道路平整度的采集方法/系统，评价系统，介质及服务端与流程

本发明属于道路工程检测技术领域，涉及一种采集方法/系统，特别是涉及一种道路平整度的采集方法/系统，评价系统，介质及服务端。

背景技术：

我国逐渐从大规模的公路建设时期转变为大规模的公路养护时期，作为公路养护管理系统的核心部分，路面质量的检测评估是目前最重要的课题之一。研究表明，路面平整度占路面使用指数总分的40％-60％，目前我国主要通过国际平整度指数iri评价路面平整度。路面的iri值越高，路面的平整度越差，平整度较差的路面不仅会影响道路的行车安全，降低行车舒适性，增加行车的运行费用，还可能加速路面破坏，缩短养护周期。

目前我国主要采用车载激光断面仪测量道路的iri指标，虽测试速度快，但是价格昂贵。且该方法对专业技术人员的依赖程度高，无法大规模推广。公路养护部门一般根据养护周期计划，定期测试公路的iri指标，而检测技术在不同程度上受到人力、物力和财力的限制，无法对公路网进行全面的平整度状况实时监测。

因此，如何提供一种道路平整度的采集方法/系统，评价系统，介质及服务端，以解决现有道路检测技术在不同程度上受到人力、物力和财力的限制，且无法对公路网进行全面的平整度状况实时监测等缺陷，实已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种道路平整度的采集方法/系统，评价系统，介质及服务端，用于解决现有道路检测技术在不同程度上受到人力、物力和财力的限制，且无法对公路网进行全面的平整度状况实时监测的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种道路平整度的采集方法，包括：接收行驶在道路上车辆于三个维度方向上的加速度信息、车辆行驶速度信息、车辆实时坐标位置及车辆的簧载参数；根据加速度信息、车辆行驶速度信息和车辆的簧载参数，计算该道路的平整度指数；将道路的平整度指数与车辆实时坐标位置按时间顺序对应匹配。

于本发明的一实施例中，在接收到行驶于该道路上车辆于三个维度方向上的加速度信息和车辆行驶速度信息后，所述道路平整度的评价方法还包括：过滤掉车辆行驶速度信息不在预设速度数据范围内的速度信息及其对应的加速度信息；过滤掉车辆发生特殊状况时所对应的三个维度方向上的加速度信息；提取出纵向方向上的加速度信息。

于本发明的一实施例中，所述道路平整度的评价方法还包括：对提取出的纵向方向上的加速度信息进行滤波和去噪处理。

于本发明的一实施例中，所述车辆的簧载参数包括四分之一车辆的簧载质量、簧载质量的刚度系数及簧载的阻尼系数。

于本发明的一实施例中，所述计算该道路的平整度指数的步骤中还包括：计算从0至t时刻中第i时刻簧载质量与非簧载质量正在纵向方向上的相对位移；其中，i大于0，小于t，t大于1；从0至t时刻中第i时刻簧载质量与非簧载质量正在纵向方向上的相对位移的计算公式为：其中，yi为从0至t时刻中第i时刻簧载质量与非簧载质量正在纵向方向上的相对位移，yi-1为从0至t时刻中第i-1时刻簧载质量与非簧载质量正在纵向方向上的相对位移，ks为簧载质量的刚度系数，ms为簧载质量，cs为簧载的阻尼系数，ai-1为第i-1时刻车辆于纵向方向上的加速度，δt为第i时刻与第i-1时刻间的时间间隔。

于本发明的一实施例中，道路的平整度指数其中，l为从0至t时刻车辆行驶的距离。

本发明另一方面提供一种道路平整度的采集系统，包括：通信模块，用于接收行驶在道路上车辆于三个维度方向上的加速度信息、车辆行驶速度信息、车辆实时坐标位置及车辆的簧载参数；计算模块，用于根据加速度信息、车辆行驶速度信息和车辆的簧载参数，计算该道路的平整度指数；匹配模块，用于将将道路的平整度指数与车辆实时坐标位置按时间顺序对应匹配。

本发明又一方面提供一种介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述道路平整度的采集方法。

本发明还提供一种服务端，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述服务端执行所述道路平整度的采集方法。

本发明最后一方面提供一种道路平整度的评价系统，包括：客户端，用于采集行驶在道路上车辆于三个维度方向上的加速度信息、车辆行驶速度信息、车辆实时坐标位置，及接收车辆的簧载参数，并予以传输；云端，用于存储所述客户端所传输的行驶在道路上车辆于三个维度方向上的加速度信息、车辆行驶速度信息、车辆实时坐标位置，及车辆的簧载参数；服务端，用于执行所述道路平整度的采集方法；可视化平台，用于显示按时间顺序对应匹配的道路的平整度指数与车辆实时坐标位置，以提供道路养护部门评价。

如上所述，本发明的道路平整度的采集方法/系统，评价系统，介质及服务端，具有以下

有益效果：

本发明所述道路平整度的采集方法/系统，评价系统，介质及服务端对于一定行驶速度下的车辆，利用竖直固定的车载智能手机收集竖直方向的加速度信号，并通过计算模型得到行驶路段的国际平整度指数，以实现每一辆移动车辆都能可能成为路面平整度检测终端，可以使道路管理部门全面实时地掌握路网的平整度状况，并且同一路段随着检测次数的增加，可不断提高检测的精度和可靠度，能极大程度降低路面平整度检测成本，缩短平整度检测周期。

附图说明

图1显示为本发明的道路平整度的采集方法于一实施例中的流程示意图。

图2a显示为本发明的道路平整度的采集系统于一实施例中的原理结构示意图。

图2b显示为本发明的四分之一车与智能手机的一体模型示意图。

图3显示为本发明的道路平整度的评价系统的实景示意图。

元件标号说明

2道路平整度的采集系统

21通信模块

22过滤模块

23预处理模块

24计算模块

25匹配模块

3道路平整度的评价系统

31客户端

32云端

33服务端

34可视化平台

s11～s15步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

本实施例提供一种道路平整度的采集方法，包括：

接收行驶在道路上车辆于三个维度方向上的加速度信息、车辆行驶速度信息、车辆实时坐标位置及车辆的簧载参数；

根据加速度信息、车辆行驶速度信息和车辆的簧载参数，计算该道路的平整度指数；

将道路的平整度指数与车辆实时坐标位置按时间顺序对应匹配。

以下将结合图示对本实施例所提供的道路平整度的采集方法进行详细描述。请参阅图1，显示为道路平整度的采集方法于一实施例中的流程示意图。如图1所示，所述道路平整度的采集方法具体包括以下几个步骤：

s11，接收行驶在道路上车辆于三个维度方向上的加速度信息、车辆行驶速度信息、车辆实时坐标位置及车辆的簧载参数。在本实施例中，车辆于三个维度方向上的加速度信息、车辆行驶速度信息、车辆实时坐标位置及车辆的簧载参数来源于客户端。于实际的实现方式中，所述客户端例如为智能手机、平板电脑、笔记本电脑等电子设备。在本实施例中，所述车辆实时坐标位置为车辆的经纬度坐标。所述车辆的簧载参数包括四分之一车辆的簧载质量、簧载质量的刚度系数及簧载的阻尼系数。在本实施例中，三个维度方向为x，y，z三个方向。

s12，过滤掉车辆行驶速度信息不在预设速度数据范围内的速度信息及其对应的加速度信息，过滤掉车辆发生特殊状况时所对应的三个维度方向上的加速度信息，及提取出纵向方向上的加速度信息。在本实施例中，预设速度数据范围为40km/h-90km/h。车辆发生特殊状况包括车辆刹车，车辆碰撞，车辆颠簸等导致于x和z轴方向加速度突变的特殊状况。

s13，对s12步骤中提取出的纵向方向(y方向)上的加速度信息进行滤波和去噪处理。

s14，根据加速度信息、车辆行驶速度信息和车辆的簧载参数，计算从0至t时刻中第i时刻簧载质量与非簧载质量正在纵向方向上的相对位移及该道路的平整度指数。在本实施例中，从0至t时刻中第i时刻簧载质量与非簧载质量正在纵向方向上的相对位移的计算公式为：

其中，yi为从0至t时刻中第i时刻簧载质量与非簧载质量正在纵向方向上的相对位移，yi-1为从0至t时刻中第i-1时刻簧载质量与非簧载质量正在纵向方向上的相对位移，ks为簧载质量的刚度系数，ms为簧载质量，cs为簧载的阻尼系数，ai-1为第i-1时刻车辆于纵向方向上的加速度，δt为第i时刻与第i-1时刻间的时间间隔；i大于0，小于t，t大于1。

道路的平整度指数iri的计算公式如下：

其中，l为从0至t时刻车辆行驶的距离。在本实施例中，每隔100米按照公式(2)计算道路的平整度指数iri。

s15，将道路的平整度指数与车辆实时坐标位置按时间顺序对应匹配。

本实施例还提供一种介质(即计算机可读存储介质)，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述道路平整度的采集方法。本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序相关的硬件来完成。前述的计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

实施例二

本实施例提供一种道路平整度的采集系统，包括：

通信模块，用于接收行驶在道路上车辆于三个维度方向上的加速度信息、车辆行驶速度信息、车辆实时坐标位置及车辆的簧载参数；

计算模块，用于根据加速度信息、车辆行驶速度信息和车辆的簧载参数，计算该道路的平整度指数；

匹配模块，用于将将道路的平整度指数与车辆实时坐标位置按时间顺序对应匹配。

以下将结合图示对本实施例所提供的道路平整度的采集系统进行详细描述。需要说明的是，应理解以上采集系统的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，x模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上x模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称asic)，或，一个或多个微处理器(digitalsingnalprocessor，简称dsp)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，简称fpga)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称soc)的形式实现。

请参阅图2a，显示为道路平整度的采集系统于一实施例中的原理结构示意图。如图2a所示，所述道路平整度的采集系统2包括通信模块21、过滤模块22、预处理模块23、计算模块24及匹配模块25。

所述通信模块21接收行驶在道路上车辆于三个维度方向上的加速度信息、车辆行驶速度信息、车辆实时坐标位置及车辆的簧载参数。在本实施例中，车辆于三个维度方向上的加速度信息、车辆行驶速度信息、车辆实时坐标位置及车辆的簧载参数来源于客户端。所述道路平整度的采集系统与客户端通信连接。于实际的实现方式中，所述客户端例如为智能手机、平板电脑、笔记本电脑等电子设备。在本实施例中，所述车辆实时坐标位置为车辆的经纬度坐标。所述车辆的簧载参数包括四分之一车辆的簧载质量、簧载质量的刚度系数及簧载的阻尼系数。在本实施例中，三个维度方向为x，y，z三个方向。在本实施例中，通信模块21可采用3g、4g或5g模块中的任意一种。

与所述通信模块21耦合的过滤模块22用于过滤掉车辆行驶速度信息不在预设速度数据范围内的速度信息及其对应的加速度信息，过滤掉车辆发生特殊状况时所对应的三个维度方向上的加速度信息，及提取出纵向方向上的加速度信息。在本实施例中，预设速度数据范围为40km/h-90km/h。车辆发生特殊状况包括车辆刹车，车辆碰撞，车辆颠簸等导致于x和z轴方向加速度突变的特殊状况。

与所述过滤模块22耦合的预处理模块23对所述过滤模块22中提取出的纵向方向(y方向)上的加速度信息进行滤波和去噪处理。

与所述通信模块21和预处理模块23耦合的计算模块24用于根据加速度信息、车辆行驶速度信息和车辆的簧载参数，计算从0至t时刻中第i时刻簧载质量与非簧载质量正在纵向方向上的相对位移及该道路的平整度指数。在本实施例中，从0至t时刻中第i时刻簧载质量与非簧载质量正在纵向方向上的相对位移的计算公式为：其中，yi为从0至t时刻中第i时刻簧载质量与非簧载质量正在纵向方向上的相对位移，yi-1为从0至t时刻中第i-1时刻簧载质量与非簧载质量正在纵向方向上的相对位移，ks为簧载质量的刚度系数，ms为簧载质量，cs为簧载的阻尼系数，ai-1为第i-1时刻车辆于纵向方向上的加速度，δt为第i时刻与第i-1时刻间的时间间隔；i大于0，小于t，t大于1。请参阅图2b，显示为四分之一车与智能手机的一体模型示意图。如图2b所示，三个维度方向x，y，z轴，及纵向方向上的相对位移y。

道路的平整度指数iri的计算公式未其中，l为从0至t时刻车辆行驶的距离。在本实施例中，每隔100米按照公式(2)计算道路的平整度指数iri。

与所述通信模块21和计算模块24耦合的匹配模块25用于将道路的平整度指数与车辆实时坐标位置按时间顺序对应匹配。

实施例三

本实施例提供一种服务端，包括：处理器、存储器、收发器、通信接口和系统总线；存储器和通信接口通过系统总线与处理器和收发器连接并完成相互间的通信，存储器用于存储计算机程序，通信接口用于和其他设备进行通信，处理器和收发器用于运行计算机程序，使服务端执行如上道路平整度的采集方法的各个步骤。

上述提到的系统总线可以是外设部件互连标准(peripheralpomponentinterconnect，简称pci)总线或扩展工业标准结构(extendedindustrystandardarchitecture，简称eisa)总线等。该系统总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。通信接口用于实现数据库访问装置与其他设备(例如客户端、读写库和只读库)之间的通信。存储器可能包含随机存取存储器(randomaccessmemory，简称ram)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)、网络处理器(networkprocessor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessing，简称dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称asic)、现场可编程门阵列(field－programmablegatearray，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

实施例四

本实施例提供一种道路平整度的评价系统，包括：

客户端，用于采集行驶在道路上车辆于三个维度方向上的加速度信息、车辆行驶速度信息、车辆实时坐标位置，及接收车辆的簧载参数，并予以传输；

云端，用于存储所述客户端所传输的行驶在道路上车辆于三个维度方向上的加速度信息、车辆行驶速度信息、车辆实时坐标位置，及车辆的簧载参数；

服务端，用于执行道路平整度的采集方法；

可视化平台，用于显示按时间顺序对应匹配的道路的平整度指数与车辆实时坐标位置，以提供道路养护部门评价。

请参阅图3，显示为道路平整度的评价系统的实景示意图。如图3所示，所述道路平整度的评价系统3包括客户端31、云端32、服务端33及可视化平台34。

所述客户端31用于采集行驶在道路上车辆于三个维度方向上的加速度信息、车辆行驶速度信息、车辆实时坐标位置，及接收车辆的簧载参数。在本实施例中，所述客户端31采用智能手机。将智能手机竖直固定于车载手机支架上，并将支架固定于驾驶员前方的挡风玻璃上或者仪表盘旁边。安装过程注意手机竖直放置，且牢牢固定，避免车辆上下颠簸时手机与支架产生相对位移。所述车辆实时坐标位置为车辆的经纬度坐标。所述车辆的簧载参数包括四分之一车辆的簧载质量、簧载质量的刚度系数及簧载的阻尼系数。

与所述客户端31通信连接的云端32用于存储所述客户端所传输的行驶在道路上车辆于三个维度方向上的加速度信息、车辆行驶速度信息、车辆实时坐标位置，及车辆的簧载参数。

与所述云端32通信连接的服务端33用于执行实施例一所述的道路平整度的采集方法中s11至s15。

与所述服务端33通信连接的可视化平台34用于显示按时间顺序对应匹配的道路的平整度指数与车辆实时坐标位置，以提供道路养护部门评价。在本实施例中，可视化平台34可以为gis平台。

综上所述，本发明所述道路平整度的采集方法/系统，评价系统，介质及服务端对于一定行驶速度下的车辆，利用竖直固定的车载智能手机收集竖直方向的加速度信号，并通过计算模型得到行驶路段的国际平整度指数，以实现每一辆移动车辆都能可能成为路面平整度检测终端，可以使道路管理部门全面实时地掌握路网的平整度状况，并且同一路段随着检测次数的增加，可不断提高检测的精度和可靠度，能极大程度降低路面平整度检测成本，缩短平整度检测周期。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。