路面行驶质量RQI的智能化评价方法研究

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随着城市化建设的推进,道路交通设施的管理与养护工作日益繁重。路面技术状况的检测与评价是公路运输部门做出路面维修养护计划的依据。针对传统道路检测手段的缺点以及逐年增多的路面检测工作量,公路部门的管理人员面对的关键问题是能否实现快捷实时、智能便利,同时可以使用较低成本的技术和方法监控道路状况,以应对信息化、科学化的全新管理养护需求。近年来,国内外一些学者开始研究将智能手机用于道路异常监测,探究移动手机在路面性能检测与评价方面的应用,促进了道路交通行业的智能化发展与进步。
  本研究利用车载智能手机,通过特定的车辆以一定的行驶速度驶过选定的路面,对智能手机内置传感器采集的数据进行处理分析,得出稳定的基于智能手机振动信号的路面行驶质量评价指标,为我国路面性能评价指标提供新思路。首先,综合国内外相关研究调查,对道路交通传统检测方法和智能化检测现状进行探讨,结合智能手机、信号传输和定位技术、服务器平台应用等,研究开发智能行车数据采集系统。其次,开展基于不用路况、车型、手机的智能检测行车试验,完成路面振动信号数据的获取;同时,利用多功能路况检测车,采集路面状况信息,得到试验路段的路面性能检测指标,并进行初步的匹配分段、平稳性分析,进而探究路面状况、振动信号之间的相关性,论证不同车辆、手机的行车振动指标差异,提取不同因素影响下的智能行车振动特征值,进行时域分析、信号波形分析,得出基本量化指标。最后,结合《公路技术状况评定标准》(JTG 5210-2018)中的路面行驶质量指数有效地对路面状况进行分类,对不同输出结果进行数据融合,得出基于智能行车数据的分段式路面行驶质量评价模型,不断累积智能手机采集的行车振动数据丰富路面技术状况数据库,建立路面技术状况、车辆行驶速度,手机振动数据之间的非线性回归模型,使得基于智能手机的路面行驶质量评价模型准确性得到进一步提升,初步形成基于智能手段的路面行驶质量评价体系,最终结合地图功能为用户提供服务。
  本研究开发的智能手机采集和分析系统具有一定的运行可靠性,可满足采集行车振动并处理得到路面行驶质量评价结果的功能。与现有的路面行驶质量评价方法相比,智能手机检测路面状况方法的引入,对于丰富我国路面状况的日常检测方法、提高路面检测效率、扩大路面检测范围、降低道路养护管理工作的运营成本、提升路面养护管理的信息化、科学化水平等,均具有重要的理论意义和广阔的应用前景。
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