研究性学习宁乡一中罗定庚微课说明.docx

农村公路导航桩+机载式险情勘查装置设计
湖南省宁乡县第一高级中学 文翀、刘备源
指导老师：罗定庚
【项目简介】
农村公路是农村重要的公益性基础设施，具有线长、面广、等级低的主要特征，抵御自然灾害能力较低。公路桥梁坍塌、边坡塌方、路基路面毁损、山体滑坡等灾情时有发生。更让公路管养部门头痛的是在公路受灾中断、人员和车辆无法进入灾区的情况下，主管部门不能及时准确地掌握受灾路段的灾情实况。本项目就是针对这一问题的创新求解而研发设计的一种新型技术装置。
该装置主要由公路导航桩、机载式险情勘查装置所组成。导航桩安装在农村公路灾情多发段和需要特别监控的地方，具有引导天空中的机载式险情勘查装置正确飞行和显示公路定位标识的特殊功能。险情勘查装置安装在具有空中定位性能的飞行器（直升机、无人机、热气球等）上，主要由机体、险情信息采集器和无线信息传输器等部件组成。作业时，该装置在导航桩的指引下沿公路进行空中巡视，了解路段灾情概况，发现疑似险情后，调整姿态，进行低空定位拍照，并通过无线信息传输器将图片信息传到公路管养部门的灾情信息管理中心进行图像处理、计算，获取灾情工程量信息。
本项目的主要贡献（创新点）在于：
（1）针对农村公路抗灾抢险的实际需要，创造性地提出了“导航桩+机载式险情勘查装置”的设计新思路。其中的“导航桩”由桩体和标识组成，导航桩的位置坐标与GPS坐标完全一致，各导航桩的相对位置信息（标高、路宽和形态特征等信息）与交通管理部门数据库信息相匹配，为解决机载式勘查装置作业时的准确导航、定位和简化计算机图像信息处理提供了一种简单可靠的方法。
（2）针对农村公路管养部门对灾情进行快速、准确判断的需要，本项目综合运用导航桩技术、三角测量技术、无线传输技术和计算机图像处理技术，生成公路灾情概况信息和疑似灾害点破坏工程量信息。
（3）鉴于农村公路具有灾害频发但级别较小，不适合动用国家应急救灾资源的特征，本装置具有携带方便、成本低廉，结构简单、测量准确的优点，为农村公路管理养护部门的险情勘查提供了一种全新的方法和路径。
关键词：农村公路；导航桩；机载式险情勘查装置