一种基于浮动车技术的道路养护信息采集方法

摘要

本发明提供一种基于浮动车技术的道路养护信息采集方法，包括如下步骤：浮动车在行驶过程中以一固定周期采集其位置、速度、震动频率、刹车频率以及时间信息，得到行车数据序列，并传送到数据中心；数据中心对行驶道路分段得到路段集，统计路段集中各路段的平均震动频率和平均刹车频率信息，进行存储及定期更新维护；数据中心通过统计分析路段平均震动频率和平均刹车频率得到道路养护监测路段，浮动车对道路养护监测路段进行拍照监测得到监测数据信息；浮动车将监测数据信息传送到数据中心，数据中心再将监测数据信息存储到道路养护监测信息库中。本发明方法获取的信息准确度高，且能大幅提升道路设施维护管理工作的效率与性价比。

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种基于浮动车技术的道路养护信息采集方法。

【背景技术】

道路检测技术研究是国内外广泛关注的热点问题之一。目前，我国公路通车里程已居世界前茅，虽然道路养护管理制度和信息系统建设已取得显著成效，但在道路养护检测手段、信息系统数据采集手段方面还相对落后。目前国内针对道路健康诊断的研究普遍存在以下问题：对专业的检测车、检测人员的依赖；仪器设备过于昂贵，无法适用日常的路面养护提供健康诊断；在路面养护信息中地理位置信息无法自动生成。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题，在于提供一种基于浮动车技术的道路养护信息采集方法，该方法获取的信息准确度高，且能大幅提升道路设施维护管理工作的效率与性价比。

本发明是这样实现的：。

一种基于浮动车技术的道路养护信息采集方法，该方法包括如下步骤：

步骤10：浮动车在行驶过程中以一固定周期采集其编号、位置、速度、震动频率、刹车频率以及时间信息，得到行车数据序列，并通过移动蜂窝通信技术将所述行车数据序列传送到数据中心；

步骤20：数据中心对行驶道路分段得到路段集，分时间段统计路段集中各路段的平均震动频率和平均刹车频率信息，以作为对应路段属性信息进行存储及定期更新维护；

步骤30：数据中心通过统计分析路段平均震动频率和平均刹车频率得到道路养护监测路段，浮动车对道路养护监测路段进行拍照监测得到相应的监测数据信息；

步骤40：浮动车将监测数据信息传送到数据中心，数据中心再将监测数据信息存储到道路养护监测信息库中。

进一步地，所述步骤10具体包括如下内容：

浮动车在行驶过程中以一固定周期采集其编号、位置、速度、震动频率、刹车频率以及时间信息，得到行车数据序列，并通过移动蜂窝通信技术将所述行车数据序列传送到数据中心；

所述行车数据序列包括车辆编号u_i，位置l_i、速度v_i、震动频率ψ_i、刹车频率f_i，以及时间t_i信息，因此，行车数据序列x_i可表示为x_i＝<u_i,l_i,v_i,ψ_i,f_i,t_i＞，所述i为行车数据序列x的编号。

进一步地，所述步骤20具体包括如下内容：

步骤21：数据中心对浮动车行驶道路进行分段，得到路段集M，路段集M表示为为行驶道路分段后所得的路段总数，为一常量，所述路段m_s可表示为m_s＝<s，area_s>，

其中，s为路段编号，area_s为路段覆盖区域范围；

步骤22：在一预设的滑动时间窗口T内，根据当前时间t，依次提取时间段[t-T,t]内的行车数据序列x_i中的位置l_i，判断位置l_i所属的路段，并将属于同一路段m_s的行车数据序列x_i归为一路段行车数据集合K_s，并存储到路段数据库D中，K_s表示为K_s={x₁,x₂，...,x_i，...}，直至该时间段[t-T，t]内的所有行车数据序列x_i均提取结束；

步骤23：从路段数据库D中依次提取时间段[t-T,t]内的各路段行车数据集合K_s中行车数据序列x_i的震动频率ψ_i和刹车频率f_i，计算得到对应路段m_s的平均震动频率和平均刹车频率将平均震动频率和平均刹车频率组成一序列W_s，并存储到路段数据库D中，且定期更新各路段m_s对应的序列W_s中的平均震动频率和平均刹车频率其中下标s为路段编号，下标t为步骤22的当前时间t。

进一步地，所述步骤30具体包括以下内容：

步骤31、数据中心通过查找GIS系统中的地图数据信息判断浮动车当前位置l_i是否属于关键路段集R中的关键路段r_j，若是，则向所述浮动车传送拍照指令，浮动车执行拍照指令，并将获得的照片数据p_i与关键路段r_j关联形成关键路段道路养护监测信息y_i，然后执行步骤40；若否，则执行步骤32；

所述的关键路段为设置有减速带以及需要浮动车减速慢行的路段，关键路段集表示为R＝{r₁,r₂,...,r_j,...}，其中j的关键路段的编号；

所述关键路段道路养护监测信息表示为y_i＝<p_i,R_j>；

步骤32、数据中心分析路段数据库D中路段m_s对应的平均刹车频率当路段m_s的平均刹车频率大于或等于系统预设的一个刹车频率阈值f₀时，即时，则路段m_s为道路养护监测路段，把路段m_s纳入道路养护监测路段集中，并产生拍照指令；

步骤33、数据中心分析路段数据库D中路段m_s对应的平均震动频率若路段m_s平均刹车频率大于或等于系统预设的一个刹车频率阈值ψ₀时，即时，则路段m_s为道路养护监测路段，把路段m_s纳入道路养护监测路段集，并产生拍照指令，然后执行步骤34，若否则返回步骤20；

步骤34、数据中心向浮动车传送拍照指令，浮动车经过所述道路养护监测路段集中的道路养护监测路段时执行拍照指令，并将获得的照片数据p_i与当前行车数据序列x_i关联形成道路养护监测信息z_i；

所述道路养护监测信息表示为z_i＝<p_i,u_i,l_i,v_i,ψ_i,f_i,t_i＞。

进一步地，所述步骤40具体包括以下内容：

步骤40、浮动车将所述关键路段道路养护监测信息y_i和道路养护监测信息z_i通过移动蜂窝通信技术传送到数据中心，数据中心将相应的数据存储到道路养护监测信息库中。

本发明具有如下优点：

本发明通过浮动车上的震动传感器、快速照相设备以及浮动车技术获取浮动车的位置、速度、震动频率、刹车频率以及时间信息，并将得到的数据信息处理分析后自动生成道路养护监测信息以及关键路段道路养护监测信息，该道路养护监测信息以及关键路段道路养护监测信息准确度高，能够实现营运车辆道路平整度的在线监测，并大幅提升道路设施维护管理工作的效率与性价比。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明基于浮动车技术的道路养护信息采集方法的流程图。

图2为本发明中道路养护监测步骤流程图。

【具体实施方式】

请参阅图1和图2所示，对本发明的实施例进行详细的说明。

本发明涉及一种基于浮动车技术的道路养护信息采集方法，该方法包括如下步骤：

步骤10：浮动车在行驶过程中以一固定周期采集其编号、位置、速度、震动频率、刹车频率以及时间信息，得到行车数据序列，并通过移动蜂窝通信技术将所述行车数据序列传送到数据中心；

步骤20：数据中心对行驶道路分段得到路段集，分时间段统计路段集中各路段的平均震动频率和平均刹车频率信息，以作为对应路段属性信息进行存储及定期更新维护；

步骤30：数据中心通过统计分析路段平均震动频率和平均刹车频率得到道路养护监测路段，浮动车对道路养护监测路段进行拍照监测得到相应的监测数据信息；

步骤40：浮动车将监测数据信息传送到数据中心，数据中心再将监测数据信息存储到道路养护监测信息库中。

较优的，所述步骤10具体包括如下内容：

浮动车在行驶过程中以一固定周期采集其编号、位置、速度、震动频率、刹车频率以及时间信息，得到行车数据序列，并通过移动蜂窝通信技术将所述行车数据序列传送到数据中心；

所述行车数据序列包括车辆编号u_i，位置l_i、速度v_i、震动频率ψ_i、刹车频率f_i，以及时间t_i信息，因此，行车数据序列x_i可表示为x_i＝<u_i,l_i,v_i,ψ_i,f_i,t_i＞，所述i为行车数据序列x的编号；

较优的，所述步骤20具体包括如下内容：

步骤21：数据中心对浮动车行驶道路进行分段，得到路段集M，路段集M表示为为行驶道路分段后所得的路段总数，为一常量，所述路段m_s可表示为m_s＝<s，area_s>，

其中，s为路段编号，area_s为路段覆盖区域范围；

步骤22：在一预设的滑动时间窗口T内，根据当前时间t，依次提取时间段[t-T,t]内的行车数据序列x_i中的位置l_i，判断位置l_i所属的路段，并将属于同一路段m_s的行车数据序列x_i归为一路段行车数据集合K_s，并存储到路段数据库D中，K_s表示为K_s={x₁,x₂，...,x_i，...}，直至该时间段[t-T，t]内的所有行车数据序列x_i均提取结束；

步骤23：从路段数据库D中依次提取时间段[t-T,t]内的各路段行车数据集合K_s中行车数据序列x_i的震动频率ψ_i和刹车频率f_i，计算得到对应路段m_s的平均震动频率和平均刹车频率将平均震动频率和平均刹车频率组成一序列W_s，并存储到路段数据库D中，且定期更新各路段m_s对应的序列W_s中的平均震动频率和平均刹车频率其中下标s为路段编号，下标t为步骤22的当前时间t。

较优的，所述步骤30具体包括以下内容：

步骤31、数据中心通过查找GIS系统中的地图数据信息判断浮动车当前位置l_i是否属于关键路段集R中的关键路段r_j，若是，则向所述浮动车传送拍照指令，浮动车执行拍照指令，并将获得的照片数据p_i与关键路段r_j关联形成关键路段道路养护监测信息y_i，然后执行步骤40；若否，则执行步骤32；

所述的关键路段为设置有减速带以及需要浮动车减速慢行的路段，如工厂、学校门口、收费通道处、公路道口等需要车辆减速慢行的路段，关键路段集表示为R＝{r₁,r₂,...,r_j,...}，其中j的关键路段的编号；

所述关键路段道路养护监测信息表示为y_i＝<p_i,R_j>；

步骤32、数据中心分析路段数据库D中路段m_s对应的平均刹车频率当路段m_s的平均刹车频率大于或等于系统预设的一个刹车频率阈值f₀时，即时，则路段m_s为道路养护监测路段，把路段m_s纳入道路养护监测路段集中，并产生拍照指令；

步骤33、数据中心分析路段数据库D中路段m_s对应的平均震动频率若路段m_s平均刹车频率大于或等于系统预设的一个刹车频率阈值ψ₀时，即时，表明所统计路段m_s存在路面破损，则路段m_s为道路养护监测路段，把路段m_s纳入道路养护监测路段集，并产生拍照指令，然后执行步骤34，若否则返回步骤20；

步骤34、数据中心向浮动车传送拍照指令，浮动车经过所述道路养护监测路段集中的道路养护监测路段时执行拍照指令，并将获得的照片数据p_i与当前行车数据序列x_i关联形成道路养护监测信息z_i；

所述道路养护监测信息表示为z_i＝<p_i,u_i,l_i,v_i,ψ_i,f_i,t_i＞。

较优的，所述步骤40具体包括以下内容：

步骤40、浮动车将所述关键路段道路养护监测信息y_i和道路养护监测信息z_i通过移动蜂窝通信技术传送到数据中心，数据中心将相应的数据存储到道路养护监测信息库中。

本发明通过浮动车上的震动传感器、快速照相设备以及浮动车技术获取浮动车的位置、速度、震动频率、刹车频率以及时间信息，并将得到的数据信息处理分析后自动生成道路养护监测信息以及关键路段道路养护监测信息，该道路养护监测信息以及关键路段道路养护监测信息准确度高，能够实现营运车辆道路平整度的在线监测，并大幅提升道路设施维护管理工作的效率与性价比。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。