CN110858330B - 一种公路养护监管***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种公路养护监管***及方法，包括路况监测设备监测路况信息和位置信息并上传至公路养护监管中心，公路养护监管中心制定养护策略，建立路况监测设备与路面养护设备间的映射关系并存储，路面养护设备执行养护策略，并将养护结果在公路养护监管中心进行存档，监管部门可以通过公路养护监管中心查询养护作业记录。同时，本发明通过路况监测设备和路面养护设备之间进行身份认证，确保执行养护任务的是指定的路面养护设备，而不是没有养护资质的第三方，当养护质量出现问题时，能够对路面养护设备进行追踪，实现对养护作业的监管，提高公路养护的整体管理水平。

Description

一种公路养护监管***及方法
技术领域
本发明涉及公路养护管理技术领域，具体涉及一种公路养护监管***及方法。
背景技术
城市道路交通是完成城市功能运转的重要保证，公路养护是公路工程建设过程中非常重要的一个阶段，也是我国公路建设的发展趋势和侧重点。目前，道路维护人员会定期对道路路况进行人工日常巡检维护，将检查情况记录在相关的卡片表格上，存在记录分析汇总困难，无法准确方便的掌握道路养护情况的问题。同时，由于养护过程中可能存在偷工减料或使用不合格的养护设备，导致公路养护作业存在某些缺陷，达不到施工标准，无法保证养护质量。因此，如何利用技术手段辅助管理人员、政府监管部门对养护作业进行监管是一件很有意义的事情。
发明内容
本发明针对上述问题，有必要提供一种公路养护监管***及方法。
一种公路养护监管***，包括
路况监测设备，用于监测路况信息和位置信息，并通过短距离无线通信方式与路面养护设备进行通信连接，以对所述路面养护设备进行身份认证；
公路养护监管中心，与所述路况监测设备之间采用广域网传输技术进行通信连接，用来接收所述路况监测设备的养护请求信息，并制定养护策略，存储养护作业记录表、设备信息表，显示养护作业记录；
路面养护设备，与所述公路养护监管中心之间采用广域网传输技术进行通信连接，以接收并执行所述养护策略。
所述路况监测设备包括传感器模块、第一处理器、第一安全模块、第一远距离通讯模块、第一近场通讯模块、第一存储器模块；所述第一处理器分别连接所述传感器模块、所述第一安全模块、所述第一远距离通讯模块、所述第一近场通讯模块、所述第一存储器模块；所述传感器模块用于路面的路况破损监测及定位；所述第一安全模块用于生成公私钥对，支持多种加解密算法；所述第一远距离通讯模块用于所述路况监测设备与所述公路养护监管中心进行通信连接；所述第一近场通讯模块用于所述路况监测设备与所述路面养护设备进行通信连接；所述第一存储器模块用于存储所述传感器模块采集的路况信息和位置信息、所述路面养护设备的公钥、所述路况监测设备的设备标识；所述第一处理器用于协调其他各模块之间有序运行。
所述路面养护设备包括第二远距离通讯模块、第二处理器、第二安全模块、第二近场通讯模块、第二存储器模块；所述第二处理器分别连接所述第二远距离通讯模块、所述第二安全模块、所述第二近场通讯模块、所述第二存储器模块；所述第二远距离通讯模块用于所述路面养护设备与所述公路养护监管中心进行通信连接；所述第二近场通讯模块用于所述路面养护设备与所述路况监测设备进行通信连接；所述第二安全模块用于生成公私钥对，支持多种加解密算法；所述第二存储器模块用于存储从公路养护监管中心接收的养护策略；所述第二处理器用于协调其他各模块之间有序运行。
所述公路养护监管中心包括通讯模块、存储模块、显示模块、处理模块。所述通讯模块用于分别与所述路况监测设备和所述路面养护设备通过网络进行无线通信，接收养护请求，发送养护策略；所述存储模块用于存储所述路面养护策略、所述养护作业记录表、所述设备信息表；所述处理模块用于根据所述养护请求，制定所述养护策略，查询养护作业记录；所述显示模块用于显示监管部门查询的养护作业记录。
一种公路养护监管***的监管方法，所述监管方法包括
S1，路况监测设备和路面养护设备在公路养护监管中心进行信息注册；
S2，所述路况监测设备向所述公路养护监管中心发送养护请求；
S3，所述公路养护监管中心根据所述养护请求制定养护策略，建立所述路况监测设备和指定养护设备间的映射关系，并将所述映射关系和所述养护策略存储至养护作业记录表；
S4，所述公路养护监管中心发送所述养护策略至所述指定路面养护设备，并将所述养护作业记录表中与所述路况监测设备相对应的路面养护设备的公钥发送给所述路况监测设备；
S5，所述路面养护设备根据所述养护策略中的位置信息到达所述路况监测设备所在位置，所述路况监测设备对所述路面养护设备进行身份认证，并将认证结果发送至所述公路养护监管中心养护作业记录表进行存储；
S6，所述路面养护设备根据所述养护策略执行养护任务，待执行完成后发送完成消息至所述公路养护监管中心养护作业记录表进行存储；
S7，所述路况监测设备对路面养护结果进行监测，并将所述养护结果返回至所述公路养护监管中心养护作业记录表进行存储；
S8，所述公路养护监管中心根据所述养护作业记录表对所述养护任务进行查询，判断所述指定路面养护设备是否按照要求完成养护任务。
所述S1具体包括
S11,所述路况监测设备通过所述第一安全模块生成其公私钥对，所述路面养护设备通过所述第二安全模块生成其公私钥对；
S12,所述路况监测设备和所述路面养护设备将各自的公钥和设备标识发送至所述公路养护监管中心对应的所述设备信息表进行注册。
所述设备标识为设备自身编号。
所述S2具体包括
S21,所述路况监测设备的传感器模块采集路面的路况信息和位置信息；
S22,所述路况监测设备通过所述第一远距离通讯模块向所述公路养护监管中心发送养护请求。
所述养护请求包括路况信息、位置信息和路况监测设备标识。
所述身份认证过程包括
所述路况监测设备通过第一近场通讯模块向所述路面养护设备发送身份认证请求；
所述路面养护设备的第二安全模块产生一个随机数并用自身私钥进行数字签名后，将所述随机数和所述数字签名通过第二近场通讯模块一起发送给所述路况监测设备；
所述路况监测设备通过第一近场通讯模块接收所述随机数和数字签名后，使用第一存储模块中所述路面养护设备的公钥和第一安全模块验证所述数字签名，如果数字签名验证成功，则认证通过，否则，认证不通过。
本发明具有突出的实质性特点和显著的进步：本发明通过路况监测设备将采集的路面破损信息上传至公路养护监管中心，由公路养护监管中心指定路面养护设备根据制定的养护策略执行养护任务，同时将养护策略、路况监测设备及对应的路面养护设备和养护结果进行汇总记录，便于监管部门对养护作业信息进行查询，实现对公路养护状况的管理；通过路况监测设备对路面养护设备进行身份认证，确保执行养护任务的是指定的路面养护设备，而不是没有养护资质的第三方，当养护质量出现问题时，能够查询养护作业记录表对路面养护设备进行追踪，实现对养护作业的监管，提高公路养护的整体管理水平。
附图说明
图1为本发明提供的公路养护监管***的***框图。
图2为本发明的路况监测设备的结构框图。
图3为本发明的路面养护设备的结构框图。
图4为本发明的监管方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明能够更加清楚，下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
如图1所示，一种公路养护监管***，包括路况监测设备，路面养护设备，公路养护监管中心。路况监测设备，用于监测路况信息和位置信息，并通过短距离无线通信方式与路面养护设备进行通信连接，以对所述路面养护设备进行身份认证；公路养护监管中心，与所述路况监测设备之间采用广域网传输技术进行通信连接，用来接收所述路况监测设备的养护请求信息，并制定养护策略，存储养护作业记录表、设备信息表，显示养护作业记录；路面养护设备，与所述公路养护监管中心之间采用广域网传输技术进行通信连接，以接收并执行所述养护策略。
如图2所示，所述路况监测设备包括传感器模块、第一处理器、第一安全模块、第一远距离通讯模块、第一近场通讯模块、第一存储器模块；所述第一处理器分别连接所述传感器模块、所述第一安全模块、所述第一远距离通讯模块、所述第一近场通讯模块、所述第一存储器模块；所述传感器模块用于路面的路况破损监测及定位；所述第一安全模块用于生成公私钥对，支持多种加解密算法；所述第一远距离通讯模块用于所述路况监测设备与所述公路养护监管中心进行通信连接；所述第一近场通讯模块用于所述路况监测设备与所述路面养护设备进行通信连接；所述第一存储器模块用于存储所述传感器模块采集的路况信息和位置信息、所述路面养护设备的公钥、所述路况监测设备的设备标识；所述第一处理器用于协调其他各模块之间有序运行。
具体的，所述第一安全模块为安全芯片；根据短距离无线通信技术不同，第一近场通讯模块可以为蓝牙模块、Wifi模块等。远距离无线通信方式可以通过基于窄带物联网及通信基站的方式，也可以通过移动通讯网络，在这里不做具体限定。第一远距离通讯模块可以采用NB-Iot、Lora、4G模块等。
如图3所示，所述路面养护设备包括第二远距离通讯模块、第二处理器、第二安全模块、第二近场通讯模块、第二存储器模块；所述第二处理器分别连接所述第二远距离通讯模块、所述第二安全模块、所述第二近场通讯模块、所述第二存储器模块；所述第二远距离通讯模块用于所述路面养护设备与所述公路养护监管中心进行通信连接；所述第二近场通讯模块用于所述路面养护设备与所述路况监测设备进行通信连接；所述第二安全模块用于生成公私钥对，支持多种加解密算法；所述第二存储器模块用于存储从公路养护监管中心接收的养护策略；所述第二处理器用于协调其他各模块之间有序运行。
具体的，所述第二安全模块为安全芯片，所述第二近场通讯模块根据路况监测设备中的所述第一近场通讯模块进行适配。远距离无线通信方式可以通过基于窄带物联网及通信基站的方式，也可以通过移动通讯网络，在这里不做具体限定。第一远距离通讯模块可以采用NB-Iot、Lora、4G模块等。
所述公路养护监管中心包括通讯模块、存储模块、显示模块、处理模块。所述通讯模块用于分别与路况监测设备和路面养护设备通过网络进行无线通信，接收养护请求，发送养护策略等；所述存储模块用于存储路面养护策略、养护作业记录表、设备信息表；处理模块用于根据破损路况信息，制定养护策略、查询养护作业记录；所述显示模块用于显示监管部门查询的养护作业记录。
如图4所示，一种公路养护监管方法，包括
S1，路况监测设备和路面养护设备在公路养护监管中心进行信息注册；具体包括：路况监测设备和路面养护设备分别通过所述第一安全模块和所述第二安全模块生成各自的公私钥对；所述路况监测设备和所述路面养护设备将各自的公钥和设备标识发送至所述公路养护监管中心对应的所述设备信息表进行注册。其中，所述设备标识为设备自身编号，所述设备信息表包括路况监测设备信息表和路面养护设备信息表，表结构如表1所示。
表1表结构
Figure BDA0001762368320000051
S2，所述路况监测设备向所述公路养护监管中心发送养护请求；具体包括：所述路况监测设备的传感器模块采集路面的路况信息和位置信息；所述路况监测设备通过所述第一远距离通讯模块向所述公路养护监管中心发送养护请求，所述养护请求包括路况信息、位置信息和路况监测设备标识；
S3，所述公路养护监管中心根据所述请求信息制定养护策略，建立所述路况监测设备标识和指定养护设备标识间的映射关系，并将所述映射关系和所述养护策略存储至养护作业记录表；所述养护策略包括养护路面的位置信息、挖除和洗刨参数、沥青混凝土、碎石的用量，稀浆封层的厚度；养护作业记录表表结构如表2所示。
表2养护作业记录表表结构
Figure BDA0001762368320000052
S4，所述公路养护监管中心发送所述养护策略至所述指定路面养护设备，并将所述养护作业记录表中与所述路况监测设备相对应的路面养护设备的公钥发送给所述路况监测设备；
S5，所述路面养护设备根据所述养护策略中的位置信息到达所述路况监测设备所在位置，所述路况监测设备对所述路面养护设备进行身份认证，并将认证结果发送至所述公路养护监管中心养护作业记录表进行存储；
所述身份认证过程包括：
所述路况监测设备通过第一近场通讯模块向所述路面养护设备发送身份认证请求；
所述路面养护设备的第二安全模块产生一个随机数并用自身私钥进行数字签名后，将所述随机数和所述数字签名通过第二近场通讯模块一起发送给所述路况监测设备；
所述路况监测设备通过第一近场通讯模块接收所述随机数和数字签名后，使用第一存储模块中所述路面养护设备的公钥和第一安全模块验证所述数字签名，如果数字签名验证成功，则认证通过，否则，认证不通过。
S6，所述路面养护设备根据所述养护策略执行养护任务，待执行完成后发送完成消息至所述公路养护监管中心养护作业记录表进行存储；
S7，所述路况监测设备对路面养护结果进行监测，并将所述养护结果返回至所述公路养护监管中心养护作业记录表进行存储；
S8，所述公路养护监管中心根据所述养护作业记录表对所述养护任务进行查询，判断所述指定路面养护设备是否按照要求完成养护任务。
当路况监测设备返回的结果为合格时，养护结果为合格；当路况监测设备返回的结果为不合格，公路养护监管中心可以根据路面养护设备是否发送养护完成消息，实现对路面养护设备的追踪，从而对养护质量进行管理和监督。
本发明通过路况监测设备将采集的路面破损信息上传至公路养护监管中心，由公路养护监管中心指定路面养护设备根据制定的养护策略执行养护任务，同时将养护策略、路况监测设备及对应的路面养护设备和养护结果进行汇总记录，便于监管部门对养护作业信息进行查询，实现对公路养护状况的管理；通过路况监测设备对路面养护设备进行身份认证，确保执行养护任务的是指定的路面养护设备，而不是没有养护资质的第三方，当养护质量出现问题时，能够查询养护作业记录表对路面养护设备进行追踪，实现对养护作业的监管，提高公路养护的整体管理水平。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员在不脱离本发明技术方案的精神下，对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (7)

1.一种公路养护监管***，其特征在于：包括
路况监测设备，用于监测路况信息和位置信息，并通过短距离无线通信方式与路面养护设备进行通信连接，以对所述路面养护设备进行身份认证；
公路养护监管中心，与所述路况监测设备之间采用广域网传输技术进行通信连接，用来接收所述路况监测设备的养护请求信息，并制定养护策略，存储养护作业记录表、设备信息表，显示养护作业记录；
路面养护设备，与所述公路养护监管中心之间采用广域网传输技术进行通信连接，以接收并执行所述养护策略；
所述路况监测设备包括传感器模块、第一处理器、第一安全模块、第一远距离通讯模块、第一近场通讯模块、第一存储器模块；所述第一处理器分别连接所述传感器模块、所述第一安全模块、所述第一远距离通讯模块、所述第一近场通讯模块、所述第一存储器模块；所述传感器模块用于路面的路况破损监测及定位；所述第一安全模块用于生成公私钥对，支持多种加解密算法；所述第一远距离通讯模块用于所述路况监测设备与所述公路养护监管中心进行通信连接；所述第一近场通讯模块用于所述路况监测设备与所述路面养护设备进行通信连接；所述第一存储器模块用于存储所述传感器模块采集的路况信息和位置信息、所述路面养护设备的公钥、所述路况监测设备的设备标识；所述第一处理器用于协调其他各模块之间有序运行；
所述路面养护设备包括第二远距离通讯模块、第二处理器、第二安全模块、第二近场通讯模块、第二存储器模块；所述第二处理器分别连接所述第二远距离通讯模块、所述第二安全模块、所述第二近场通讯模块、所述第二存储器模块；所述第二远距离通讯模块用于所述路面养护设备与所述公路养护监管中心进行通信连接；所述第二近场通讯模块用于所述路面养护设备与所述路况监测设备进行通信连接；所述第二安全模块用于生成公私钥对，支持多种加解密算法；所述第二存储器模块用于存储从公路养护监管中心接收的养护策略；所述第二处理器用于协调其他各模块之间有序运行；
所述公路养护监管中心包括通讯模块、存储模块、显示模块、处理模块， 2. 所述通讯模块用于分别与所述路况监测设备和所述路面养护设备通过网络进行无线通信，接收养护请求，发送养护策略；所述存储模块用于存储所述路面养护策略、所述养护作业记录表、所述设备信息表；所述处理模块用于根据所述养护请求，制定所述养护策略，查询养护作业记录；所述显示模块用于显示监管部门查询的养护作业记录。
2.一种应用权利要求1所述公路养护监管***的监管方法，其特征在于：所述监管方法包括
S1，路况监测设备和路面养护设备在公路养护监管中心进行信息注册；
S2，所述路况监测设备向所述公路养护监管中心发送养护请求；
S3，所述公路养护监管中心根据所述养护请求制定养护策略，建立所述路况监测设备和指定养护设备间的映射关系，并将所述映射关系和所述养护策略存储至养护作业记录表；
S4，所述公路养护监管中心发送所述养护策略至所述指定路面养护设备，并将所述养护作业记录表中与所述路况监测设备相对应的路面养护设备的公钥发送给所述路况监测设备；
S5，所述路面养护设备根据所述养护策略中的位置信息到达所述路况监测设备所在位置，所述路况监测设备对所述路面养护设备进行身份认证，并将认证结果发送至所述公路养护监管中心养护作业记录表进行存储；
S6，所述路面养护设备根据所述养护策略执行养护任务，待执行完成后发送完成消息至所述公路养护监管中心养护作业记录表进行存储；
S7，所述路况监测设备对路面养护结果进行监测，并将所述养护结果返回至所述公路养护监管中心养护作业记录表进行存储；
S8，所述公路养护监管中心根据所述养护作业记录表对所述养护任务进行查询，判断所述指定路面养护设备是否按照要求完成养护任务。
3.根据权利要求2所述的监管方法，其特征在于：所述S1具体包括
所述路况监测设备通过所述第一安全模块生成其公私钥对，所述路面养护设备通过所述第二安全模块生成其公私钥对；
所述路况监测设备和所述路面养护设备将各自的公钥和设备标识发送至所述公路养护监管中心对应的所述设备信息表进行注册。
4.根据权利要求3所述的监管方法，其特征在于：所述设备标识为设备自身编号。
5.根据权利要求4所述的监管方法，其特征在于：所述S2具体包括所述路况监测设备的传感器模块采集路面的路况信息和位置信息；
所述路况监测设备通过所述第一远距离通讯模块向所述公路养护监管中心发送养护请求。
6.根据权利要求5所述的监管方法，其特征在于：所述养护请求包括路况信息、位置信息和路况监测设备标识。
7.根据权利要求6所述的监管方法，其特征在于：所述身份认证过程包括所述路况监测设备通过第一近场通讯模块向所述路面养护设备发送身份认证请求；所述路面养护设备的第二安全模块产生一个随机数并用自身私钥进行数字签名后，将所述随机数和所述数字签名通过第二近场通讯模块一起发送给所述路况监测设备；
所述路况监测设备通过第一近场通讯模块接收所述随机数和数字签名后，使用第一存储模块中所述路面养护设备的公钥和第一安全模块验证所述数字签名，如果数字签名验证成功，则认证通过，否则，认证不通过。
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