一种基于多源检测数据的养护路段划分方法
【专利摘要】本发明涉及一种道路养护技术，尤其是涉及一种基于多源检测数据的养护路段划分方法，从对日常巡查数据、定期检测数据、专项检测数据的充分挖掘出发，提取有利路段划分信息，得到不同分类数下的路段最佳分界点；在此基础上，考虑养护资金和路段状况的对应关系，获取最佳分类数；最后，通过分析日常巡查数据病害类型、病害严重程度，以提高路段划分的针对性。本发明解决了现有路段划分手段不能区别路面状况类似但主导病害不同的路段这一缺陷，最终获得路面性能相似、病害类型和严重程度相近的路段划分结果，指导养护措施的选择。
【专利说明】一种基于多源检测数据的养护路段划分方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种道路养护技术，尤其是涉及一种基于多源检测数据的养护路段划 分方法。
【背景技术】
[0002] 由于交通状况和养护历史等的不同，道路的各组成路段的路面状况可能不同，对 不同的路段实施相同的养护措施，其代价是昂贵的。为了满足划分结构和功能差异的路段 的需求，路段划分技术应运而生。合理的养护路段划分能够将路面属性相近的单元划归为 一段，基于合理路段划分的养护设计能够制定合理的养护方案，节约养护资金。
[0003] 关于养护路段的划分方法，通过国内外的研究可以发现，国外关于路段划分的研 究较早，主要关注划分方法的客观性、耗时以及是否适用于实际的路面管理系统。对路段划 分中指标的选取以及最小单元长度的应用等研究较少，大部分研究采用1英里作为路段划 分的最小单元，仅有个别研究者采集l〇m或者100m数据划分路段，但是并没有研究最小单 元长短对划分结果的影响。指标的选择多数为rating, SFC和roughness (这些数据通过定 期检测数据得到）等，没有涉及道路的主要病害类型，不能区别路面状况类似但主导病害 不同的路段，这样易造成路段划分结果对养护措施选择的指导缺乏针对性。国内的研究相 对较晚，研究方法较单一，且很多聚类方法并没有考虑路段划分结果连续性这一限制条件。 虽然部分研究者已经认识到道路状况lkm简单的平均值在一定程度上削弱了原始实测工 作的具体性和细致性，但是由于没有全面的掌握现有检测数据的内容，仍采用lkm均值代 表l〇〇m值作为划分路段的最小单元，这一方面使得养护划分结果受制于每公里路面状况 均值的限制，另一方面与我国养护实践案例中养护路段长度精确到米是不符的。
[0004] 综上，现有的研究方法大多使用定期检测数据（定期检测的频率为一年一次或者 两年一次（抗滑性能））进行道路状况（对lkm检测数据进行平均）聚类，该方法不能区别 路面状况类似但主导病害不同的路段，且平均后的lkm的检测数据会优化道路状况，更重 要的现有方法忽略了日常巡查数据（日常巡查数据的检测频率为一天一次，可以反映道路 病害从出现到维修的时间发展序列、病害在不同阶段的特征、小修保养的历史情况（时间、 措施、使用期限（效果））等，对于后期病害成因的判断、病害频发路段的判断、病害处治措 施的选择等具有重要的参考意义）对养护路段划分的作用。因而，有必要对现有检测数据 (日常巡查数据、定期检测检测、专项检测数据）进行挖掘，辅助自动化技术和科学合理的 算法，获得科学、合理的路段划分结果是必要的也是可行的。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服上述现有技术缺点，提供一种基于多源检测数据的养护路 段划分方法。
[0006] 为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：包括以下步骤：
[0007] 1)、基于定期检测数据划分养护路段
[0008] 根据定期检测数据中采集到的养护路段路面属性值，同时考虑最短施工长度和结 构物障碍的约束，得到不同分类数下的养护路段最佳分界点，将养护路段路面属性值相同 的划分为一类，得到相同类的路面属性分类；
[0009] 2)、基于养护资金确定最佳分类数
[0010] 根据相同类的路面属性分类，计算每种路面属性分类对应的养护费用，依据养护 费用和路面属性的对应关系，获取最佳分类数；
[0011] 3)、基于日常巡查数据提高路段划分针对性
[0012] 在基于定期检测数据划分养护路段的基础上，根据日常巡查数据检测到的道路局 部特征数据将路面属性相同路段中的道路局部特征相同的养护路路段划分为一类，最终获 得路面属性相似和道路局部特征相近的路段划分结果。
[0013] 利用Mat lab编程模拟构建基于约束的有序聚类法有序聚类的方法对路段进行划 分。
[0014] 所述的有序聚类的方法包括以下步骤：
[0015] A)、导入p个定期检测数据中养护路段路面属性值指标构成有序样本集X :
[0016]
【权利要求】
1. 一种基于多源检测数据的养护路段划分方法，其特征在于：包括以下步骤： 1) 、基于定期检测数据划分养护路段 根据定期检测数据中采集到的养护路段路面属性值，同时考虑最短施工长度和结构物 障碍的约束，得到不同分类数下的养护路段最佳分界点，将养护路段路面属性值相同的划 分为一类，得到相同类的路面属性分类； 2) 、基于养护资金确定最佳分类数 根据相同类的路面属性分类，计算每种路面属性分类对应的养护费用，依据养护费用 和路面属性的对应关系，获取最佳分类数； 3) 、基于日常巡查数据提高路段划分针对性 在基于定期检测数据划分养护路段的基础上，根据日常巡查数据检测到的道路局部特 征数据将路面属性相同路段中的道路局部特征相同的养护路路段划分为一类，最终获得路 面属性相似和道路局部特征相近的路段划分结果。
2. 根据权利要求1所述的一种基于多源检测数据的养护路段划分方法，其特征在于： 利用Mat lab编程模拟构建基于约束的有序聚类法有序聚类的方法对路段进行划分。
3. 根据权利要求2所述的一种基于多源检测数据的养护路段划分方法，其特征在于： 所述的有序聚类的方法包括以下步骤： A)、导入p个定期检测数据中养护路段路面属性值指标构成有序样本集X : '^11 ^12L ^lp ^ ^ X2l X22^ x2p _ Μ Μ Μ _Λ-η1 xn2L χηρ_ 其中，L[p(n，k)]表示各类的类内变差总和，it，it+1均取自有序样本集X，k x取自k。
4. 根据权利要求1所述的一种基于多源检测数据的养护路段划分方法，其特征在于： 所述的道路局部特征数据包括路段的病害类型、路段的病害位置、路段的病害严重程度以 及路段病害养护历史； 所述的定期检测数据中的路面属性值包括路面状况指数PCI、路面行驶质量指数RQI、 车辙深度指数RDI、抗滑性能指数SRI和路面结构强度指数PSSI。
5. 根据权利要求4所述的一种基于多源检测数据的养护路段划分方法，其特征在于： 所述的日常巡查数据检测数据采集频率为一天一次；所述的定期检测数据的检测数据采集 频率为一年一次。
6. 根据权利要求4所述的一种基于多源检测数据的养护路段划分方法，其特征在于： 所述的病害类型包括横向裂缝和车辙。
7. 根据权利要求6所述的一种基于多源检测数据的养护路段划分方法，其特征在于： 所述的横向裂缝分为温缩裂缝和反射裂缝，车辙分为流动性车辙、压密性车辙和结构性车 辙。
8. 根据权利要求7所述的一种基于多源检测数据的养护路段划分方法，其特征在于： 横向裂缝采用灌缝方式修补，修补后采取薄层罩面。
9. 根据权利要求4所述的一种基于多源检测数据的养护路段划分方法，其特征在于： 车辙的养护方式为微表处填补车辙、NovaChip薄层罩面、开膛式和铣刨加铺。
10.根据权利要求1所述的一种基于多源检测数据的养护路段划分方法，其特征在于： 所述的结构物障碍包括管辖区域、桥梁、隧道、不同路面结构和不同车道的障碍；所述的最 短施工长度彡l〇〇m。
【文档编号】G06F17/30GK104268213SQ201410493923
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月24日 优先权日:2014年9月24日
【发明者】惠冰, 燕姣, 丁梦华, 崔卜心, 李甜甜, 王雪 申请人:长安大学