
本实施例中，车载终端也可以与传感器组相连接，获取传感器组的数据，由压路机的驾驶员查看。具体的，所述车载终端采用rs485总线分别与加速度传感器、温度传感器、振动传感器、压实度检测设备等相连接。
需要说明的是，车载采集站也可以由车载终端替换，由车载终端作为移动站，实现定位和数据传输。
实施例三：
如图3和图4所示，本发明实施例提供了一种路面碾压远程监控系统，该路面碾压远程监控系统包括：上位机600和前述实施例所述的路面碾压监测系统700，所述上位机与所述路面碾压监测系统相连接。
具体的，所述上位机与所述路面碾压监测系统的现场计算机监测终端通讯连接。
进一步的，所述现场计算机监控终端通过gprs通讯网络模块或3g移动通讯网络模块或4g移动通讯网络或光纤与上位机相连接。
进一步的，所述上位机为远程计算机监测终端；所述远程计算机监测终端包括数据存储服务器和应用服务器。
数据存储服务器作为远程数据中心，用于提供压实数据的接收、存储、和查询。
应用服务器作为远程处理中心，用于处理压实数据，同时可以响应用户请求。
进一步的，该路面碾压远程监控系统还包括：手持终端800，所述手持终端与所述上位机相连接。
需要说明的是，在又一实施例中，手持终端也可以与现场计算机监控终端相连接，以获取数据。
所述手持终端与所述上位机进行数据通信；具体的，所述手持终端用于访问上位机，获取监测数据。
进一步的，所述手持终端包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑、个人计算机(pc机)等。
进一步的，远程计算机监控终端通过4g移动通讯网络模块与智能手机相连接，远程计算机监控终端通过wifi无线网络模块与平板、电脑笔记本电脑或个人计算机(pc机)相连接。
在实际施工中，施工员、监理、业主可通过平板电脑、手机等手持终端随时随地查看压实施工状态并指导施工；具体的，压实作业时，监理、施工员可实时查看压实过程，发现问题可通过监控终端实时纠偏、指导；业主、监理处长可随时随地查看施工过程和压实结果，并通过现场计算机监控终端向现场监控人员下达指令。
质量监管人员通过笔记本电脑、pc机访问上位机查看压实施工过程的详细数据和压实结果及其统计报表。
需要指出的是，应用服务器可以计算当前工作面的碾压状态变化，借助移动终端、web访问方式实时展示当前工作面压实数据，及时引导压路机操作员弥补欠压、避免过压现象产生。
该路面碾压远程监控系统为现场监理员提供了实时控制手段，无需全天在施工现场；同时为远程监管人员提供远程监控手段，可以在办公室就可以实时监管现场施工情况。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。