来源：美国沥青杂志、沥青路面

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智能路面是一个令人兴奋的概念，它可能会彻底改变各地沥青路面的建设、使用和资金。

具体来说，智能路面是指经过专门设计和建造的道路，以支持各种21世纪的IT功能，使路面在这个过程中变得“聪明”。

这些可能的功能包括：在道路上嵌入无线电连接的传感器，以持续监测和报告路面的变化状况;在路基安装双向WiFi发射器，为车辆和毗邻的商业/住宅提供更优质的商业宽带服务;以及在电动汽车行驶时为其充电，从而减少对越野充电站的需求。

“智能路面为道路使用者以及建造和维护这些道路的部门提供了各种可能性，”密苏里州交通部（MoDOT）的驻场工程师Brian Burger说。“这些道路相关的智能服务不仅可以改善公众的出行体验，还为建造和维护智能路面的机构提供重要商机。”

FHWA路面传感器研究

最近，联邦公路管理局（FHWA）开展了“智能路面监控系统”的研究，以评估智能路面在现实世界中的潜力，开发并部署了一系列“能够检测路面结构损坏和加载历史的自供电无线传感器”。

在这项FHWA研究中，这些网络传感器的收集了道路应变数据，然后使用手动操作或基于卡车的RFID（射频识别）识别器在现场检索这些数据。

每个传感器都由一个压电传感器和一系列超低功耗浮栅（FG）计算电路组成。FHWA报告称，使用这种电子架构的道路传感器“能够在服役时间内连续无电池地监测（和存储）集成应变事件”。

“我们的兴趣在于探索传感器是否足够便宜，但又足够耐用和实用，以便它们可以被扔进工厂的卡车上，并整合到工作现场的路面上，”FHWA基础设施分析和施工团队的团队负责人Katherine Petros说。“射频识别（RFID）和扫描信息的能力等技术已经取得了显着进步，随着更多应用的尝试，成本也降低了。”

除了证明配备传感器的智能路面在监测道路损坏和负载历史方面的有效性外，FHWA的传感器试验还为技术驱动的道路管理开辟了新的可能性。例如，“传感器可以使用混合料数据进行编码，然后可以作为路面管理的一部分在高速公路上读取，”Petros说。“这将有助于将混合料数据与路面管理数据联系起来，并提供有关路面性能的更深入见解。”

许多好处

正如FHWA传感器试验所证明的那样，智能路面可以通过多种方式使道路运营商和公众受益。如果路面传感器通过WiFi或蜂窝网络连接到道路监控中心，而不是像FHWA试验那样由卡车上安装的RFID识别器在现场扫描，则尤其如此。

例如，远程访问的道路数据将使DOT工程师能够在地表看到损坏之前就未来的维护和更换计划做出明智的决策。由于减少设备部署和先发制人的道路维修（在损坏严重到可见之前）而节省的成本可能是巨大的。

使用传感器的智能路面还可使DOT工程师能够有依据地做出决策，确定哪些铺路产品在其管辖范围内表现最佳。

“通过将路面施工期间获得的材料数据或其他信息与机构的路面管理系统联系起来，他们应该更深入地了解为什么某些路面比其他路面使用寿命更长，”FHWA的Petros说。“这种类型的洞察力可以促进一种更主动的方法来管理路面，因为机构可能会在路面损坏在表面显现之前就知道他们是否有潜在的问题需要解决。”

现在，我们要了解一个真正的大局观，这远远超出了FHWA传感器研究所设想的范围：如果将真正的高容量宽带网络作为智能路面高速公路的一部分安装，并连接到DOT的资产管理运营中心，则该网络可用于远程控制和协调其覆盖区域内所有支持WiFi的自动驾驶汽车。（任何多余的带宽甚至可以以订阅的方式出售给附近的商业/住宅和路上的车辆，为DOT赚取可靠的收入。

如此大规模协调交通流量的能力将通过消除单独控制车辆的停止和启动行为实现，从而来减少交通减速。更重要的是，取消人类驾驶员的控制权可以大大减少事故和死亡人数。考虑到仅在2015年，美国道路上就有38,300人丧生，440万人受伤（根据《新闻周刊》援引的国家安全委员会的数据）。除了这些死亡和伤害造成的不可估量的人力成本外，美国国家安全委员会估计，考虑到工资和生产力损失、医疗费用、行政费用、雇主成本和财产损失等相关成本，它们还给国民经济造成了4121亿美元的损失。

智能路面可以为美国道路提供的最后一个好处将是为其升级和持续维护提供资金的新方式。“现在，我们在全国范围内需要的道路维修方面面临着万亿美元的赤字，”伯格说。“智能路面可以通过从我们的道路中产生收入来支付这些成本。”

这些好处是密苏里州交通部在堪萨斯城和圣路易斯之间的70号州际公路沿线发起自己“通往明天之路”智能路面计划的原因。“MoDOT的'明天之路'是一项公开的提案征集，旨在为我们I-70试验有想法的人提供指导，”Burger说。“我们对各种可能性持开放态度，因为我们需要找到新的收入来源来应付密苏里州的交通系统。”

总体而言，智能路面为DOT提供了更安全地运营道路的机会，使这些道路的使用寿命更长，挽救驾车者的生命，甚至赚钱来支付道路本身的费用。这就是智能路面对道路建设和资产管理的革命性意义。（ 作者：詹姆斯·卡莱斯 ）

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