[发明专利]基于移动终端的路面平整度检测方法和智能路面信息实时监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及路面平整度信息的检测，具体地指一种基于移动终端的路面平整度检测方法和智能路面信息实时监测系统。

背景技术

“十一五”以来，我国公路建设规模得到了质的飞跃。截止2012年底，我国公路总里程达424万公里，高速公路通车里程已达9.6万公里。伴随着我国进入高速公路的大规模建设时期，随之而来的更是大规模的高速公路养护的时代。建立“高速公路养护管理系统”，加速公路管理信息化建设具有重要的现实意义。

作为公路养护管理系统的核心部分，路面质量的检测评估是当前一个十分重要的课题。根据交通部2007年发布的《公路技术状况评定标准(JTG H20-2007)》，路面使用指数，(PQI,Pavement Quality or Performance Index)，是路面技术状况评估的关键评价指标，该指数涵盖了路面损坏状况指数(PCI,Pavement Surface Condition Index)，路面行驶质量指数(RQI,Riding Quality Index)，路面车辙深度指数(RDI,Rutting Depth Index)，路面抗滑性能指数(SRI,Skidding Resistance Index)和路面结构强度指数(PSSI,Pavement Structure Strength Index)。其中，描述路面平整度的评价指标，路面行驶质量指数(RQI)，占路面使用指数总分的40％到60％。该指数是通过国际平整度指数(IRI,International Roughness Index)推导得出。国际平整度指数(IRI)是由世界银行于1982年系统的提出的，自面世以来被国内外公路工作者广泛采用。国际平整度指数(IRI)的定义是标准车身悬挂的总位移与行驶距离的比值。在影响公路使用寿命的诸多负面因素中，路面平整度的影响占高达80％，不良的路面平整度不仅影响道路行车安全，降低行车舒适度，增大行车噪音污染，而且增加车辆的运行费用(如增加油耗、降低行车速度、增加车辆机件磨损等)，同时加速结构破坏，缩短养护周期。为此，世界各国的道路工作者建立了相应的规范标准，研制了各种仪器设备，以便对新建道路进行质量控制，对已运行道路进行检测评定。

目前广泛使用的路面平整度检测仪器包括3m直尺；连续式平整度仪；车量颠簸累计仪和激光断面仪。这几种检测方法各自存在明显的局限性。其中3m直尺检测法精度低，检测效率低，人力投入巨大；连续式平整度仪的缺点是其检测轮的机械特性严重限制了检测精度，并且检测车较低的牵引速度限制了检测效率；车量颠簸累计仪检测法的重复性差，不同时间点和不同设备的检测结果间有较大误差。

车载激光断面仪检测方法是目前世界上最先进的平整度检测方法之一，公开号为CN101644023的中国专利公开了一种“路面平整度检测方法”，该方法利用加速仪，陀螺仪检测激光测距装置在车辆行驶过程中产生的竖直相对位移和姿态变化，从而计算得到激光测距仪与标准参照距离之间的补偿值，获得纵断面曲线及路面的平整度，消除了路面颠簸引起的激光检测装置姿态倾斜及位置偏移产生的数据失效问题。但是，该方法主要利用激光测距仪，加速仪和陀螺仪来完成路面平整度检测，这三种传感器需要复杂的校准以达到有效的精度，并且极易受到冲击震动影响。最重要的是，该方案复杂的结构和昂贵的传感器极大的增加了检测成本、数据处理难度和对专业检测人员的需求。

公开号为CN102628249A的中国专利公开了一种“全自动惯性传感检测路面平整度装置及检测方法”，该方法利用加速度计、陀螺仪和温度传感器检测得到检测装置的姿态和三轴加速度信息，从而通过对竖直位移的计算得到路面平整度信息。相比传统的基于激光测距仪的路面平整度检测法，该方法有体积小和成本低廉的优点，但是该方法的检测结果无法与规范的路面平整度信息相关联，如国际平整度指数(IRI)和路面行驶质量指数(RQI)。其检测结果对于专业路面检测者的意义是有限的。此外，该方法对额外检测设备的需求，仍然局限了该方法在大规模路面信息系统组网中的应用。