当前,我国公路建设随着经济建设进入快速发展的阶段,公路隧道作为公路的重要组成部分,其数量也在不断增加,因隧道相对狭小封闭的环境,隧道内行车状况相较露天环境更为复杂,隧道行车路面状况变化对隧道行车安全性的影响更大。在传统的公路隧道运营中,管理中心无法实时得知隧道口的环境变化,无法根据隧道路面行车状况以及隧道内车流量进行自动调控。本文通过对传统公路隧道运营管理方式进行分析,结合国内外对公路隧道运营管理以及对路面凝冰状态与温度条件关系的研究,提出了智慧隧道车道管理系统的设计技术方案。该系统包括上位机隧道现场管理单元及下位机智能车道指示器、雷达车检器和能见度仪,其中智能车道指示器由基于STM32的单片机最小系统、CAN/RS485通讯子系统、路面温度采集单元、环境温湿度采集单元、LED点阵屏显示单元组成。隧道现场管理单元运行上位机控制软件,通过有线通讯总线与下位机各设备进行信息交互,控制设备的运行及获取多项隧道数据。智能车道指示器运行在自动模式下时,可通过将采集的环境参数输入路面凝冰风险等级模型,确定路面凝冰风险等级,自动切换指示器显示的限速图形来提高隧道行车的安全性。隧道现场维护人员还能通过红外遥控对指示器进行参数设置及功能检验。本文根据系统的功能及需求对有线通讯的通讯协议进行了移植,对STM32单片机最小系统电路、电源供电电路、LED点阵屏显示控制电路、CAN总线和RS485总线通讯电路、路面温度采集电路、环境温湿度采集电路、红外遥控电路进行了硬件设计与软件设计,给出了电路设计原理图及程序设计流程,并进行了Free RTOS嵌入式操作系统的移植。最后对本系统功能进行了测试,根据测试结果显示,本系统能够稳定运行,达到了设计要求。