近些年来，突发性台风、强降雨等异常天气愈来愈频繁的发生，加上城市排水设 施设计不够以及对排水系统管理不当，城市内涝的现象也就逐渐显现出来。涵洞在城 市中属于低洼地带，更容易在这种极端天气中受到损伤，尤其是会造成严重的积水现 象，使得交通事故频频发生，所以对于涵洞水深的检测显得尤为重要。基于单片机的 涵洞水深警示系统就是针对这种现实情况提出的，该系统以 51 单片机为核心，主要 依靠超声波测距模块实现涵洞水位检测与报警。本章作为绪论主要介绍课题研究的相 关背景知识以及相关技术的研究现状等。

1。1 课题背景及研究的目的和意义

随着交通运输系统的发展，对公路工程建设的要求也不断提高。在公路建设过程 中，往往会遇到水渠等不方便直接建设路面的情况，所以为了顺利修建且不影响交通， 涵洞显现出了重要作用，其实质就是修筑于路面以下的排水孔道[1]。涵洞在公路工程 建设中占有重要地位，在公路工程中占有的比例比较大，是公路工程的重要组成部分， 主要从工程数量和工程造价上表现出来。根据相关资料记载：在桥梁建设的总数量中， 涵洞建设工程数量占很大一部分比例，约有 60%-70%，其中平原地区的每公里范围 内约建有 1~3 座涵洞，山岭重丘区约有涵洞 4~6 座，并且在桥涵总的工程造价中涵洞 工程造价就占有 40%左右。

最近几年，国家比较重视交通基础设施建设，投入力度在不断加大。作为交通基 础设施建设的重点，我国的公路建设事业正以飞快的速度发展，而且已经体现出斐然 业绩。但是，现在国内的公路建设市场发展程度依然不够成熟，不管是市场规模、产 品档次，还是品种规格、消费水平等方面都与发达的欧美国家有相当大的差距。尽管 如此，我国的公路建设技术水平和产品质量都随着市场经济的发展得以快速提高，应 用领域也得到不断扩展。在这种良好的发展环境下，公路建设的市场需求会与日俱增， 发展空间也有所提升，尤其对于高速公路工程建设来说，将会得到更加迅速的发展。 公路桥梁和涵洞建设是公路建设的主要部分，所以对于桥梁和涵洞的施工工艺的提高 显得尤为重要。在公路特别是高速公路建设中，桥梁涵洞建设必将显现出更加明显， 更加重要的作用。因此，在涵洞的建设方面投入更多的技术关注是非常有必要的，这对于涵洞质量的保证，对于环境的保护都大有益处，也会很好的适应公路建设的需要。 城市中的涵洞多采用钢筋混凝土材料，经过浇筑或堆砌而成。这种城市涵洞大多位于城市桥梁、道路下方，主要用于人、车通行。但是正因如此，城市涵洞都有一些 比较突出的问题：比如涵洞的位置一般都处于城市地市低洼处，再加上下水道排水量 设计不合理等原因，使得在遇到台风或强降雨等极端天气时涵洞的排水系统极易出现 问题，造成整个排水系统瘫痪，进而淹没涵洞；比如由于涵洞一般建设在城市桥梁和 道路下方，从而自然光难以顺利射入。有些涵洞即使在人工照明的情况下也很难看清 楚前面道路情况，所以一般需要借助机动车的灯光照明；再比如因为建设条件限制， 涵洞的宽度都比较窄，通过性差。本来行驶就受限，一遇到极端雨水天气，更容易造 成堵车出现排长龙的场面，更严重的情况下会发生交通事故造成人员伤亡。因此，在 突发性极端雨水天气，由于地势比较低城市涵洞很容易积存大量雨水，而雨水中也很 可能含有大量砂石和垃圾，这样就很容易造成下水管道堵塞形成积水。在这种情况下， 驾驶员很难辨识道路情况，车辆就容易发生故障或熄火。所以为了有效避免司机在不 明路况的情况下发生交通事故，应加强对涵洞水深的检测和警示。论文网