基于滚动载荷作用下变形速度的弯沉盆检测方法及装置与流程

1.本发明涉及公路路面、机场道面检测技术领域，尤其涉及一种基于滚动载荷作用下变形速度的弯沉盆检测方法及装置。


背景技术：

2.公路路面/机场道面弯沉检测是评价路面承载力的基础，对于工程质量的控制和检验至关重要。传统的弯沉测量方法都是基于直接位移的测量方法，也就是直接测量路面在力的作用下的位移，代表方法有贝克曼梁和fwd(falling weight deflectometer，落锤式弯沉仪)。这些方法都采用动态行驶结合静态测量的测量方法，测量效率低下，对交通的影响大，还存在着巨大的安全隐患，无法满足道路预防性养护(preventive maintenance)要求短周期对路网进行动态弯沉测量的要求。
3.目前，在正常交通速度下，可以进行快速弯沉测量的方法主要包括两类：采用“力-位移”的直接测量方法和采用“力-速度-变形量”的间接测量方法。
4.在采用“力-位移”的直接测量方法中，代表技术有rwd(rollingwheel deflectometer，滚轮式弯沉仪)，rdt(road deflection tester，道路弯沉测试仪)，rdd(rolling dynamic deflectometer，滚轮式动力弯沉仪)等。但这些测量方法在试验阶段取得了一定的成果，但并没有得到实际工程应用。
5.在采用“力-速度-变形量”的间接测量方法，即基于路面变形速度的弯沉测量中，代表技术有tsd(traffic speed deflectometer，交通速度弯沉仪)、hsd(high speed deflectograph，高速弯沉检测设备) 和ldd(laser dynamic deflectometer，激光动态弯沉仪)等。此类测量系统由多台多普勒测振仪组成，其中1台用于测量弯沉盆外(例如3.6米处)没有路面垂向变形速度的数据做参考，其余多普勒测振仪用于测量50kn载荷轮下弯沉盆内的路面垂向变形速度。此类设备可以在20-90km/h下正常进行实际路网的载荷中心最大弯沉值测量。
6.结构层的承载性能虽然可以通过载荷中心最大弯沉值进行反映，但无法对某个结构层的承载性能进行表征，承载力相近的载荷中心弯沉可能相差很大。路表单点弯沉并不能较好地反映路面结构实际的承载能力，用它来进行路面补强设计或养护决策具有明显的不合理性。为了准确地评价路面结构的承载能力，需要利用路面弯沉盆数据，确定路面各结构层的模量，进行路面结构的应力分析，从而得出承载力变化规律，进而用于评定道路的建设质量和使用状况。
7.综上所有，现有公路路面/机场道面弯沉检测通常是针对路表单点的弯沉检测，针对公路路面/机场道面弯沉盆的快速检测是本领域亟待解决的技术课题。


技术实现要素：

8.本发明提供一种基于滚动载荷作用下变形速度的弯沉盆检测方法及装置，用以解决现有技术中难以进行快速的弯沉盆检测的缺陷，实现连续快速的弯沉盆检测。
9.本发明提供一种基于滚动载荷作用下变形速度的弯沉盆检测方法，包括：
10.获取载荷移动过程中，目标弯沉盆内各目标位置对应的各测量时刻的路面垂向变形速度；
11.基于所述各目标位置对应的各测量时刻、所述各目标位置对应的各测量时刻的路面垂向变形速度和路面垂向变形速度知识库模型，获取所述各目标位置对应的各响应时间区间的时长；
12.基于所述各目标位置对应的各测量时刻的路面垂向变形速度、所述各目标位置对应的各响应时间区间的时长和所述路面垂向变形速度知识库模型，获取所述各目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度；
13.基于所述各目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度和所述各目标位置对应的各响应时间区间的时长，获取所述目标弯沉盆的检测结果；
14.其中，所述各目标位置，包括第一测量点和至少3个第二测量点；所述第一测量点为目标弯沉盆内载荷中心位置对应测点所在的位置，所述第二测量点为所述目标弯沉盆内除所述载荷中心位置外的其余测点所在的位置；各所述目标位置对应的各所述测量时刻，是通过载荷移动速度和弯沉盆检测系统中测速仪的水平安装位置计算获得的。
15.根据本发明提供的一种基于滚动载荷作用下变形速度的弯沉盆检测方法，适用于公路路面或机场道面弯沉盆检测；
16.所述基于所述各目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度和所述各目标位置对应的各响应时间区间的时长，获取所述目标弯沉盆的检测结果之后，还包括：
17.基于所述目标弯沉盆的测量环境信息和弯沉盆修正知识库模型，对所述目标弯沉盆的检测结果进行修正。
18.根据本发明提供的一种基于滚动载荷作用下变形速度的弯沉盆检测方法，所述基于所述各目标位置对应的各测量时刻、所述各目标位置对应的各测量时刻的路面垂向变形速度和路面垂向变形速度知识库模型，获取所述各目标位置对应的各响应时间区间的时长，包括：
19.基于任一所述目标位置对应的各测量时刻，获取各第一时长；所述第一时长，为任一所述目标位置对应的两个相邻测量时刻之间的时间差；
20.基于所述各第一时长、所述第一测量点对应的各测量时刻的路面垂向变形速度和所述路面垂向变形速度知识库模型，获取所述载荷作用下所述第一测量点的响应开始时间和响应结束时间；
21.基于所述第一测量点对应的各测量时刻，以及所述载荷作用下所述第一测量点的响应开始时间和响应结束时间，获取所述第一测量点对应的各响应时间区间的时长；
22.基于所述各第一时长、所述第二测量点对应的各测量时刻的路面垂向变形速度和所述路面垂向变形速度知识库模型，获取所述载荷作用下所述第二测量点的响应开始时间；
23.基于所述第二测量点对应的各测量时刻，以及所述载荷作用下所述第二测量点的响应开始时间，获取所述第二测量点的各响应时间区间的时长。
24.根据本发明提供的一种基于滚动载荷作用下变形速度的弯沉盆检测方法，所述基
于所述各目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度和所述各目标位置对应的各响应时间区间的时长，获取所述目标弯沉盆的检测结果，包括：
25.对于每一所述目标位置，基于所述目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度和所述响应时间区间的时长，获取所述目标位置的累积竖向变形量；
26.将各所述目标位置的累积竖向变形量，确定为所述目标弯沉盆的检测结果；
27.所述基于所述目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度和所述响应时间区间的时长，获取所述目标位置的累积竖向变形量，包括：
28.获取所述目标位置对应的每一响应时间区间的代表路面垂向变形速度与所述每一响应时间区间的时长的乘积；
29.获取各乘积之和，作为所述目标位置的累积竖向变形量。
30.根据本发明提供的一种基于滚动载荷作用下变形速度的弯沉盆检测方法，所述基于所述各目标位置对应的各测量时刻的路面垂向变形速度、所述各目标位置对应的各响应时间区间的时长和所述路面垂向变形速度知识库模型，获取所述各目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度，包括：
31.对所述各目标位置中的任一目标位置，利用所述目标位置对应的不同测量时刻的路面垂向变形速度、所述各目标位置对应的各响应时间区间的时长和所述路面垂向变形速度知识库模型，获取所述各目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度。
32.根据本发明提供的一种基于滚动载荷作用下变形速度的弯沉盆检测方法，所述目标弯沉盆的检测结果，包括各所述目标位置的累积竖向变形量；
33.所述基于所述目标弯沉盆的测量环境信息和弯沉盆修正知识库模型，对所述目标弯沉盆的检测结果进行修正，包括：
34.基于所述目标弯沉盆的测量环境信息和所述弯沉盆修正知识库模型，获取每一所述目标位置的修正系数；
35.对于每一所述目标位置，基于所述目标位置的修正系数对所述目标位置的累积竖向变形量进行修正。
36.根据本发明提供的一种基于滚动载荷作用下变形速度的弯沉盆检测方法，所述基于所述各第一时长、所述第一测量点对应的各测量时刻的路面垂向变形速度和所述路面垂向变形速度知识库模型，获取所述载荷作用下所述第一测量点的响应开始时间和响应结束时间，包括：
37.基于所述各第一时长、所述第一测量点对应的与所述载荷作用下所述第一测量点的响应开始时间接近的多个测量时刻的路面垂向变形速度和所述路面垂向变形速度知识库模型，获取所述载荷作用下所述第一测量点的响应开始时间；
38.基于所述各第一时长、所述第一测量点对应的与所述载荷作用下所述第一测量点的响应结束时间接近的多个测量时刻的路面垂向变形速度和所述路面垂向变形速度知识库模型，以及所述载荷的移动位置信息和所述载荷的移动速度信息，获取所述载荷作用下所述第一测量点的响应结束时间。
39.根据本发明提供的一种基于滚动载荷作用下变形速度的弯沉盆检测方法，所述获取所述载荷作用下所述第一测量点的响应开始时间，包括：
40.基于所述各第一时长和所述第一测量点对应的与所述载荷作用下所述第一测量
点的响应开始时间接近的多个测量时刻的路面垂向变形速度，获取路面垂向变形速度的第一变化速率；
41.基于所述第一变化速率和所述路面垂向变形速度知识库模型，获取所述载荷作用下所述第一测量点的响应开始时间；
42.所述获取所述载荷作用下所述第二测量点的响应开始时间，包括：
43.基于所述各第一时长和所述第二测量点对应的与所述载荷作用下所述第二测量点的响应开始时间接近的1个或多个测量时刻的路面垂向变形速度，获取路面垂向变形速度的第二变化速率；
44.基于所述第二变化速率和所述路面垂向变形速度知识库模型，获取所述载荷作用下所述第二测量点的响应开始时间；
45.获取所述载荷作用下所述第一测量点的响应结束时间，包括：
46.基于所述各第一时长和所述第一测量点对应的与所述载荷作用下所述第一测量点的响应结束时间接近的多个测量时刻的路面垂向变形速度，获取路面垂向变形速度的第一变化速率；
47.基于所述第一变化速率和所述路面垂向变形速度知识库模型，获取所述载荷作用下所述第一测量点的响应结束时间。
48.本发明还提供一种基于滚动载荷作用下路面变形速度的弯沉盆检测装置，包括：
49.原始速度获取模块，用于获取载荷移动过程中，目标弯沉盆内各目标位置对应的各测量时刻的路面垂向变形速度；
50.时长获取模块，用于基于所述各目标位置对应的各测量时刻、所述各目标位置对应的各测量时刻的路面垂向变形速度和路面垂向变形速度知识库模型，获取所述各目标位置对应的各响应时间区间的时长；
51.代表速度获取模块，用于基于所述各目标位置对应的各测量时刻的路面垂向变形速度、所述各目标位置对应的各响应时间区间的时长和所述路面垂向变形速度知识库模型，获取所述各目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度；
52.弯沉盆检测模块，用于基于所述各目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度和所述各目标位置对应的各响应时间区间的时长，获取所述目标弯沉盆的检测结果；
53.其中，所述各目标位置，包括第一测量点和至少3个第二测量点；所述第一测量点为目标弯沉盆内载荷中心位置对应测点所在的位置，所述第二测量点为所述目标弯沉盆内除所述载荷中心位置外的其余测点所在的位置；各所述目标位置对应的各所述测量时刻，是通过载荷移动速度和弯沉盆检测系统中测速仪的水平安装位置计算获得的。
54.本发明还提供一种基于滚动载荷作用下路面变形速度的弯沉盆检测系统，连续弯沉测速子系统和上述任一种所述的基于滚动载荷作用下路面变形速度的弯沉盆检测装置；
55.所述连续弯沉测速子系统，包括：牵引装置和载体；
56.所述载体，用于在所述牵引装置的牵引下，在路面上移动并在移动过程中向所述路面施加载荷；
57.所述载体上设置有横梁；所述横梁上设置有速度测量装置、姿态测量单元和辅助测量单元；
58.所述速度测量单元包括第二测速传感器和至少3个第一测速传感器；所述第一测速传感器，用于测量目标弯沉盆内的路面垂向变形速度；所述第二测速传感器，安装在弯沉盆外部，用于消除弯沉盆内第一测速传感测量的速度噪声；
59.所述姿态测量单元，用于测量所述横梁的姿态角速度；
60.所述辅助测量单元包括定位子单元；所述定位子单元，用于获取所述载荷的位置和所述载体在所述路面上的行进速度。
61.本发明提供的基于滚动载荷作用下变形速度的弯沉盆检测方法及装置，通过基于滚动载荷作用下路面垂向变形速度进行弯沉盆检测，能实现连续弯沉盆的快速检测，能解决传统的弯沉测量存在的效率低、主观性强、危险性高和费时费力等问题，能提高弯沉盆检测的效率和安全性，能获取整个弯沉盆的弯沉值，能解决激光动态弯沉测量系统仅可以测量载荷中心最大弯沉值而无法对某个结构层的承载性能进行表征等问题，检测结果受环境影响较小，检测结果不受路表纹理的影响，弯沉盆检测结果的准确度更高。
附图说明
62.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。
63.图1是本发明提供的基于滚动载荷作用下变形速度的弯沉盆检测方法的流程示意图之一；
64.图2是本发明提供的基于滚动载荷作用下变形速度的弯沉盆检测方法的流程示意图之二；
65.图3是本发明提供的基于滚动载荷作用下变形速度的弯沉盆检测装置的结构示意图；
66.图4是本发明提供的基于滚动载荷作用下变形速度的弯沉盆检测系统的结构示意图。
具体实施方式
67.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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他实施例，都属于本发明保护的范围。
68.在本发明实施例的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，且不涉及顺序。
69.下面结合图1至图4描述本发明提供的基于滚动载荷作用下变形速度的弯沉盆检测方法及装置。
70.图1是本发明提供的弯沉盆检测方法的流程示意图之一。如图1 所示，本发明实施例提供的弯沉盆检测方法的执行主体可以为弯沉盆检测装置，该方法包括：步骤101、步骤102、步骤103和步骤104。
instrument，dmi)，或全球卫星导航系统与测距仪相结合，对载荷进行定位，并可以通过测量预设时间段内载体与某一固定目标之间的距离变化，获取载体在路面上的行进速度。
92.示例性地，全球卫星导航系统，可以为北斗、伽利略、格洛纳斯或全球定位系统(global positioning system，gps)等。
93.定位子单元，还可以用于进行授时。
94.在某一时刻，可以基于安装在弯沉盆外的第二测速传感器的测量值、第二测速传感器的安装夹角、载体的旋转速度、载体沿行车方向的运动速度、第一测速传感器的测量值和第一测速传感器的安装夹角，获取弯沉盆内多个第一测速传感器对应测点(即目标位置)的路面垂向变形速度。
95.可选地，第一测速传感器的测量值可以视为合速度(即路面变形速度、旋转速度和震动速度等的合速度)，因此，可以在第一测速传感器的测量值和第二测速传感器的测量值的基础上，基于第二测速传感器的安装夹角、第一测速传感器的安装夹角，载体的旋转速度和载体沿行车方向的运动速度等，去掉路面变形速度中非垂向的分量速度噪声，从而得到路面垂向变形速度。
96.载体的旋转速度，可以通过姿态测量单元获取。
97.载体沿行车方向的运动速度，即载体在路面上的行进速度，可以通过定位子单元获取。
98.载体在牵引装置的牵引下，可以在路面上移动并在移动过程中向路面施加载荷，因此，可以在不同的时刻，基于连续弯沉测速子系统，分别获取各目标位置的路面垂向变形速度。
99.可选地，目标弯沉盆内可以预先设置有至少4个目标位置。上述至少4个目标位置中，目标弯沉盆内载荷中心位置对应测点所在的位置为第一测量点，除载荷中心位置之外的其他测点所在的位置为第二测量点。测点，指需要进行测量的点。
100.假设在任意时刻tm,此时载荷中心(即第一测量点)的位置为xm，通过连续弯沉测速子系统获取该时刻目标弯沉盆内多个位置的路面垂向变形速度，记为其中，其中，表示目标弯沉盆内第i个第一测速传感器在tm时刻获取的位于测量点xm+li位置(即对应的第二测量点所在的位置)的路面垂向变形速度；n为目标弯沉盆内第二测量点的个数；li表示目标弯沉盆内第i个第二测量点距离载荷中心测量点的水平距离。通常情况下，弯沉盆内第二测量点的个数，等于第一测速传感器的个数。
101.通过目标弯沉盆内多个第二测量点的位置信息和载荷的移动位置信息，匹配同一第一测量点(xm)在不同时刻由不同第一测速传感器获取的路面垂向变形速度，记为其中，ti为弯沉盆内第i个测速传感器测量当前测量点(xm)的时刻。
102.第二测量点的位置信息，可以根据连续弯沉测速子系统中第一测速传感器的安装位置和安装角度确定。
103.载荷的移动位置信息，可以包括载荷在移动过程中，各目标位置对应的各测量时刻载荷的位置信息。
104.可以理解的是，对于每一目标位置，可以通过载荷移动速度和弯沉盆检测系统中
测速仪的水平安装位置，计算出对应的各第一测速传感器经过该目标位置的时刻，作为该目标位置对应的各测量时刻。
105.步骤102、基于各目标位置对应的各测量时刻、各目标位置对应的各测量时刻的路面垂向变形速度和路面垂向变形速度知识库模型，获取各目标位置对应的各响应时间区间的时长。
106.具体地，路面垂向变形速度知识库模型，可以用于表征路面垂向变形速度，与载荷的移动速度和载荷的重量等之间的关系。
107.步骤102之前，可以还包括：获取路面垂向变形速度知识库模型。
108.可选地，路面垂向变形速度知识库模型可以通过以下任意一种方式获取，但不限于以下方式：
109.方式一：选择多种典型路段，通过预埋加速度计和连续弯沉测速子系统分别采集在不同行车速度下的路面垂向变形速度，再通过统计分析方法或人工智能方法，建立加速度系统获取的路面垂向变形速度与连续弯沉测速子系统获取的路面垂向变形速度的关系模型，得到路面垂向变形速度知识库模型；
110.方式二：对多种典型路段，结合滚动载荷作用下路面响应理论模型，得到路面垂向变形速度知识库模型；
111.方式三：对多种典型路段，通过对比分析fwd测量的弯沉盆与连续弯沉测速子系统测量的弯沉盆之间的关系，建立并完善路面垂向变形速度模型，得到路面垂向变形速度知识库模型。
112.基于各第一时长、各目标位置对应的各测量时刻的路面垂向变形速度和路面垂向变形速度知识库模型，可以估算滚动载荷作用下当前第一测量点的响应时间段。
113.根据各目标位置对应的各测量时刻，可以将滚动载荷作用下当前第一测量点的响应时间段分为多个响应时间区间，从而得到各目标位置对应的各响应时间区间的时长。
114.各目标位置对应的各响应时间区间的集合可以记为et
i (eti∈{δtj|j＝i,i+1,
…
,n})，i＝0,1,2,
…
,n。其中，eti(i＝1,2,
…
,n)为目标弯沉盆内第i个第一测速传感器对应的第二测量点的响应时间区间集合，et0为载荷中心(第一测量点)的响应时间区间集合。
115.同一第一测量点相邻时刻间路面垂向变形速度的时间差为弯沉盆内相邻第一测速传感器经过该第一测量点的时间差，可以记为 {δti＝t
i-t
i+1
|i＝1,2,
…
,n-1}。
116.步骤103、基于各目标位置对应的各测量时刻的路面垂向变形速度、各目标位置对应的各响应时间区间的时长和路面垂向变形速度知识库模型，获取各目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度。
117.具体地，对于每一目标位置对应每一响应时间区间，该目标位置对应的该响应时间区间的代表路面垂向变形速度，可以视为该目标位置对应的该响应时间区间内的平均路面垂向变形速度。
118.对于任一目标位置，可以基于该目标位置对应的各测量时刻的路面垂向变形速度、该目标位置对应的各响应时间区间的时长和路面垂向变形速度知识库模型，获取该目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度。
119.步骤104、基于各目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度和各
目标位置对应的各响应时间区间的时长，获取目标弯沉盆的检测结果。
120.具体地，弯沉盆对指载荷中心在第一测量点，不同第二测量点处具备不同的变形量，形成类似盆状的一个形态。
121.基于各目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度和各目标位置对应的各响应时间区间的时长，可以获取目标弯沉盆内各目标位置的弯沉值，从而得到目标弯沉盆的形状。
122.本发明实施例通过基于滚动载荷作用下路面垂向变形速度进行弯沉盆检测，能实现连续弯沉盆的快速检测，能解决传统的弯沉测量存在的效率低、主观性强、危险性高和费时费力等问题，能提高弯沉盆检测的效率和安全性，能获取整个弯沉盆的弯沉值，能解决激光动态弯沉测量系统仅可以测量载荷中心最大弯沉值而无法对某个结构层的承载性能进行表征等问题，检测结果受环境影响较小，检测结果不受路表纹理的影响，弯沉盆检测结果的准确度更高。
123.基于上述任一实施例的内容，该检测方法适用于公路路面或机场道面弯沉盆检测。
124.基于各目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度和各目标位置对应的各响应时间区间的时长，获取目标弯沉盆的检测结果之后，还包括：基于目标弯沉盆的测量环境信息和弯沉盆修正知识库模型，对目标弯沉盆的检测结果进行修正。
125.具体地，测量环境信息，可以包括路面温度、载荷的移动速度和载荷的重量等。
126.弯沉盆修正知识库模型，可以用于表征路面温度、载荷的移动速度和载荷的重量等，与弯沉盆的检测结果之间的关系。
127.获取目标弯沉盆的检测结果之后，可以基于目标弯沉盆的测量环境信息和弯沉盆修正知识库模型，对目标弯沉盆的检测结果进行修正，以得到更准确的弯沉盆检测结果。
128.可选地，基于目标弯沉盆的测量环境信息和弯沉盆修正知识库模型，对目标弯沉盆的检测结果进行修正之前，还包括：获取目标弯沉盆的测量环境信息。
129.可选地，路面温度，可以通过辅助测量单元包括的测温仪获取。测温仪可以是任意种类的测温仪，例如红外测温仪。
130.可选地，基于目标弯沉盆的测量环境信息和弯沉盆修正知识库模型，对目标弯沉盆的检测结果进行修正之前，还包括：建立弯沉盆修正知识库模型。
131.可选地，弯沉盆修正知识库模型可以通过以下方式获取，但不限于以下方式：
132.选择多种典型路段和典型气候；对各种典型路段，在th小时内，采集载荷的不同移动速度、不同路面温度下的测量结果；再以特定温度tc和特定测试速度tv下的测量结果为标准，建立弯沉盆修正知识库模型。
133.本发明实施例通过基于目标弯沉盆的测量环境信息和弯沉盆修正知识库模型，对目标弯沉盆的检测结果进行修正，能进一步提高弯沉盆检测结果的准确度。
134.基于上述任一实施例的内容，基于各目标位置对应的各测量时刻、各目标位置对应的各测量时刻的路面垂向变形速度和路面垂向变形速度知识库模型，获取各目标位置对应的各响应时间区间的时长，包括：基于任一目标位置对应的各测量时刻，获取各第一时长；第一时长，为任一目标位置对应的两个相邻测量时刻之间的时间差。
135.具体地，第一时长，为任一目标位置对应的两个相邻测量时刻之间的时间差，即相
邻两个第一测速传感器经过同一目标位置的时间差。
136.同一第一测量点相邻时刻间路面垂向变形速度的时间差为弯沉盆内相邻第一测速传感器经过该第一测量点的时间差，可以记为 {δti＝t
i-t
i+1
|i＝1,2,
…
,n-1}。
137.基于各第一时长、第一测量点对应的各测量时刻的路面垂向变形速度和路面垂向变形速度知识库模型，获取载荷作用下第一测量点的响应开始时间和响应结束时间。
138.具体的基于所述各第一时长和所述第一测量点对应的与所述载荷作用下所述第一测量点的响应开始时间接近的多个测量时刻的路面垂向变形速度，获取路面垂向变形速度的第一变化速率；基于所述第一变化速率和所述路面垂向变形速度知识库模型，获取所述载荷作用下所述第一测量点的响应开始时间。
139.具体的基于所述各第一时长和所述第一测量点对应的与所述载荷作用下所述第一测量点的响应结束时间接近的多个测量时刻的路面垂向变形速度，获取路面垂向变形速度的第一变化速率；基于所述第一变化速率和所述路面垂向变形速度知识库模型，获取所述载荷作用下所述第一测量点的响应结束时间。
140.基于第一测量点对应的各测量时刻，以及载荷作用下第一测量点的响应开始时间和响应结束时间，获取第一测量点对应的各响应时间区间的时长。
141.具体地，滚动载荷作用下第一测量点的响应开始时间和响应结束时间，可以界定滚动载荷作用下第一测量点的响应时间段。根据第一测量点对应的各测量时刻，可以将滚动载荷作用下第一测量点的响应时间段分为多个响应时间区间，从而得到第一测量点对应的各响应时间区间的时长。
142.基于各第一时长、第二测量点对应的各测量时刻的路面垂向变形速度和路面垂向变形速度知识库模型，获取载荷作用下第二测量点的响应开始时间。
143.具体地，对于每一第二测量点，基于所述各第一时长和所述第二测量点对应的与所述载荷作用下所述第二测量点的响应开始时间接近的1个或多个测量时刻的路面垂向变形速度，获取路面垂向变形速度的第二变化速率；基于所述第二变化速率和所述路面垂向变形速度知识库模型，获取所述载荷作用下所述第二测量点的响应开始时间。
144.基于第二测量点对应的各测量时刻，以及载荷作用下第二测量点的响应开始时间，获取第二测量点的各响应时间区间的时长。
145.具体地，对于每一第二测量点，滚动载荷作用下该第二测量点的响应开始时间和响应结束时间，可以界定滚动载荷作用下该第二测量点的响应时间段。根据该第二测量点对应的各测量时刻，可以将滚动载荷作用下该第二测量点的响应时间段分为多个响应时间区间，从而得到该第二测量点对应的各响应时间区间的时长。
146.本发明实施例通过基于各目标位置对应的各测量时刻、各目标位置对应的各测量时刻的路面垂向变形速度、载荷的移动位置信息和路面垂向变形速度知识库模型，获取各目标位置对应的各响应时间区间的时长，能基于各目标位置对应的各响应时间区间的时长，获取更准确的弯沉盆检测结果。
147.基于上述任一实施例的内容，基于各目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度和各目标位置对应的各响应时间区间的时长，获取目标弯沉盆的检测结果，包括：对于每一目标位置，基于目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度和响应时间区间的时长，获取目标位置的累积竖向变形量。
148.具体地，目标位置的累积竖向变形量，可以反映目标弯沉盆中该目标位置的形状。
149.第一测量点的位置为xm，计算目标弯沉盆内各目标位置的竖向变形量defi(i＝0,1,2,
…
,n)。其中，defi(i＝1,2,
…
,n)表示目标弯沉盆内第i个第一测速传感器对应的第二测量点的累积竖向变形量；def0表示第一测量点的累积竖向变形量。
150.将各目标位置的累积竖向变形量，确定为目标弯沉盆的检测结果。
151.具体地，目标弯沉盆的检测结果，可以包括各目标位置的累积竖向变形量。
152.本发明实施例通过基于目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度和响应时间区间的时长，获取目标位置的累积竖向变形量，能获取更准确的弯沉盆检测结果。
153.基于上述任一实施例的内容，基于目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度和响应时间区间的时长，获取目标位置的累积竖向变形量，包括：获取目标位置对应的每一响应时间区间的代表路面垂向变形速度与每一响应时间区间的时长的乘积；获取各乘积之和，作为目标位置的累积竖向变形量。
154.具体地，第一测量点的位置为xm，计算目标弯沉盆内各目标位置的竖向变形量defi(i＝0,1,2,
…
,n)的公式为
[0155][0156]
本发明实施例通过获取目标位置对应的每一响应时间区间的代表路面垂向变形速度与每一响应时间区间的时长的乘积之和，作为目标位置的累积竖向变形量，能获取更准确的弯沉盆检测结果。
[0157]
基于上述任一实施例的内容，基于各目标位置对应的各测量时刻的路面垂向变形速度、各目标位置对应的各响应时间区间的时长和路面垂向变形速度知识库模型，获取各目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度，包括：对各目标位置中的任一目标位置，利用目标位置对应的不同测量时刻的路面垂向变形速度、各目标位置对应的各响应时间区间的时长和路面垂向变形速度知识库模型，获取各目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度。
[0158]
具体地，可选地，可以基于该目标位置对应的各响应时间区间的时长和路面垂向变形速度知识库模型等，对该目标位置对应的各测量时刻的路面垂向变形速度进行拟合，得到滚动载荷作用下当前第一测量点的响应时间段内该目标位置的路面垂向变形速度随时间变化的曲线或方程；基于拟合得到的曲线或方程，可以得到该目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度。
[0159]
可选地，可以基于该目标位置对应的各测量时刻的路面垂向变形速度、该目标位置对应的各响应时间区间的时长和路面垂向变形速度知识库模型，得到该目标位置对应的每一响应时间区间内，该目标位置的路面垂向变形速度随时间变化的规律；基于该规律，可以得到该目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度。
[0160]
本发明实施例通过获取各目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度，能实现基于代表路面垂向变形速度进行更快速的弯沉盆检测。基于上述任一实施例的内容，目标弯沉盆的检测结果，包括各目标位置的累积竖向变形量。
[0161]
基于目标弯沉盆的测量环境信息和弯沉盆修正知识库模型，对目标弯沉盆的检测
结果进行修正，包括：基于目标弯沉盆的测量环境信息和弯沉盆修正知识库模型，获取每一目标位置的修正系数。
[0162]
具体地，可以基于弯沉盆修正知识库模型，根据目标弯沉盆的测量环境信息，计算各目标位置的修正系数{fi|i＝0,1,2,...,n}。
[0163]
该修正系数，用于修正测量环境信息对目标位置的累积竖向变形量带来的误差。
[0164]
对于每一目标位置，基于目标位置的修正系数对目标位置的累积竖向变形量进行修正。
[0165]
具体地，可以依据弯沉盆内各目标位置的修正系数{fi|i＝0,1,2,...,n}，对各测点进行弯沉盆的检测结果进行修正。进行修正的公式为
[0166]
defi′
＝defi*fi(i＝0,1,2,
…
,n)
[0167]
其中，defi′
表示目标弯沉盆内第i个第一测速传感器对应的第二测量点修正后的累积竖向变形量。
[0168]
本发明实施例通过基于目标弯沉盆的测量环境信息和弯沉盆修正知识库模型，获取每一目标位置的修正系数，对于每一目标位置，基于目标位置的修正系数对目标位置的累积竖向变形量进行修正，能进一步提高弯沉盆检测结果的准确度。
[0169]
基于上述任一实施例的内容，基于各第一时长、第一测量点对应的各测量时刻的路面垂向变形速度、载荷的移动位置信息和路面垂向变形速度知识库模型，获取载荷作用下第一测量点的响应开始时间和响应结束时间，包括：基于各第一时长、第一测量点对应的与载荷作用下第一测量点的响应开始时间接近的多个测量时刻的路面垂向变形速度和路面垂向变形速度知识库模型，获取载荷作用下第一测量点的响应开始时间；基于各第一时长、第一测量点对应的与载荷作用下第一测量点的响应结束时间接近的多个测量时刻的路面垂向变形速度和路面垂向变形速度知识库模型，以及载荷的移动位置信息和载荷的移动速度信息，获取载荷作用下第一测量点的响应结束时间。
[0170]
具体地，基于路面垂向变形速度知识库模型，可以根据各第一时长、以及第一测量点对应的与载荷作用下第一测量点的响应开始时间接近的多个(例如u个，u可以为大于或等于2的整数)测量时刻的路面垂向变形速度，估算出载荷作用下第一测量点的响应开始时间。
[0171]
载荷作用下第一测量点的响应结束时间，可以为载荷移动至第一测量点所对应的时间，或为载荷离开第一测量点后某时刻所对应的时间(此时的测点响应存在滞后现象)。
[0172]
基于所述各第一时长和所述第一测量点对应的与所述载荷作用下所述第一测量点的响应结束时间接近的多个测量时刻的路面垂向变形速度，获取路面垂向变形速度的第一变化速率；基于所述第一变化速率和所述路面垂向变形速度知识库模型，获取所述载荷作用下所述第一测量点的响应结束时间，记为t0。
[0173]
本发明实施例通过基于各第一时长、第一测量点对应的与载荷作用下第一测量点的响应开始时间接近的多个测量时刻的路面垂向变形速度和路面垂向变形速度知识库模型，获取载荷作用下第一测量点的响应开始时间，并基于载荷的移动位置信息和载荷的移动速度信息，获取载荷作用下第一测量点的响应结束时间，能获取更准确的各目标位置对应的各响应时间区间的时长，从而能基于各目标位置对应的各响应时间区间的时长，获取更准确的弯沉盆检测结果。
[0174]
基于上述任一实施例的内容，获取载荷作用下第一测量点的响应开始时间，包括：基于各第一时长和第一测量点对应的与载荷作用下第一测量点的响应开始时间接近的多个测量时刻的路面垂向变形速度，获取路面垂向变形速度的第一变化速率。
[0175]
具体地，基于各第一时长和第一测量点对应的与载荷作用下第一测量点的响应开始时间接近的多个测量时刻的路面垂向变形速度，可以邻近响应开始时间的路面垂向变形速度的第一变化速率。
[0176]
基于第一变化速率和路面垂向变形速度知识库模型，获取载荷作用下第一测量点的响应开始时间。
[0177]
具体地，基于路面垂向变形速度知识库模型，根据邻近第一测量点的响应开始时间的各第一变化速率，可以估算出载荷作用下第一测量点的响应开始时间，记为t
n+1
。
[0178]
获取载荷作用下第二测量点的响应开始时间，包括：基于各第一时长和第二测量点对应的与载荷作用下第二测量点的响应开始时间接近的1个或多个测量时刻的路面垂向变形速度，获取路面垂向变形速度的第二变化速率。
[0179]
具体地，对于每一第二测量点，基于路面垂向变形速度知识库模型，可以根据各第一时长、以及第二测量点对应的与载荷作用下该第二测量点的响应开始时间接近的1个多个(例如v个，v可以为大于或等于2的整数)测量时刻的路面垂向变形速度的第二变化速率。
[0180]
基于第二变化速率和路面垂向变形速度知识库模型，获取载荷作用下第二测量点的响应开始时间。
[0181]
具体地，对于每一第二测量点，基于路面垂向变形速度知识库模型，根据邻近该第二测量点的响应开始时间的各第二变化速率，可以估算出载荷作用下该第二测量点的响应开始时间。
[0182]
获取载荷作用下第一测量点的响应结束时间，包括：基于各第一时长和第一测量点对应的与载荷作用下第一测量点的响应结束时间接近的多个测量时刻的路面垂向变形速度，获取路面垂向变形速度的第一变化速率。
[0183]
基于第一变化速率和路面垂向变形速度知识库模型，获取载荷作用下第一测量点的响应结束时间。
[0184]
具体地，基于路面垂向变形速度知识库模型，根据邻近第一测量点的响应开始时间的各第一变化速率，可以估算出载荷作用下第一测量点的响应结束时间。
[0185]
本发明实施例通过基于各第一时长和第一测量点对应的与载荷作用下第一测量点的响应开始时间接近的多个测量时刻的路面垂向变形速度，获取路面垂向变形速度的变化速率，基于变化速率和路面垂向变形速度知识库模型，获取载荷作用下第一测量点的响应开始时间和响应结束时间，能获取更准确的各目标位置对应的各响应时间区间的时长，从而能基于各目标位置对应的各响应时间区间的时长，获取更准确的弯沉盆检测结果。
[0186]
为了便于对本发明上述各实施例的理解，下面对基于滚动载荷作用下路面垂向变形速度的弯沉盆快速检测方法的实施过程进行描述。
[0187]
图2是本发明提供的弯沉盆检测方法的流程示意图之二。如图2 所示，基于滚动载荷作用下路面垂向变形速度的弯沉盆快速检测方法，可以包括以下步骤：
[0188]
步骤201、获取同一时刻弯沉盆内多个第一测速传感器对应位置的路面垂向变形速度。
[0189]
步骤202、获取同一目标位置不同测量时刻的路面垂向变形速度。
[0190]
步骤203、获取相邻测量时刻间路面垂向变形速度的时间差。
[0191]
步骤204、估算滚动载荷作用下第一测量点的响应开始时间和响应结束时间，以及各第二测量点的响应开始时间。
[0192]
步骤205、获取相邻时刻间的代表路面垂向变形速度。
[0193]
步骤206、计算路面弯沉盆。
[0194]
步骤207、基于测量环境信息和弯沉盆修正知识库模型进行路面弯沉盆修正。
[0195]
下面对本发明提供的弯沉盆检测装置进行描述，下文描述的弯沉盆检测装置与上文描述的弯沉盆检测方法可相互对应参照。
[0196]
图3是本发明提供的基于滚动载荷作用下路面变形速度的弯沉盆检测装置的结构示意图。基于上述任一实施例的内容，如图3所示，该装置包括原始速度获取模块301、时长获取模块302、代表速度获取模块303和弯沉盆检测模块304，其中：
[0197]
原始速度获取模块301，用于获取载荷移动过程中，目标弯沉盆内各目标位置对应的各测量时刻的路面垂向变形速度；
[0198]
时长获取模块302，用于基于各目标位置对应的各测量时刻、各目标位置对应的各测量时刻的路面垂向变形速度和路面垂向变形速度知识库模型，获取各目标位置对应的各响应时间区间的时长；
[0199]
代表速度获取模块303，用于基于各目标位置对应的各测量时刻的路面垂向变形速度、各目标位置对应的各响应时间区间的时长和路面垂向变形速度知识库模型，获取各目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度；
[0200]
弯沉盆检测模块304，用于基于各目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度和各目标位置对应的各响应时间区间的时长，获取目标弯沉盆的检测结果；
[0201]
其中，各目标位置，包括第一测量点和至少3个第二测量点；第一测量点为目标弯沉盆内载荷中心位置对应测点所在的位置，第二测量点为目标弯沉盆内除载荷中心位置外的其余测点所在的位置；各目标位置对应的各测量时刻，是通过载荷移动速度和弯沉盆检测系统中测速仪的水平安装位置计算获得的。
[0202]
具体地，原始速度获取模块301、时长获取模块302、代表速度获取模块303和弯沉盆检测模块304可以顺次电连接。
[0203]
原始速度获取模块301可以基于连续弯沉测速子系统，获取载荷的移动过程中，目标弯沉盆内各目标位置对应的各测量时刻的路面垂向变形速度。
[0204]
时长获取模块302基于各第一时长、各目标位置对应的各测量时刻的路面垂向变形速度、载荷的移动位置信息和路面垂向变形速度知识库模型，可以估算滚动载荷作用下当前第一测量点的响应时间段；根据各目标位置对应的各测量时刻，可以将滚动载荷作用下当前第一测量点的响应时间段分为多个响应时间区间，从而得到各目标位置对应的各响应时间区间的时长。
[0205]
代表速度获取模块303对于任一目标位置，可以基于该目标位置对应的各测量时刻的路面垂向变形速度、该目标位置对应的各响应时间区间的时长和路面垂向变形速度知识库模型，获取该目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度。
[0206]
弯沉盆检测模块304基于各目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形
速度和各目标位置对应的各响应时间区间的时长，可以获取目标弯沉盆内各目标位置的弯沉值，从而得到目标弯沉盆的形状。
[0207]
可选地，该弯沉盆检测装置，可以还包括：
[0208]
修正模块，用于基于目标弯沉盆的测量环境信息和弯沉盆修正知识库模型，对目标弯沉盆的检测结果进行修正。
[0209]
可选地，时长获取模块302，可以包括：
[0210]
第一时长获取单元，用于基于任一目标位置对应的各测量时刻，获取各第一时长；
[0211]
响应时间获取单元，用于基于各第一时长、第一测量点对应的各测量时刻的路面垂向变形速度、载荷的移动位置信息和路面垂向变形速度知识库模型，获取载荷作用下第一测量点的响应开始时间和响应结束时间；
[0212]
第二时长获取单元，用于基于第一测量点对应的各测量时刻，以及载荷作用下第一测量点的响应开始时间和响应结束时间，获取第一测量点对应的各响应时间区间的时长；
[0213]
响应时间获取单元，还用于基于所述各第一时长、所述第二测量点对应的各测量时刻的路面垂向变形速度和所述路面垂向变形速度知识库模型，获取所述载荷作用下所述第二测量点的响应开始时间；
[0214]
第三时长获取单元，用于基于所述第二测量点对应的各测量时刻，以及所述载荷作用下所述第二测量点的响应开始时间，获取所述第二测量点的各响应时间区间的时长。
[0215]
可选地，弯沉盆检测模块304，可以包括：
[0216]
累积变形获取单元，用于对于每一目标位置，基于目标位置对应的各响应时间区间的代表路面垂向变形速度和响应时间区间的时长，获取目标位置的累积竖向变形量；
[0217]
检测结果获取单元，用于将各目标位置的累积竖向变形量，确定为目标弯沉盆的检测结果。
[0218]
可选地，累积变形获取单元，可以具体用于获取目标位置对应的每一响应时间区间的代表路面垂向变形速度与每一响应时间区间的时长的乘积；获取各乘积之和，作为目标位置的累积竖向变形量。
[0219]
可选地，目标弯沉盆的检测结果，包括各目标位置的累积竖向变形量；
[0220]
修正模块，可以具体用于基于目标弯沉盆的测量环境信息和弯沉盆修正知识库模型，获取每一目标位置的修正系数；对于每一目标位置，基于目标位置的修正系数对目标位置的累积竖向变形量进行修正。
[0221]
可选地，响应时间获取单元，可以包括：
[0222]
响应开始时间获取子单元，用于基于各第一时长、第一测量点对应的与载荷作用下第一测量点的响应开始时间接近的多个测量时刻的路面垂向变形速度和路面垂向变形速度知识库模型，获取载荷作用下第一测量点的响应开始时间；
[0223]
响应结束时间获取子单元，用于基于各第一时长、第一测量点对应的与载荷作用下第一测量点的响应结束时间接近的多个测量时刻的路面垂向变形速度和所述路面垂向变形速度知识库模型，以及载荷的移动位置信息和载荷的移动速度信息，获取载荷作用下第一测量点的响应结束时间。
[0224]
可选地，响应时间获取单元，可以具体用于基于各第一时长和第一测量点对应的
与载荷作用下第一测量点的响应开始时间接近的多个测量时刻的路面垂向变形速度，获取路面垂向变形速度的第一变化速率；基于第一变化速率和路面垂向变形速度知识库模型，获取载荷作用下第一测量点的响应开始时间。
[0225]
可选地，响应时间获取单元，还可以具体用于基于各第一时长和第二测量点对应的与载荷作用下第二测量点的响应开始时间接近的1 个或多个测量时刻的路面垂向变形速度，获取路面垂向变形速度的第二变化速率；基于第二变化速率和路面垂向变形速度知识库模型，获取载荷作用下第二测量点的响应开始时间。
[0226]
可选地，响应时间获取单元，还可以具体用于获取载荷作用下第一测量点的响应结束时间，包括：
[0227]
基于各第一时长和第一测量点对应的与载荷作用下第一测量点的响应结束时间接近的多个测量时刻的路面垂向变形速度，获取路面垂向变形速度的第一变化速率；
[0228]
基于第一变化速率和路面垂向变形速度知识库模型，获取载荷作用下第一测量点的响应结束时间。
[0229]
本发明实施例提供的弯沉盆检测装置，用于执行本发明上述弯沉盆检测方法，其实施方式与本发明提供的弯沉盆检测方法的实施方式一致，且可以达到相同的有益效果，此处不再赘述。
[0230]
本发明实施例通过基于滚动载荷作用下路面垂向变形速度进行弯沉盆检测，能实现连续弯沉盆的快速检测，能解决传统的弯沉测量存在的效率低、主观性强、危险性高和费时费力等问题，能提高弯沉盆检测的效率和安全性，能获取整个弯沉盆的弯沉值，能解决激光动态弯沉测量系统仅可以测量载荷中心最大弯沉值而无法对某个结构层的承载性能进行表征等问题，检测结果受环境影响较小，检测结果不受路表纹理的影响，弯沉盆检测结果的准确度更高。
[0231]
图4是本发明提供的基于滚动载荷作用下路面变形速度的弯沉盆检测系统的结构示意图。如图4所示，弯沉盆检测系统包括：连续弯沉测速子系统401和弯沉盆检测装置402；
[0232]
连续弯沉测速子系统401，包括：牵引装置4011和载体4012；
[0233]
载体4012，用于在牵引装置4011的牵引下，在路面上移动并在移动过程中向路面5施加载荷；
[0234]
载体4012上设置有横梁3；横梁3上设置有速度测量装置、姿态测量单元4和辅助测量单元；
[0235]
速度测量单元包括第二测速传感器2和至少3个第一测速传感器 1；第一测速传感器1，用于测量目标弯沉盆内的路面垂向变形速度；第二测速传感器2，安装在弯沉盆外部，用于消除弯沉盆内第一测速传感测量的速度噪声；
[0236]
姿态测量单元4，用于测量横梁的姿态角速度；
[0237]
辅助测量单元包括定位子单元；定位子单元，用于获取载荷的位置和载体在路面上的行进速度。
[0238]
图4中o点为第一测量点，为施加动态载荷f的位置；p1、p2、
…
、 pn为n个第二测量点；α表示第一测速传感器1的安装角度；γ表示第二测速传感器2的安装角度；r表示第二测速传感器2对应的测量位置。
[0239]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管
参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。