[发明专利]用于监测路面和车辆基础设施的健康、状况和/或状态的配有传感器的系统和方法

说明书

公开了一种用于监测路面和车辆基础设施的健康、状况和/或状态的配有传感器的土工格栅系统和方法。在一些实施方案中，配有传感器的土工格栅系统包括配有传感器的土工格栅，所述配有传感器的土工格栅还包括容纳一个或多个传感器的排列的土工格栅。配有传感器的土工格栅系统还包括通信手段或网络，用于从配有传感器的土工格栅收集关于路面和车辆基础设施的健康、状况和/或状态的信息和/或数据。此外，还提供了一种使用本公开的用于监测路面和车辆基础设施的健康、状况和/或状态的配有传感器的土工格栅系统的方法。

与相关申请的交叉引用

本专利申请要求2020年1月30日提交的题为“用于监测基础设施的健康、状况和/或状态的配有传感器的土工格栅系统和方法(SENSOR-ENABLED GEOGRID SYSTEM FOR ANDMETHOD OF MONITORING THE HEALTH,CONDITION,AND/OR STATUS OF INFRASTRUCTURE)”的美国临时专利申请第62/967733号，于2020年1月30日提交的题为“用于监测轨道基础设施的健康、状况和/或状态的配有传感器的土工格栅系统和方法(SENSOR-ENABLED GEOGRIDSYSTEM FOR AND METHOD OF MONITORING THE HEALTH,CONDITION,AND/OR STATUS OFRAIL TRACK INFRASTRURE)”的美国临时申请第62/967736号，以及于2020年5月27日提交的题为“用于监测路面和车辆基础设施的健康、状况和/或状态的配有传感器的系统和方法(SENSOR-ENABLED SYSTEM FOR AND METHOD OF MONITORING THE HEALTH,CONDITION,AND/OR STATUS OF PAVEMENT AND VEHICULAR INFRASTRURE)”的美国临时申请第63/030485号的权益和优先权，其内容在此通过引用全部纳入。

技术领域

本公开内容一般涉及结构健康监测，尤其是涉及用于路面和车辆监测基础设施的健康、状况和/或状态的配有传感器的土工格栅和/或平台。

背景技术

提供数据以评估基础设施的状况或健康的传感技术在诸如桥梁、隧道和建筑物等应用中被普遍使用。这些应用通常被称为结构健康监测(SHM)。其他基础设施，如道路、铁路、停车场、钻井平台、建筑、墙壁和斜坡以及海洋应用，也可以从利用传感器中受益，传感器提供可用于评估其状况的数据。然而，在这些应用中增加传感器历来是困难的，因为需要移除现有的材料，并确保传感器的准确位置以提供有意义的数据。这些问题由于所安装的基础设施的位置和规模，以及通常不宽容的周围环境而进一步加剧。

因此，如果可以获得可用于评估影响结构的条件的准确的传感器数据，那么各种路面基础设施应用可以从SHM中受益。例如，在道路和路面应用中，随着交通量和/或负荷的增加，或由于支撑土的移动(如因冲刷)而发生侵蚀，在土工格栅和集料下会出现车辙和路面的其他移动，导致道路表面出现裂缝，最终(在极端情况下)导致道路坍塌。

目前，基础设施的健康和/或状况和状态通常是通过目视检查来评估的。目视检查有一个问题，就是只能看到地面上的东西。此外，目视检查很耗时，需要人员在现场进行检查，并且在判断状况的严重性方面存在主观性。在许多情况下，一旦通过目视检查发现问题，下部结构(土壤、集料、道碴、底碴、路基等)就已经发生了损坏，可能需要进行重大的维修工作(通常是以紧急的方式进行，并增加成本)。长期以来，一直在寻求通过系统监测来改善基础设施维护、健康和状况的条件。本公开试图消除人为错误，消除目视检查的劳动密集型任务。本公开试图为团体和组织提供对基础设施健康和状况的有意义的反馈和理解。在这样做的时候，本文的系统和方法提供了主动的维护计划，取代了通常的反应性措施。

发明内容

公开了用于监测路面基础设施的结构健康、完整性和状况的配有传感器的系统和方法的各个方面。基础设施在此被称为不同的实施方案，例如道路和路面基础设施、车辆基础设施、工作平台以及其他使用土工格栅、土工织物或其他土工合成材料的土木和土工工程相关的基础设施。