一种基于公路数据对公路全生命周期的监测方法及系统

技术领域

本发明涉及公路监测技术领域，具体涉及一种基于公路数据对公路全生命周期的监测方法及系统。

背景技术

随着经济的发展和交通需求的增长，公路作为重要的基础设施，在促进区域经济发展和提高人民生活质量方面发挥着至关重要的作用。然而，公路在使用过程中会因为自然因素和车辆荷载的作用而逐渐老化、损坏，这不仅影响行车安全，也会增加维护成本。因此，申请号为CN201711383791.0的专利公开了一种基于GIS平台对公路数据全生命周期的监测方法，在GIS平台上进行，具体步骤为：S1、建立公路演变模型，所述模型包括时间轴和空间点位，时间轴上的每个空间点位都对应存储相应道路在对应时间的道路参数数据；S2、根据所述的公路演变模型，采集时间轴为规划阶段、建设阶段和养护阶段中每个空间点位产生的道路参数数据并存储；S3、通过所述公路演变模型的数据生成三维图像，以时间轴的每个空间点位为基准，展示对应公路全生命周期的状态；该发明打通各个部门之间的壁垒，实现互通，使各个部门有针对性的进行工作，提高各部门的工作效率，并为公路的重新规划提供有力的参考，但仍然存在以下不足之处：无法对公路状态进行全方面监测，不能及时发现公路状态出现异常，难以实时反映公路的实际情况，且无法及时作出报警，易于出现潜在的行车安全问题。因此，研发一种基于公路数据对公路全生命周期的监测方法及系统，对于提高公路管理水平和延长公路使用寿命具有重要意义。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种基于公路数据对公路全生命周期的监测方法及系统，解决了现有的公路全生命周期的监测方法无法对公路状态进行全方面监测，不能及时发现公路状态出现异常，且无法及时作出报警的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于公路数据对公路全生命周期的监测系统，包括：

公路数据监测模块，用于获取监测路段i的公路监测信息，并将公路监测信息发送至至数据分析模块；其中，公路监测信息包括凹坑值AK、裂缝值LF以及车辙值CZ；

影响数据监测模块，用于获取监测路段i的公路影响信息，并将公路影响信息发送至至数据分析模块；其中，公路影响信息包括车辆值CL、天气值TQ；

数据分析模块，用于根据公路监测信息获得公路监测系数GJ，根据公路影响信息获得公路影响系数YX，并根据公路监测系数GJ、公路影响系数YX获得监测分析系数JX，并将监测分析系数JX发送至分析数据判别模块；

所述数据分析模块获得监测分析系数JX的具体过程如下：

将公路监测系数GJ、公路影响系数YX分别作为菱形的两根对角线，绘制菱形图案，获取菱形图案的面积并将其标记为监测分析系数JX，并将监测分析系数JX发送至分析数据判别模块；

分析数据判别模块，用于根据监测分析系数JX获得异常路段，同时生成异常报警指令，并将异常报警指令发送至异常报警模块；

异常报警模块，用于接收到异常报警指令后响起异常警报铃声，同时将异常路段在终端设备上进行显示。

作为本发明进一步的方案：所述公路数据监测模块获取凹坑值AK的具体过程如下：

将需要监测的公路随机划分为若干个路段，并将其标记为监测路段i，i=1、……、n，n的取值为正整数，n表示为监测路段的总数，i为其中任意一个监测路段的编号；

获取监测路段i中凹坑数量、凹坑面积，并将其分别标记为凹数值AS、凹面值AM，将凹数值AS、凹面值AM进行量化处理，提取凹数值AS、凹面值AM的数值，并将其代入公式中计算，依据公式

作为本发明进一步的方案：所述公路数据监测模块获取裂缝值LF的具体过程如下：

获取监测路段i中裂缝数量、平均裂缝长度，并将其分别标记为裂数值LS、裂长值LC，将裂数值LS、裂长值LC进行量化处理，提取裂数值LS、裂长值LC的数值，并将其代入公式中计算，依据公式

作为本发明进一步的方案：所述公路数据监测模块获取车辙值CZ的具体过程如下：

获取监测路段i中车辙数量、平均车辙深度，并将其分别标记为辙数值ZS、辙深值ZD，将辙数值ZS、辙深值ZD进行量化处理，提取辙数值ZS、辙深值ZD的数值，并将其代入公式中计算，依据公式

作为本发明进一步的方案：所述影响数据监测模块获取车辆值CL的具体过程如下：

获取监测路段i预设时间内的行驶车辆数量、平均车辆体积，并将其分别标记为车数值CS、车体值CT，将车数值CS、车体值CT进行量化处理，提取车数值CS、车体值CT的数值，并将其代入公式中计算，依据公式

作为本发明进一步的方案：所述影响数据监测模块获取天气值TQ的具体过程如下：

获取监测路段i预设时间内的降雨次数、平均降雨量，并将其分别标记为雨次值YC、雨量值YL，获取监测路段i预设时间内的平均温度值与预设的标准温度值，获取两者之间的温度差值，并将其标记为温差值WC，将雨次值YC、雨量值YL以及温差值WC进行量化处理，提取雨次值YC、雨量值YL以及温差值WC的数值，并将其代入公式中计算，依据公式

作为本发明进一步的方案：所述数据分析模块获得公路监测系数GJ的具体过程如下：

将凹坑值AK、裂缝值LF以及车辙值CZ进行量化处理，提取凹坑值AK、裂缝值LF以及车辙值CZ的数值，并将其代入公式中计算，依据公式

作为本发明进一步的方案：所述数据分析模块获得公路影响系数YX的具体过程如下：

将车辆值CL、天气值TQ进行量化处理，提取车辆值CL、天气值TQ的数值，并将其代入公式中计算，依据公式

作为本发明进一步的方案：所述分析数据判别模块生成异常报警指令的具体过程如下：

将监测分析系数JX与预设的监测分析阈值JXy进行比较：

如果监测分析系数JX≥监测分析阈值JXy，则监测分析系数JX对应的监测路段i标记为异常路段，同时生成异常报警指令，并将异常报警指令发送至异常报警模块。

作为本发明进一步的方案：一种基于公路数据对公路全生命周期的监测方法，包括以下步骤：

步骤一：公路数据监测模块获取监测路段i的公路监测信息，其中，公路监测信息包括凹坑值AK、裂缝值LF以及车辙值CZ，并将公路监测信息发送至至数据分析模块；

步骤二：影响数据监测模块获取监测路段i的公路影响信息，其中，公路影响信息包括车辆值CL、天气值TQ，并将公路影响信息发送至至数据分析模块；

步骤三：数据分析模块根据公路监测信息获得公路监测系数GJ，根据公路影响信息获得公路影响系数YX，并根据公路监测系数GJ、公路影响系数YX获得监测分析系数JX，并将监测分析系数JX发送至分析数据判别模块；

步骤四：分析数据判别模块根据监测分析系数JX获得异常路段，同时生成异常报警指令，并将异常报警指令发送至异常报警模块；

步骤五：异常报警模块接收到异常报警指令后响起异常警报铃声，同时将异常路段在终端设备上进行显示。

本发明的有益效果：

本发明的一种基于公路数据对公路全生命周期的监测方法及系统，该监测方法首先对监测路段的损坏情况进行监测，获取公路监测信息，根据公路监测信息获得的公路监测系数能够综合衡量监测路段的损坏程度，且公路监测系数越大表示损坏程度越高，之后对监测路段的损坏影响因素进行监测，获取公路影响系数，根据公路影响信息获得的公路影响系数能够综合衡量损坏影响因素影响程度，且公路影响系数越大表示影响程度越高，根据公路监测系数、公路影响系数获得的监测分析系数能够综合衡量公路异常程度，且监测分析系数越大表示公路异常程度越高，最终当公路异常程度高时进行异常报警；该监测系统通过实时采集公路数据，能够及时发现和预警公路潜在的安全问题，提高行车安全，提高了公路管理的效率和科学性，降低了维护成本，为公路的长期规划和管理提供重要依据，该监测系统具有全面、实时、智能化的优点，为公路管理和维护提供了有力的技术支持。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明中一种基于公路数据对公路全生命周期的监测系统的原理框图；

图2是本发明中一种基于公路数据对公路全生命周期的监测方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，请参阅图1所示，本实施例为一种基于公路数据对公路全生命周期的监测系统，包括以下模块：公路数据监测模块、影响数据监测模块、数据分析模块、分析数据判别模块以及异常报警模块；

其中，所述公路数据监测模块用于获取监测路段i的公路监测信息，并将公路监测信息发送至至数据分析模块；其中，公路监测信息包括凹坑值AK、裂缝值LF以及车辙值CZ；

其中，所述影响数据监测模块用于获取监测路段i的公路影响信息，并将公路影响信息发送至至数据分析模块；其中，公路影响信息包括车辆值CL、天气值TQ；

其中，所述数据分析模块用于根据公路监测信息获得公路监测系数GJ，根据公路影响信息获得公路影响系数YX，并根据公路监测系数GJ、公路影响系数YX获得监测分析系数JX，并将监测分析系数JX发送至分析数据判别模块；

其中，所述分析数据判别模块用于根据监测分析系数JX获得异常路段，同时生成异常报警指令，并将异常报警指令发送至异常报警模块；

其中，所述异常报警模块用于接收到异常报警指令后响起异常警报铃声，同时将异常路段在终端设备上进行显示。

实施例2，请参阅图2所示，本实施例为一种基于公路数据对公路全生命周期的监测方法，包括以下步骤：

步骤一：公路数据监测模块获取监测路段i的公路监测信息，其中，公路监测信息包括凹坑值AK、裂缝值LF以及车辙值CZ，并将公路监测信息发送至至数据分析模块；

步骤二：影响数据监测模块获取监测路段i的公路影响信息，其中，公路影响信息包括车辆值CL、天气值TQ，并将公路影响信息发送至至数据分析模块；

步骤三：数据分析模块根据公路监测信息获得公路监测系数GJ，根据公路影响信息获得公路影响系数YX，并根据公路监测系数GJ、公路影响系数YX获得监测分析系数JX，并将监测分析系数JX发送至分析数据判别模块；

步骤四：分析数据判别模块根据监测分析系数JX获得异常路段，同时生成异常报警指令，并将异常报警指令发送至异常报警模块；

步骤五：异常报警模块接收到异常报警指令后响起异常警报铃声，同时将异常路段在终端设备上进行显示。

实施例3，基于上述任一实施例，本发明实施例3为公路数据监测模块，公路数据监测模块的作用是为了获取公路监测信息，其中，公路监测信息包括凹坑值AK、裂缝值LF以及车辙值CZ，具体过程如下：

公路数据监测模块将需要监测的公路随机划分为若干个路段，并将其标记为监测路段i，i=1、……、n，n的取值为正整数，n表示为监测路段的总数，i为其中任意一个监测路段的编号；

公路数据监测模块获取监测路段i中凹坑数量、凹坑面积，并将其分别标记为凹数值AS、凹面值AM，将凹数值AS、凹面值AM进行量化处理，提取凹数值AS、凹面值AM的数值，并将其代入公式中计算，依据公式

公路数据监测模块获取监测路段i中裂缝数量、平均裂缝长度，并将其分别标记为裂数值LS、裂长值LC，将裂数值LS、裂长值LC进行量化处理，提取裂数值LS、裂长值LC的数值，并将其代入公式中计算，依据公式

公路数据监测模块获取监测路段i中车辙数量、平均车辙深度，并将其分别标记为辙数值ZS、辙深值ZD，将辙数值ZS、辙深值ZD进行量化处理，提取辙数值ZS、辙深值ZD的数值，并将其代入公式中计算，依据公式

公路数据监测模块将凹坑值AK、裂缝值LF以及车辙值CZ发送至数据分析模块。

实施例4，基于上述任一实施例，本发明实施例4为影响数据监测模块，影响数据监测模块的作用是为了获取公路影响信息，其中，公路影响信息包括车辆值CL、天气值TQ，具体过程如下：

影响数据监测模块获取监测路段i预设时间内的行驶车辆数量、平均车辆体积，并将其分别标记为车数值CS、车体值CT，将车数值CS、车体值CT进行量化处理，提取车数值CS、车体值CT的数值，并将其代入公式中计算，依据公式

影响数据监测模块获取监测路段i预设时间内的降雨次数、平均降雨量，并将其分别标记为雨次值YC、雨量值YL，获取监测路段i预设时间内的平均温度值与预设的标准温度值，获取两者之间的温度差值，并将其标记为温差值WC，将雨次值YC、雨量值YL以及温差值WC进行量化处理，提取雨次值YC、雨量值YL以及温差值WC的数值，并将其代入公式中计算，依据公式

影响数据监测模块将车辆值CL、天气值TQ发送至数据分析模块。

实施例5，基于上述任一实施例，本发明实施例5为数据分析模块，数据分析模块的作用是为了获得监测分析系数JX，具体过程如下：

数据分析模块将凹坑值AK、裂缝值LF以及车辙值CZ进行量化处理，提取凹坑值AK、裂缝值LF以及车辙值CZ的数值，并将其代入公式中计算，依据公式

数据分析模块将车辆值CL、天气值TQ进行量化处理，提取车辆值CL、天气值TQ的数值，并将其代入公式中计算，依据公式

数据分析模块将公路监测系数GJ、公路影响系数YX分别作为菱形的两根对角线，绘制菱形图案，获取菱形图案的面积并将其标记为监测分析系数JX，并将监测分析系数JX发送至分析数据判别模块。

实施例6，基于上述任一实施例，本发明实施例6为分析数据判别模块，分析数据判别模块的作用是为了生成异常报警指令，具体过程如下：

分析数据判别模块将监测分析系数JX与预设的监测分析阈值JXy进行比较：

如果监测分析系数JX≥监测分析阈值JXy，则监测分析系数JX对应的监测路段i标记为异常路段，同时生成异常报警指令，并将异常报警指令发送至异常报警模块。

实施例7，基于上述任一实施例，本发明实施例7为异常报警模块，异常报警模块的作用是为了进行异常报警，具体过程如下：

异常报警模块接收到异常报警指令后响起异常警报铃声，同时将异常路段在终端设备上进行显示。

基于实施例1-7，本发明的工作原理如下：

本发明的一种基于公路数据对公路全生命周期的监测方法及系统，通过公路数据监测模块获取监测路段的公路监测信息，其中，公路监测信息包括凹坑值、裂缝值以及车辙值，通过影响数据监测模块获取监测路段的公路影响信息，其中，公路影响信息包括车辆值、天气值，通过数据分析模块根据公路监测信息获得公路监测系数，根据公路影响信息获得公路影响系数，并根据公路监测系数、公路影响系数获得监测分析系数，通过分析数据判别模块根据监测分析系数获得异常路段，同时生成异常报警指令，通过异常报警模块接收到异常报警指令后响起异常警报铃声，同时将异常路段在终端设备上进行显示；该监测方法首先对监测路段的损坏情况进行监测，获取公路监测信息，根据公路监测信息获得的公路监测系数能够综合衡量监测路段的损坏程度，且公路监测系数越大表示损坏程度越高，之后对监测路段的损坏影响因素进行监测，获取公路影响系数，根据公路影响信息获得的公路影响系数能够综合衡量损坏影响因素影响程度，且公路影响系数越大表示影响程度越高，根据公路监测系数、公路影响系数获得的监测分析系数能够综合衡量公路异常程度，且监测分析系数越大表示公路异常程度越高，最终当公路异常程度高时进行异常报警；该监测系统通过实时采集公路数据，能够及时发现和预警公路潜在的安全问题，提高行车安全，提高了公路管理的效率和科学性，降低了维护成本，为公路的长期规划和管理提供重要依据，该监测系统具有全面、实时、智能化的优点，为公路管理和维护提供了有力的技术支持。

还需要进一步说明的是，上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本申请所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。