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专利号: 2024105863985
申请人: 潍坊潍达信息科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高速公路养护数据管理系统,其特征在于,包括,

信息获取模块,用以获取巡查周期内的路面监测数据、路基监测数据和路面图像,还用以获取高速公路参数信息;

道路等级分析模块,用以根据高速公路参数信息对道路等级进行分析;

路面分析模块,用以根据道路等级分析结果和巡查周期内路面图像对路面裂缝状态进行分析,还用以根据路面裂缝状态分析结果和路面监测数据对巡查周期内路面异常状态进行分析;

路基分析模块,用以根据道路等级分析结果和巡查周期内路基监测数据对路基异常状态进行分析,并根据巡查周期内的环境最大温差和渗透比例对路基异常状态的分析过程进行调整;

道路状态分析模块,用以根据巡查周期内路面异常状态分析结果和路基状态分析结果对道路异常状态进行分析;

养护数据管理模块,用以根据道路异常状态分析结果对养护数据进行管理,所述养护数据管理模块还用以将养护数据的管理结果向用户进行输出;

所述路面分析模块设有裂缝分析单元,所述裂缝分析单元对各异常路面像素点坐标进行聚类分析,得到聚类像素点集群;

所述裂缝分析单元将各聚类像素点集群的像素点数量n(k)与像素点数量阈值NK进行比对,并根据比对结果对路面裂缝进行分析,其中:当N(k)<NK时,所述裂缝分析单元不将路面图像中该聚类像素点集群所对应的区域作为裂缝区域;

当N(k)≥NK时,所述裂缝分析单元将路面图像中该聚类像素点集群所对应的区域作为裂缝区域;

所述路面分析模块还设有裂缝状态分析单元,所述裂缝状态分析单元根据路面裂缝分析结果和道路等级分析结果对路面裂缝状态进行分析;

所述裂缝状态分析单元统计各路面图像的裂缝数量N(j) ,并根据统计结果计算各路面图像的裂缝密度ρ(j),设定ρ(j)=N(j)/L;

所述裂缝状态分析单元根据各路面图像的裂缝密度ρ(j)计算道路平均裂缝密度ρ,设定ρ=Σρ(j)/N;

所述裂缝状态分析单元根据道路平均裂缝密度ρ和道路等级分析结果对路面裂缝状态进行分析,其中:当道路等级为一级时,若ρ<P1,所述裂缝状态分析单元判定路面裂缝状态为正常;若ρ≥P1,所述裂缝状态分析单元判定路面裂缝状态为异常;

当道路等级为二级时,若ρ<P2,所述裂缝状态分析单元判定路面裂缝状态为正常;若ρ≥P2,所述裂缝状态分析单元判定路面裂缝状态为异常;

当道路等级为三级时,若ρ<P3,所述裂缝状态分析单元判定路面裂缝状态为正常;若ρ≥P3,所述裂缝状态分析单元判定路面裂缝状态为异常;

其中,P1是第一预设裂缝密度,P2是第二预设裂缝密度,P3是第三预设裂缝密度,P1<P2<P3;

所述路面分析模块还设有路面状态分析单元,所述路面状态分析单元根据巡查周期内路面裂缝状态分析结果和路面监测数据对路面异常状态进行分析;

所述路面状态分析单元根据路面监测数据计算巡查周期内的路面不平整度σ,路面不平整度σ的计算公式如下:E=(x1+x2+...+xN);

2 2 2 1/2

σ={[(x1‑E)+(x1‑E)+...+(xN‑E)]/N} ;其中,x1是第一等距高程测量数据,x2是第二等距高程测量数据,xN是第N等距高程测量数据,E是高程测量数据均值;

所述路面状态分析单元根据巡查周期内的路面不平整度σ和路面裂缝状态对路面异常状态进行分析,其中:当路面异常状态为异常时,所述路面状态分析单元判定巡查周期内路面异常状态为异常;

当路面异常状态为正常时,若σ<B,所述路面状态分析单元判定巡查周期内路面异常状态为正常;若σ≥B,所述路面状态分析单元判定巡查周期内路面异常状态为异常;

其中,B是路面不平整度阈值;

所述路基分析模块设有路基分析单元,所述路基分析单元根据道路等级分析结果和路基监测数据对路基异常状态进行分析;

所述路基分析单元根据路基监测数据计算路基异常系数β,路基异常系数β的计算公式如下:β=ln{1+(Er‑ER)/ER+Y+(h‑H)/H};其中,Er是路基回弹模量,ER是标准路基回弹模量,Y是路基压实度,设定Y=Y实/Ymax×

100%,Y实是实测路基干密度,Ymax是最大路基干密度,h是路基顶面高程,H是标准顶面高程;

所述路基分析单元将路基异常系数β与预设路基异常系数C进行比对,并根据比对结果对路基异常状态进行分析,其中:当β<C时,所述路基分析单元判定巡查周期内路基异常状态为正常;

当β≥C时,所述路基分析单元判定巡查周期内路基异常状态为异常;

所述路基分析模块还设有温差异常调整单元,所述温差异常调整单元根据巡查周期内的环境最高温度Tmax和环境最低温度Tmin计算环境最大温差△T,设定△T=Tmax‑Tmin;

所述温差异常调整单元将环境最大温差△T与温差阈值T进行比对,并根据比对结果对温差异常状态进行分析,并根据比对结果对路基异常状态的分析过程进行调整,其中:当△T<T时,所述温差异常调整单元判定巡查周期内温差异常状态为正常,不进行调整;

当△T≥T时,所述温差异常调整单元判定巡查周期内温差异常状态为异常,并将预设路基异常系数调整为C’,设定C’=C×exp[‑(T‑△T)/T];

所述路基分析模块还设有渗透优化单元,所述渗透优化单元根据监测号周期内的降水信息对道路渗透状态进行分析,并根据分析结果对路基异常状态的调整过程进行优化,其中:当巡查周期内存在降水时,所述渗透优化单元计算渗透比例γ,设定γ=(1×SL)/(L×

1/2×W×JS);若γ<M时,所述渗透优化单元判定道路渗透状态正常,不进行优化;若γ≥M时,所述渗透优化单元判定道路渗透状态异常,并将温差阈值优化为T’,设定T’=T×cos(γ);

当巡查周期内不存在降水时,所述渗透优化单元不对道路渗透状态进行分析,并不对路基异常状态的调整过程进行优化;

其中,SL是巡查周期内道路排水渠的平均水流量,JS是巡查周期内的平均降水量,M是预设渗透比例;

所述道路状态分析模块根据巡查周期内路面异常状态分析结果和路基状态分析结果对道路异常状态进行分析,其中:当路面状态为正常且路基状态为正常时,所述道路状态分析模块判定道路异常状态为正常;

当路面状态为异常且路基状态为正常时,所述道路状态分析模块判定道路异常状态为一级道路异常;

当路面状态为正常且路基状态为异常时,所述道路状态分析模块判定道路异常状态为二级道路异常;

当路面状态为异常且路基状态为异常时,所述道路状态分析模块判定道路异常状态为三级道路异常;

所述养护数据管理模块设有养护数据管理单元,所述养护数据管理单元根据巡查周期内道路异常状态分析结果对养护数据进行管理,其中:当道路异常状态为正常时,所述养护数据管理单元将下一巡查周期的小修保养周期设为ZY1,设定ZY1=DZY;

当道路异常状态为一级异常时,所述养护数据管理单元将下一巡查周期的小修保养周期设为ZY2,设定ZY2=DZY×sin[(Pz‑ρ)/Pz+(B‑σ)/B+(β‑C)/C];所述养护数据管理单元将下一巡查周期的时长调整为TS1,设定TS1=TS×sin[(Pz‑ρ)/Pz+(B‑σ)/B+(β‑C)/C];

当道路异常状态为二级异常时,所述养护数据管理单元向用户输出“进行小修保养”,并将下一巡查周期的小修保养周期设为ZY3,设定ZY3=DZY×ln[(Pz‑ρ)/Pz+(B‑σ)/B+(β‑C)/C];所述养护数据管理单元将下一巡查周期的时长调整为TS2,设定TS2=TS×ln[(Pz‑ρ)/Pz+(B‑σ)/B+(β‑C)/C];

当道路异常状态为三级异常时,所述养护数据管理单元向用户输出“进行大修工程作业”,并将下一巡查周期的小修保养周期设为ZY4,设定ZY4=DZY×{1‑exp{‑[(Pz‑ρ)/Pz+(B‑σ)/B+(β‑C)/C]}};所述养护数据管理单元将下一巡查周期的时长调整为TS3,设定TS3=TS×{1‑exp{‑[(Pz‑ρ)/Pz+(B‑σ)/B+(β‑C)/C]}};

其中,TS是当前巡查周期时长,DZY是当前小修保养周期的时长。

2.根据权利要求1所述的一种高速公路养护数据管理系统,其特征在于,所述道路等级分析模块根据高速公路参数信息对道路等级进行划分;

所述道路等级分析模块根据高速公路参数信息计算道路等级参数α,道路等级参数α的计算公式如下:α=1‑exp[‑ln(L×W)‑sin(CD)];

其中,L是道路长度,W是道路宽度,CD是双向向车道数量;

所述道路等级分析模块将道路等级参数α与各预设参数等级参数进行比对,并根据比对结果对道路等级进行划分,其中:当α<A1时,所述道路等级分析模块判定道路等级为三级;

当A1≤α<A2时,所述道路等级分析模块判定道路等级为二级;

当α≥A2时,所述道路等级分析模块判定道路等级为一级;

其中,A1是第一预设参数,A2是第二预设参数,A1<A2。