本发明涉及路面检测技术领域,具体而言,涉及一种公路路面管理装置及方法。
背景技术:
公路运输是目前最普遍的运输方式之一,是国民经济赖以生存和发展的重要基础设施。随着公路数量及里程的增加和使用时间的延长,随之而来的养护工作越来越重要。公路建成投入使用后,受车辆大型化、超载严重化、车轮反复碾压以及冰、雨雪等各种自然因素的影响,公路在使用过程中出现了各种各样的病害现象,如裂缝、凹凸等,这种现象随时间延长而日趋严重。若在路面病害出现初期就能及时检测,并跟踪其发展情况,及时进行路面修补,不仅能减轻路面的病害,而且能降低维修成本,确保行车安全,延长公路使用寿命。
现有的公路路面管理方法是,将全路段的路面信息采集完成后,将全路段的路面信息传输至控制中心,由控制中心根据路面信息内容,通过人为或图像分析来判定路面中的破损情况。由于是对全路段的路面信息进行分析,不能精确确定损坏路面的具体地理位置,不利于跟进损坏路面的修补情况,以及后期对损坏路面的精细研究,例如,根据修补记录、路面损坏情况和损坏成因的分析对其他同种类型的公路做出损坏预测及评估。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种公路路面管理装置及方法,以解决上述问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种公路路面管理装置,包括数据管理模块、数据处理模块和数据分析模块;
所述数据管理模块,用于预先建立公路电子地图,对公路电子地图中的公路进行分段,并标记段号;
所述数据管理模块,还用于将采集的每段公路的路面图像导入到所述公路电子地图的相应位置,其中,所述每段公路的路面图像为比例尺相同的一张图片,图片名称包括图像采集时间和段号;
所述数据处理模块,用于根据每张路面图像中公路的路面损坏的折合损坏面积之和与路面调查面积之比计算所述每段公路的路面破损率,以及根据路面破损率计算路面损坏状况指数;
所述数据处理模块,还用于预先建立每种路面类型的公路的损坏类型数据库,所述损坏类型数据库包括损坏类型及与所述损坏类型对应的损坏识别特征;
所述数据处理模块,还用于提取所述每张路面图像中公路的损坏特征,将所述每张路面图像中公路的损坏特征与所述损坏类型数据库中的损坏识别特征进行相关分析,判断所述每段公路的损坏类型;
所述数据管理模块,还用于存储每段公路的修补记录;
所述数据分析模块,用于预存公路路面损坏情况报告模板,并根据所述数据管理模块获得的公路电子地图、路面图像和修补记录以及所述公路路面管理装置获得的路面破损率、路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型自动生成公路路面损坏情况报告。
进一步地,所述数据分析模块还用于将同一采集时间、同一段号的公路的路面损坏状况指数、损坏特征、损坏类型及修补记录集成于一张处理成果图以输出。
进一步地,所述数据分析模块还用于动态显示不同采集时间、同一段号的公路的多张处理成果图,并将所述不同采集时间、同一段号的公路的多张处理成果图制作为GIF文件、电子相册和/或视频文件以输出。
进一步地,所述数据分析模块还用于动态显示同一采集时间、不同段号的公路的多张处理成果图,并将所述同一采集时间、不同段号的公路的多张处理成果图制作为GIF文件、电子相册和/或视频文件以输出。
进一步地,所述公路路面管理装置还包括报警模块;
所述数据处理模块,还用于在判定计算的每段公路的路面损坏状况指数超过预设值时,发送报警信号和公路的段号及路面损坏状况指数至所述报警模块;
所述报警模块,用于根据报警信号进行报警,并显示所述公路的段号及路面损坏状况指数。
进一步地,所述公路路面管理装置还包括报警模块;
所述数据分析模块,还用于建立修补记录与路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型的相关关系,以确定修补指标;
所述数据处理模块,还用于在判定计算的每段公路的路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型超过修补指标时,发送报警信号和公路的段号及路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型;
所述报警模块,用于根据报警信号进行报警,并显示所述公路的段号及路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型。
一种公路路面管理方法,应用于公路路面管理装置,所述公路路面管理装置包括数据管理模块、数据处理模块和数据分析模块,所述数据管理模块预先建立有公路电子地图,对公路电子地图中公路进行分段,并标记段号,所述数据处理模块预先建立有每种路面类型的公路的损坏类型数据库,所述损坏类型数据库包括损坏类型及与所述损坏类型对应的损坏识别特征,所述数据分析模块预存有公路路面损坏情况报告模板,所述方法包括:
所述数据管理模块将采集的每段公路的路面图像导入到所述公路电子地图的相应位置,其中,所述每段公路的路面图像为比例尺相同的一张图片,图片名称包括图像采集时间和段号;
所述数据处理模块根据每张路面图像中公路的路面损坏的折合损坏面积之和与路面调查面积之比计算所述每段公路的路面破损率,以及根据路面破损率计算路面损坏状况指数;
所述数据处理模块提取所述每张路面图像中公路的损坏特征,将所述每张路面图像中公路的损坏特征与所述损坏类型数据库中的对应路面类型的公路的损坏识别特征进行相关分析,判断所述每段公路的损坏类型;
所述数据管理模块存储每段公路的修补记录;
所述数据分析模块根据所述数据管理模块获得的公路电子地图、路面图像和修补记录以及所述公路路面管理装置获得的路面破损率、路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型自动生成公路路面损坏情况报告。
进一步地,所述方法还包括:所述数据分析模块将同一采集时间、同一段号的公路的路面损坏状况指数、损坏特征、损坏类型及修补记录集成于一张处理成果图以输出。
进一步地,所述方法还包括:所述数据分析模块动态显示不同采集时间、同一段号的公路的多张处理成果图,并将所述不同采集时间、同一段号的公路的多张处理成果图制作为GIF文件、电子相册和/或视频文件以输出。
进一步地,所述公路路面管理装置还包括报警模块,所述数据分析模块根据修补记录与路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型的相关关系确定有修补指标,所述方法还包括:
所述数据处理模块在判定计算的每段公路的路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型超过修补指标时,发送报警信号和公路的段号及路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型;
所述报警模块根据报警信号进行报警,并显示所述公路的段号及路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型。
本发明提供的公路路面管理装置及方法,通过建立公路电子地图,对公路电子地图中的公路进行分段,分段采集公路的路面图像,并对每段公路的路面图像进行路面破损率、路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型分析以及存储每段公路的修补记录,不仅能够精确确定损坏路面的具体地理位置,而且有利于跟进损坏路面的修补情况,以及根据修补记录、路面损坏情况和损坏成因的分析对其他同种类型的公路做出损坏预测及评估,实现了对损坏路面的精细研究。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的一种公路路面管理装置的应用场景示意图。
图2为本发明实施例提供的一种公路路面管理装置的方框示意图。
图3为本发明实施例提供的另一种公路路面管理装置的方框示意图。
图4为本发明实施例提供的一种公路路面管理方法的流程图。
图标:100-公路路面管理装置;1-电子设备;10-存储器;20-处理器;30-外设接口;110-数据管理模块;120-数据处理模块;130-数据分析模块;140-报警模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,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的一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
请参阅图1,本发明实施例提供的一种公路路面管理装置100的应用场景示意图。公路路面管理装置100可应用于能进行数据处理的电子设备1中,其包括:公路路面管理装置100、存储器10、处理器20和外设接口30。
公路路面管理装置100设置于存储器10中,存储器10、处理器20和外设接口30相互之间直接或间接地电性连接,以实现数据的传输或交互。例如,这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器10中存储有公路路面管理装置100,公路路面管理装置100包括至少一个可以用软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器10中的软件功能模块,所述处理器20通过运行存储在存储器10内的软件程序以及模块,如本发明实施例中的公路路面管理装置100,从而执行各种功能应用以及数据处理,即实现本发明实施例中的公路路面管理方法。
其中,所述存储器10可以是,但不限于,随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),只读存储器(Read Only Memory,ROM),可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory,PROM),可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory,EPROM),电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM)等。其中,存储器10用于存储程序,处理器20在接收到执行指令后,执行所述程序,本发明实施例任一实施方式所揭示的流程定义的方法可以应用于处理器20中,或者由处理器20实现。
处理器20可以是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。处理器20可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、网络处理器(Network Processor,NP)等。处理器20还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)以及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。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
外设接口30将各种输入/输出装置耦合至处理器20以及存储器10。在一些实施例中,外设接口30,处理器20以及存储器10可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中,他们可以分别由独立的芯片实现。
可以理解,图1所示的结构仅为示意,应用有公路路面管理装置100的电子设备1还可包括比图1中所示更多或者更少的组件,或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
请参阅图2,公路路面管理装置100包括:数据管理模块110、数据处理模块120和数据分析模块130。
数据管理模块110,用于预先建立公路电子地图,对公路电子地图中的公路进行分段,并标记段号。其中,公路电子地图可以在谷歌地图、高德地图、百度地图等电子地图的基础上进行制作,去掉部分建筑物,修改公路的颜色,在每段公路的开始处或者结尾处添加公路的段号。公路电子地图中的公路的段号,可以按公路名称和分段段号进行命名,例如公路的段号可以是京沪高速1段或G2-1。每段公路的长度可以根据公路的路面类型、质量、受到损坏的频率及公路管辖部门的位置等灵活设置。
数据管理模块110,还用于将采集的每段公路的路面图像导入到所述公路电子地图的相应位置,其中,所述每段公路的路面图像为比例尺相同的一张图片,图片名称包括图像采集时间和段号公路路面。每段公路的路面图像是由现有的公路路面图像采集装置采集到的。现有的公路路面图像采集装置有很多,也比较先进。根据应用有GPS定位、公路里程桩号标定计算法、航位推算定位以及采用增量编码器计算车辆行驶轨迹、Serif等图像拼接软件的公路路面图像采集装置就可以精确采集每段公路的路面图像,并保证每段公路的路面图像为比例尺相同的一张图片。比例尺相同是指,每张图片中公路的长度与实际公路的长度之比相同,每张图片中公路的宽度和实际公路的宽度之比相同。保存名称包括图像采集时间和公路的段号,例如保存名称可以是公路的段号在前时间在后,如京沪高速1段20160819和G2-1-20160819,或是时间在前公路的段号在后,如20160819京沪高速1段和20160819-G2-1。采集的每段公路的路面图像导入到公路电子地图后,导入了路面图像的公路就会在公路电子地图上显示。例如,没有导入路面图像的公路在公路电子地图上为灰色,导入了路面图像的公路为红色。同一段号、不同采集时间的公路的路面图像导入到同一个下拉式选单中方便查看及分类管理。所述下拉式选单可以是公路电子地图中公路的段号。点击电子地图中公路的段号,就显示同一段号、不同采集时间的公路的路面图像的名称列表。
数据处理模块120,用于根据每张路面图像中公路的路面损坏的折合损坏面积之和与路面调查面积之比计算所述每段公路的路面破损率,以及根据路面破损率计算路面损坏状况指数。在公路的路面图像中,路面损坏区域比周围正常路面区域的灰度值低,据此可以计算路面图像中灰度值低的区域的面积之和与路面图像的面积之比即可获得公路的路面破损率,用DR表示。根据交通部2007年发布的《公路技术状况评定标准》来计算路面状况指数(Pavement Condition Index,PCI),计算公式为:
式中,a0——沥青路面采用15.00,水泥混凝土路面采用10.66;
a1——沥青路面采用0.412,水泥混凝土路面采用0.461;
DR——路面破损率(Pavement Distress Ratio),为各种损坏的折合损坏面积之和与路面调查面积之百分比(%)。
数据处理模块120,还用于预先建立每种路面类型的公路的损坏类型数据库,所述损坏类型数据库包括损坏类型及与所述损坏类型对应的损坏识别特征。目前我国的公路的路面类型有:沥青路面、水泥混凝土路面以及混合型路面。沥青路面对应的损坏类型有:龟裂、块状裂缝、纵向裂缝、横向裂缝、坑槽、松散、沉陷、车辙、波浪拥包、泛油和修补等。水泥混凝土路面对应的损坏类型有:破碎板、裂缝、板角断裂、错台、唧泥、边角剥落、接缝料损坏、坑洞、拱起、露骨和修补等。根据现有技术确定公路的路面类型、损坏类型及对应的损坏识别特征。
数据处理模块120,还用于提取所述每张路面图像中公路的损坏特征,将所述每张路面图像中公路的损坏特征与所述损坏类型数据库中的损坏识别特征进行相关分析,判断所述每段公路的损坏类型。在公路的路面图像中,路面损坏区域比周围正常路面区域的灰度值低,提取灰度值低的区域与损坏识别特征进行相关分析,根据他们的相似程度,来判断公路的损坏类型。
数据管理模块110,还用于存储每段公路的修补记录。修补记录包括经现场考察后是否需要修补、具体修补位置及修补措施。存储修补记录有利于评价数据处理模块120获得的损坏状况指数、损坏特征和损坏类型的准确性,以及根据修补记录与路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型的相关关系,确定修补指标,当数据处理模块120获得的路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型达到修补指标后,才出动修补人员进行修补,节约人力、物力,避免白跑一趟。此外,根据修补记录、路面损坏情况和损坏成因的分析对其他同种类型的公路做出损坏预测及评估,实现了对损坏路面的精细研究。
数据分析模块130,用于预存公路路面损坏情况报告模板,并根据数据管理模块110获得的公路电子地图、路面图像和修补记录以及公路路面管理装置100获得的路面破损率、路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型自动生成公路路面损坏情况报告。
可选地,在本实施例中,数据分析模块130还用于将同一采集时间、同一段号的公路的路面损坏状况指数、损坏特征、损坏类型及修补记录集成于一张处理成果图以输出。将同一采集时间、同一段号的公路的路面损坏状况指数、损坏特征、损坏类型及修补记录集成于一张处理成果图,有利于数据集中,便于后期研究。
可选地,在本实施例中,数据分析模块130还用于动态显示不同采集时间、同一段号的公路的多张处理成果图,并将所述不同采集时间、同一段号的公路的多张处理成果图制作为GIF文件、电子相册和/或视频文件以输出。可选地,在本实施例中,数据分析模块130还用于动态显示同一采集时间、不同段号的公路的多张处理成果图,并将所述同一采集时间、不同段号的公路的多张处理成果图制作为GIF文件、电子相册和/或视频文件以输出。将多张处理成果图制作为GIF文件、电子相册和/或视频文件,避免遗失一两张,有利于保存以及后期处理成果展示。
请参阅图3,可选地,在本实施例中,公路路面管理装置100还包括报警模块140。包括报警模块140的公路路面管理装置100可以有两种设计:一、数据处理模块120还用于在判定计算的每段公路的路面损坏状况指数超过预设值时,发送报警信号和公路的段号及路面损坏状况指数至所述报警模块140。报警模块140用于根据报警信号进行报警,并显示所述公路的段号及路面损坏状况指数。二、数据分析模块130还用于建立修补记录与路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型的相关关系,以确定修补指标。数据处理模块120还用于在判定计算的每段公路的路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型超过修补指标时,发送报警信号和公路的段号及路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型。报警模块140用于根据报警信号进行报警,并显示所述公路的段号及路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型。报警方式可以采用LED灯显示、闪烁或者声音报警。
请参阅图4,本发明实施例还提供一种公路路面管理方法,应用于公路路面管理装置100。公路路面管理装置100包括数据管理模块110、数据处理模块120和数据分析模块130,数据管理模块110预先建立有公路电子地图,对公路电子地图中公路进行分段,并标记段号,数据处理模块120预先建立有每种路面类型的公路的损坏类型数据库,所述损坏类型数据库包括损坏类型及与所述损坏类型对应的损坏识别特征,数据分析模块130预存有公路路面损坏情况报告模板,所述方法包括:步骤S101、步骤S102、步骤S103、步骤S104和步骤S105。
步骤S101,数据管理模块110将采集的每段公路的路面图像导入到所述公路电子地图的相应位置,其中,所述每段公路的路面图像为比例尺相同的一张图片,图片名称包括图像采集时间和段号;
步骤S102,数据处理模块120根据每张路面图像中公路的路面损坏的折合损坏面积之和与路面调查面积之比计算所述每段公路的路面破损率,以及根据路面破损率计算路面损坏状况指数;
步骤S103,数据处理模块120提取所述每张路面图像中公路的损坏特征,将所述每张路面图像中公路的损坏特征与所述损坏类型数据库中的对应路面类型的公路的损坏识别特征进行相关分析,判断所述每段公路的损坏类型;
步骤S104,数据管理模块110存储每段公路的修补记录;
步骤S105,数据分析模块130根据数据管理模块110获得的公路电子地图、路面图像和修补记录以及公路路面管理装置100获得的路面破损率、路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型自动生成公路路面损坏情况报告。
可选地,在本实施例中,所述方法还包括步骤S106,数据分析模块130将同一采集时间、同一段号的公路的路面损坏状况指数、损坏特征、损坏类型及修补记录集成于一张处理成果图以输出。
可选地,在本实施例中,所述方法还包括步骤S107:数据分析模块130动态显示不同采集时间、同一段号的公路的多张处理成果图,并将所述不同采集时间、同一段号的公路的多张处理成果图制作为GIF文件、电子相册和/或视频文件以输出。
可选地,在本实施例中,公路路面管理装置100还包括报警模块140,数据分析模块130根据修补记录与路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型的相关关系确定有修补指标,所述方法包括步骤S108和步骤S109。
步骤S108,数据处理模块120在判定计算的每段公路的路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型超过修补指标时,发送报警信号和公路的段号及路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型;
步骤S109,报警模块140根据报警信号进行报警,并显示所述公路的段号及路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型。
应理解,在使用公路路面管理方法进行公路路面管理时,对步骤S101、步骤S102、步骤S103、步骤S104、步骤S105、步骤S106、步骤S107、步骤S108和步骤S109的执行次数和执行顺序不做限制。
本发明提供的公路路面管理装置100及公路路面管理方法,通过建立公路电子地图,对公路电子地图中的公路进行分段,分段采集公路的路面图像,并对每段公路的路面图像进行路面破损率、路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型分析以及存储每段公路的修补记录,不仅能够精确确定损坏路面的具体地理位置,而且有利于跟进损坏路面的修补情况,以及根据修补记录、路面损坏情况和损坏成因的分析对其他同种类型的公路做出损坏预测及评估,实现了对损坏路面的精细研究。根据修补记录与路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型的相关关系,确定修补指标,当数据处理模块120获得的路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型达到修补指标后,报警模块140根据报警信号进行报警,并显示所述公路的段号及路面损坏状况指数、损坏特征和损坏类型,出动修补人员进行修补,节约人力、物力。
应当理解到,所揭露的装置及方法,也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置及方法实施例仅仅是示意性的,例如,附图中的框图和/或流程图显示了根据本发明的实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现方式中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外,在本发明实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。术语“包括”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。