淺淡公路路面智能檢測系統(tǒng)
2015-06-24
0 引言
隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，公路的使用率也呈顯著的上升趨勢[2]。公路的使用性能和安全性也越來越重要，公路的路面檢測是評價(jià)公路使用性能和使用安全性的最主要手段。近幾年，公路的路面檢測技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，檢測技術(shù)已經(jīng)由傳統(tǒng)的人工檢測逐漸發(fā)展到了自動(dòng)化檢測和智能化檢測，檢測技術(shù)的發(fā)展使公路的路面檢測工作效率也得到了顯著的提高，從而保證了公路的平穩(wěn)使用和路面養(yǎng)護(hù)工作的順利進(jìn)行。下面我們就公路路面的檢測技術(shù)發(fā)展和新技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行具體的研究。
1 建立公路檢測系統(tǒng)的必要性
?、俳⒐啡芷诨A(chǔ)數(shù)據(jù)中心，可對公路的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、施工材料、通車時(shí)間和進(jìn)行各種基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)的數(shù)據(jù)記錄和保存；②改善公路數(shù)據(jù)采集影響道路正常交通、操作危險(xiǎn)性大的作業(yè)方式，統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集格式和要求，大大提高工作效率和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性；③可解決公路路面資料完整保存、查詢和調(diào)用困難的局面，統(tǒng)一了數(shù)據(jù)的管理，并便于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新；④可針對病害建立生命周期模型，實(shí)現(xiàn)對公路路面病害發(fā)展全過程的跟蹤、檢測，因地制宜地制定養(yǎng)護(hù)方案；⑤規(guī)范公路技術(shù)人員的日常工作，培養(yǎng)技術(shù)人員對數(shù)字化檢測技術(shù)的認(rèn)知，形成良好的信息化工作習(xí)慣。
2 公路路面智能檢測技術(shù)的組成
隨著公路路面檢測工作發(fā)展的需要[3]，智能化的檢測技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用是必然趨勢。智能的檢測技術(shù)可以在保證正常行車的狀態(tài)下，自動(dòng)進(jìn)行路面平整度、路面車轍和破損度的檢測，以達(dá)到良好的檢測目的。
1、檢測數(shù)據(jù)的采集：在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)主要是應(yīng)用高速的攝像機(jī)和激光傳感器等設(shè)備，進(jìn)行快速和精確的路面情況數(shù)據(jù)采集。目前來講進(jìn)行路面平整度和路產(chǎn)信息的數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)較為成熟，但對于路面的車轍和路面破損度的數(shù)據(jù)采集則難度則較高。目前對車轍數(shù)據(jù)的采集主要依靠，線激光全斷面數(shù)據(jù)采集和點(diǎn)激光斷面數(shù)據(jù)采集兩種手段。我國使用較多的是線激光，因?yàn)榇思夹g(shù)所獲得的路面斷面數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較高；對路面的破損檢測的數(shù)據(jù)采集，要根據(jù)路面破損類型的不同，采用不同的方法。路面破損一般病害通常采用的是圖像識(shí)別法，對于沉陷擁包等病害則最好采用三維激光可視化系統(tǒng)，對病害進(jìn)行精確的數(shù)據(jù)獲?。黄秸鹊臋z測方法是，在車輛的行駛過程中，通過測量汽車主體與路面的距離，而獲得路面的平整度的各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)。
2、檢測數(shù)據(jù)的處理[4]：路面的平整度和車轍檢測，由于數(shù)據(jù)采集比較簡單，一般可以進(jìn)行軟件的自動(dòng)數(shù)據(jù)處理，并生成規(guī)范的數(shù)據(jù)報(bào)表；而路面破損的處理軟件的發(fā)展方向是對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，就是將沒有破損的圖片進(jìn)行剔除，只處理有破損的圖片，裂縫等病害采用人工加軟件處理的方式進(jìn)行。
3、里程的定位：傳統(tǒng)的里程定位系統(tǒng)采用較多的是GPS 和測距儀結(jié)合的方法。該方式的定位比較準(zhǔn)確，但由于國內(nèi)路面的里程樁號(hào)的不準(zhǔn)確性和車輛的行駛干擾等原因，導(dǎo)致這種方法在我國的公路路面里程定位上存在一定的問題。目前在我國應(yīng)用較好的是高精度的DMI 距離測量系統(tǒng)。
3 路面檢測技術(shù)的發(fā)展方向與趨勢
路面檢測技術(shù)的現(xiàn)代化極大地提升了公路特別是公路的現(xiàn)代化水平。目前，就國內(nèi)外路面檢測技術(shù)的發(fā)展來看，路面平整度檢測、路面彎沉檢測和路面抗滑能力檢測的技術(shù)和設(shè)備相對成熟，自動(dòng)化程度較高，但路面破損檢測的自動(dòng)化程度還不太高，而且檢測精度也有待提高，而路面破損檢測在整個(gè)路面檢測工作中難度和工作量最大。因此，路面破損檢測技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該是今后路面檢測技術(shù)發(fā)展的趨勢和方向。
分析未來路面檢測技術(shù)發(fā)展的方向和趨勢[5]，路面破損檢測技術(shù)將在各種先進(jìn)的檢測硬件設(shè)備的支撐下，實(shí)現(xiàn)在高速條件下(滿足公路行車速度要求)對路面各種破損病害的快速自動(dòng)檢測，檢測精度在三維條件下達(dá)到1mm的精度，并且能夠準(zhǔn)確地產(chǎn)生路面病害的幾何特性，實(shí)現(xiàn)路面破損的“自動(dòng)檢測―數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析―病害防治處理”一體化進(jìn)程。
目前，路面管理系統(tǒng)在美國、加拿大、澳大利亞、日本及歐洲等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)得到了廣泛的使用，現(xiàn)已開發(fā)研制了多種路面管理系統(tǒng)軟件和路面養(yǎng)護(hù)管理專家系統(tǒng)。如美國進(jìn)行了“聯(lián)邦公路路產(chǎn)及使用性能研究”、“公路使用性能監(jiān)測系統(tǒng)研究”、“公路經(jīng)濟(jì)需求系統(tǒng)研究”和“城鎮(zhèn)道路管理系統(tǒng)研究”；加拿大進(jìn)行了“加拿大道路數(shù)據(jù)項(xiàng)目研究”，研制了自動(dòng)化道路分析儀；英國WDH公司研制開發(fā)了路面管理系統(tǒng)軟件。還有用于路面修復(fù)的路況專家系統(tǒng)SCEPTRE、加拿大安大略省交通運(yùn)輸部的示范系統(tǒng)PRESERVER、柔性路面養(yǎng)護(hù)管理專家系統(tǒng)PAMEX等路面養(yǎng)護(hù)管理專家系統(tǒng)。上述各種系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)都在于路面檢測基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，這也為路面檢測技術(shù)的發(fā)展提供了有利條件。
4 結(jié)論
本文主要介紹了我國的公路路面檢測技術(shù)，但是還有待進(jìn)一步的發(fā)展和完善，如何運(yùn)用先進(jìn)的檢測技術(shù)和智能化的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，進(jìn)行路面的檢測和分析是目前應(yīng)該得到高度重視的課題。公路工程的質(zhì)量和養(yǎng)護(hù)工作需要有先進(jìn)的、準(zhǔn)確的檢測技術(shù)來保障。
