一种路面车辙测量方法及系统与流程

本发明涉及道路测量技术领域，尤其涉及一种路面车辙测量方法及系统。

背景技术：

车辙是车辆在路面上行驶后留下的车轮的压痕。现代路面车辙是路面周期性评价及路面养护中的一个重要指标。路面车辙深度直接反映了车辆行驶的舒适度及路面的安全性和使用期限。路面车辙深度的检测能为决策者提供重要的信息，使决策者能为路面的维修、养护及翻修等作出优化决策。

现采用的激光或超声波车辙仪，在测量路面车辙时受天气条件的影响较大，特别在雨天或路面潮湿的情况下不宜采用其测量。为了解决测量路面车辙时不受天气的影响，特别是雨水的影响，需发明一种不受天气影响的路面车辙测量方法及系统。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明提供一种不受天气影响的路面车辙测量方法及系统。

为了达到上述目的，本发明提供一种路面车辙测量方法，包括：在待测路段喷洒积水，直至所述待测路段的车辙被积水填平；测量所述待测路段中车辙内的所述积水的水温；向所述车辙内的所述积水发射电磁波，测量所述电磁波在所述车辙内的所述积水中的双程走时；根据所述水温和双程走时，计算所述路段中车辙的深度。

可选的，在所述测量所述路段中积水的水温的步骤之前，所述方法还包括开动测试车辆行驶过所述路段，并测量所述测试车辆行驶的距离。

可选的，所述计算所述路段中车辙的深度的公式为：

$D=v\×\frac{\mathrm{\Δ}t}{2}=\frac{\mathrm{\Δ}t\×c}{2\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_r}}=\frac{\mathrm{\Δ}t\×c}{2\sqrt{e^{(4.474226-4.54426\×{10}^{-8}T)}}}.$

可选的，所述测量所述待测路段中车辙内的所述积水的水温的步骤之后，所述方法还包括获取所述车辙的位置信息；根据所述路段中的车辙的深度和位置信息，确定所述待测路段的维修区域。

可选的，在中央处理器中预设有阈值，并将所述车辙的深度与所述阀值进行比较，若所述车辙深度大于所述阀值则发出警报信息。

本发明还提供一种路面车辙测量系统，包括：红外感温器，测量路段中积水的水温；电磁波发射接收器，测量电磁波在所述积水中的双程走时；中央处理器，分别与所述红外感温器和电磁波发射接收器连接，并根据所述水温和双程走时进行计算，获取所述路段中车辙的深度。

可选的，所述路面车辙测量系统还包括测试车辆里程表，所述测试车辆里程表与中央处理器连接。

可选的，所述路面车辙测量系统还包括定位系统，所述定位系统与中央处理器连接，用于定位所述测试车辆的具体位置，并将所述具体位置的坐标发送给所述中央处理器。

可选的，所述路面车辙测量系统还包括警报装置，所述警报装置与中央处理器连接。

可选的，所述路面车辙测量系统还包括显示器，所述显示器与中央处理器连接，用于展示所述中央处理器分析和计算后结果。

本发明的有益效果是：根据雷达波在水中的双程走时以及水的相对介电常数，可以使中央处理器根据水温和双程走时进行分析和计算，获取路段中的车辙深度。通过以上方式，该方法的测量过程及其测量结果，可以不受天气尤其是大雨的影响，即能在各种天气状况下，保证测量结果的准确度。

进一步，还可以在获取车辙深度的同时，通过定位系统定位该车辙深度对应的具体位置坐标，进而确定待测路段的维修区域。同时中央处理器还可以自动判断车辙深度是否超过阀值，以提醒测量人员。

【附图说明】

图1为本发明路面车辙测量方法第一实施例的流程图；

图2为本发明路面车辙测量方法第二实施例的流程图；

图3为本发明路面车辙测量系统实施例的结构示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，为本发明路面车辙测量方法第一实施例的流程图，路面车辙测量方法包括：

步骤110：在待测路段喷洒积水，直至待测路段的车辙被积水填平；

在测量路段中车辙之前，先用洒水车或其他设备向路段中进行洒水，直至所述待测路段的车辙被积水填平，使路段中的积水形成水平面。此处所说的水平面是指完全静止的水所形成的平面。

步骤120：测量待测路段中车辙内的积水的水温；

用红外线感温器测量路段中积水的水温，记录该水温的数值为T。红外线感温器将该水温T发送给中央处理器。

步骤130向车辙内的所述积水发射电磁波，测量电磁波在车辙内的积水中的双程走时；

电磁波发射接收器向积水发射电磁波，电磁波穿过积水到达路面，并经路面反射，然后沿原路返回，最后被电磁波发射接收器接收到。该过程所消耗的时间即为电磁波在积水中的双程走时Δt。电磁波发射接收器将双程走时Δt发送给中央处理器。

步骤140：根据水温和双程走时，计算路段中车辙的深度。

中央处理器接收到水温T和双程走时Δt后，对其进行分析和计算，获得该路段中车辙的深度。

在本发明实施例中，由于不同的介质具有不同的介电常数，造成各种介质具有不同的电导性，电导性的差异影响了电磁波的传播速度。根据雷达波在水中的双程走时以及水的相对介电常数，可以使中央处理器根据水温和双程走时进行分析和计算，获取路段中的车辙深度。通过以上方式，该方法的测量过程及其测量结果，可以不受天气尤其是大雨的影响，即能在各种天气状况下，保证测量结果的准确度。

为了进一步获取车辙的具体位置以及车辙深度是否超出预设阀值。请参阅图2，为本发明路面车辙测量方法第二实施例的流程图，本发明路面车辙测量方法包括：

步骤110：在待测路段喷洒积水，直至待测路段的车辙被积水填平；

在测量路段中车辙之前，先用洒水车或其他设备向路段中进行洒水，使路段中的积水形成水平面。此处所说的水平面是指完全静止的水所形成的平面。

步骤150：开动测试车辆行驶过所述路段，并测量所述测试车辆行驶的距离；

开动测试车辆，并启动红外线感温器和电磁波发射接收器，使测试车辆匀速行驶过所需测量的路段，并测量该测试车辆的行驶距离。

步骤120：测量待测路段中车辙内的积水的水温；

用红外线感温器测量路段中积水的水温，记录该水温的数值为T。红外线感温器将该水温T发送给中央处理器。

步骤130：向车辙内的所述积水发射电磁波，测量电磁波在车辙内的积水中的双程走时；

电磁波发射接收器向积水发射电磁波，电磁波穿过积水到达路面，并经路面反射，然后沿原路返回，最后被电磁波发射接收器接收到。该过程所消耗的时间即为电磁波在积水中的双程走时Δt。电磁波发射接收器将双程走时Δt发送给中央处理器。

步骤140：根据水温和双程走时，计算路段中车辙的深度；

中央处理器接收到水温T和双程走时Δt后，对其进行分析和计算，获得该路段中车辙的深度。

计算原理

由于不同的介质具有不同的介电常数，造成各种介质具有不同的电导性，电导性的差异影响了电磁波的传播速度。一般用下面公式计算电磁波在不同介质中的传播速度。

式中：v—电磁波在介质中的传播速度(mm/ns)；

c—电磁波在空气中的传播速度，取300mm/ns；

ε_r—介质的相对介电常数。

对于水的介电常数，应考虑温度校正，由以下公式求得：

lnε_r＝4.474226-4.54426×10^-3T (公式2)

式中：T—水的温度。

根据雷达波在水中的双程走时以及水的相对介电常数，用下式确定水的深度。

$D=v\×\frac{\mathrm{\Δ}t}{2}=\frac{\mathrm{\Δ}t\×c}{2\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_r}}=\frac{\mathrm{\Δ}t\×c}{2\sqrt{e^{(4.474226-4.54426\×{10}^{-8}T)}}}$

式中：D—水的深度；

Δt—电磁波在水中的双程走时(ns)；

c—电磁波在空气中的传播速度，取300mm/ns；

T—水的温度。

步骤160：获取车辙的位置信息，根据路段中的车辙的深度和位置信息，确定待测路段的维修区域；

运用定位系统即时定位测试车辆的具体位置，并将该具体位置的坐标发送给中央处理器，中央处理器将对该坐标分析和记录。

步骤170：在中央处理器中预设有阈值，并将车辙的深度与阀值进行比较，若车辙深度大于阀值则发出警报信息。

中央处理器中预设有车辙深度阈值，并将计算获得的车辙深度与阀值进行比较，若计算获得的车辙深度大于阀值则发出警报信息，若计算获得的车辙深度小于阀值则不发出警报信息。

在本发明实施例中，由于不同的介质具有不同的介电常数，造成各种介质具有不同的电导性，电导性的差异影响了电磁波的传播速度。根据雷达波在水中的双程走时以及水的相对介电常数，可以使中央处理器根据水温和双程走时进行分析和计算，获取路段中的车辙深度。通过以上方式，该方法的测量过程及其测量结果，可以不受天气尤其是大雨的影响，即能在各种天气状况下，保证测量结果的准确度。进一步，还可以在获取车辙深度的同时，通过定位系统定位该车辙深度对应的具体位置坐标，进而确定待测路段的维修区域。同时中央处理器还可以自动判断车辙深度是否超过阀值，以提醒测量人员。

本发明又提供一种路面车辙测量系统的实施例。如图3所示，路面车辙测量系统100，包括：红外感温器10、电磁波发射接收器20和中央处理器30。红外感温器10，测量路段中积水的水温；电磁波发射接收器20，测量电磁波在积水中的双程走时；中央处理器30，分别与红外感温器10和电磁波发射接收器20连接，并根据水温和双程走时进行分析和计算，获取路段中的车辙深度。红外线感温器10测量路段中积水的水温，记录该水温的数值为T。具体地，红外线感温器将该水温T发送给中央处理器30。电磁波发射接收器20向积水发射电磁波，电磁波穿过积水到达路面，并经路面反射，然后沿原路返回，最后被电磁波发射接收器接收到。该过程所消耗的时间即为电磁波在积水中的双程走时Δt。电磁波发射接收器20将双程走时Δt发送给中央处理器30。中央处理器30接收到水温T和双程走时Δt后，对其进行分析和计算，获得该路段中车辙的深度。

由于不同的介质具有不同的介电常数，造成各种介质具有不同的电导性，电导性的差异影响了电磁波的传播速度。根据雷达波在水中的双程走时以及水的相对介电常数，可以使中央处理器根据水温和双程走时进行分析和计算，获取路段中的车辙深度。通过以上方式，该方法的测量过程及其测量结果，可以不受天气尤其是大雨的影响，即能在各种天气状况下，保证测量结果的准确度。

为了进一步确定待测路段的维修区域以及车辙深度是否超过阀值。路面车辙测量系统100还包括测试车辆里程表40、定位系统50、警报装置60和显示器70。

红外感温器10、电磁波发射接收器20、中央处理器30、定位系统50、警报装置60和显示器70均安装于测试车辆上。

开动测试车辆，并启动红外线感温器10和电磁波发射接收器20，使测试车辆匀速行驶过所需测量的路段，并用测试车辆里程表40测量该测试车辆行驶的距离，将其发送给中央处理器30。中央处理器30可以根据该距离，计算出此次测量活动，所测量的路段的长度和面积。

定位系统50与中央处理器30连接，运用定位系统可以即时定位测试车辆的具体位置，并将该具体位置的坐标发送给中央处理器30，中央处理器30将对该坐标分析和记录，进而确定待测路段的维修区域。

警报装置60与中央处理器30连接。中央处理器30中预设有车辙深度阈值，并将计算获得的车辙深度与阀值进行比较，若计算获得的车辙深度大于阀值则向警报装置60发出指令，由警报装置60发出警报，若计算获得的车辙深度小于阀值则不向警报装置60发出指令。

显示器70与中央处理器30连接，用于展示中央处理器30分析和计算后结果。所展示的结果以表格或者其他形式呈现，其内容包括车辙的深度、车辙的具体位置坐标和车辙的深度是否超过预设阀值。

在本发明实施例中，由于不同的介质具有不同的介电常数，造成各种介质具有不同的电导性，电导性的差异影响了电磁波的传播速度。根据雷达波在水中的双程走时以及水的相对介电常数，可以使中央处理器根据水温和双程走时进行分析和计算，获取路段中的车辙深度。通过以上方式，该方法的测量过程及其测量结果，可以不受天气尤其是大雨的影响，即能在各种天气状况下，保证测量结果的准确度。进一步，还可以在获取车辙深度的同时，通过定位系统定位该车辙深度对应的具体位置坐标，进而确定待测路段的维修区域。同时中央处理器还可以自动判断车辙深度是否超过预设阀值，以提醒测量人员。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。