路面激光高速弯沉仪弯沉测量性能的评价方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种路面激光高速弯沉仪弯沉测量性能的评价方法和装置。评价方法包括获取M个第一弯沉值和M个第二弯沉值，第一弯沉值和第二弯沉值分别为采用第一弯沉仪和路面激光高速弯沉仪对实际测试路的同一测点进行测量而输出的弯沉值；根据M个第一弯沉值，重构N条虚拟试验路，测点与第一弯沉值一一对应；根据M个第一弯沉值和N条虚拟试验路，确定与M个第一弯沉值在N条虚拟试验路上一一对应的M个第二弯沉值；根据在N条虚拟试验路上对应的M个第一弯沉值和M个第二弯沉值，对路面激光高速弯沉仪在每条虚拟试验路上的弯沉测量性能进行评价。通过上述方案更科学的评价了TSD的测量性能，并降低了评价TSD测量性能的实验要求。并降低了评价TSD测量性能的实验要求。并降低了评价TSD测量性能的实验要求。

【技术实现步骤摘要】
路面激光高速弯沉仪弯沉测量性能的评价方法和装置


[0001]本专利技术属于测试
，特别涉及一种路面激光高速弯沉仪弯沉测量性能的评价方法和装置。

技术介绍

[0002]路面弯沉作为公路承载能力评价的重要指标，其测量值的准确性和可靠性对公路基础设施养护水平的提升至关重要。相比于传统的贝克曼梁弯沉仪、自动弯沉仪和落锤式弯沉仪（Falling Weight Deflectometer，简称FWD），可以以正常交通速度进行路面弯沉测量的路面激光高速弯沉仪（Traffic Speed Deflectometer，简称TSD）近年来得到了快速发展。
[0003]TSD具有检测效率高、不需封闭道路等优势，在高速行驶过程中利用激光多普勒（Laser
‑
Doppler）技术测量路面在荷载作用下的下沉速度，并基于欧拉
‑
伯努利（Euler
‑
Bernoulli）梁模型及弯沉盆2参数模型或面积法反演路面的最大弯沉值及弯沉盆，其检测速度可达100 km/h。然而，TSD的测量准确性受多种因素影响，如路面弯沉测量模型、激光多普勒传感器的测点数量和安装角度、沥青路面的粘弹性、路面粗糙度及破损等，尤其是受到路面不均匀性和负载动态特性的影响，TSD输出弯沉的变化幅度可能会高达静态负载作用下的33%。因此，提出科学合理的性能评价方法对TSD的进一步推广应用至关重要。
[0004]相关技术中，主要是基于对比的思想评价TSD测量路面弯沉的性能，如测量结果的重复性以及与其他设备测量结果的相关性等。重复性能够反映TSD对同一条测试道路测量结果的变异性。但测量值与路面真实弯沉值的联系并未建立，测量值的正确性未知。与其他设备的相关性分析可以从整体上评价TSD的测量特性，但无法准确反映TSD对不同弯沉范围路面的测量性能。而且由于测量原理不同，相关系数无法科学说明TSD的测量性能较好。现行评价技术存在的不足与缺乏理想的标准测试路有关。然而，理想的标准测试路存在建设成本高、实际弯沉值易受温湿度等因素影响的问题，这对于TSD的准确、高效评价仍是一个巨大的挑战。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术一方面提供了一种路面激光高速弯沉仪弯沉测量性能的评价方法，其包括：获取M个第一弯沉值和M个第二弯沉值，所述第一弯沉值和所述第二弯沉值分别为采用第一弯沉仪和路面激光高速弯沉仪对实际测试路的同一测点进行测量而输出的弯沉值，所述第一弯沉仪为非所述路面激光高速弯沉仪；根据M个所述第一弯沉值，重构N条虚拟试验路，每条所述虚拟试验路包含若干个测点，所述测点与所述第一弯沉值一一对应；根据M个所述第一弯沉值和N条所述虚拟试验路，确定与M个所述第一弯沉值在N条所述虚拟试验路上一一对应的M个所述第二弯沉值；根据在N条所述虚拟试验路上对应的M个所述第一弯沉值和M个所述第二弯沉值，对路面激光高速弯沉仪在每条所述虚拟试验路上的弯沉测量性能进行评价。
[0006]在如上所述的评价方法中，可选地，所述M个所述第一弯沉值，重构N条虚拟试验路，包括：按照预设排列顺序对M个所述第一弯沉值进行排列；基于预设间隔将排列后的M个所述第一弯沉值分割成N个第一弯沉集；基于与每个所述第一弯沉集对应的测点，重构每条所述虚拟试验路。
[0007]在如上所述的评价方法中，可选地，所述基于预设间隔将排列后的M个所述第一弯沉值分割成N个第一弯沉集，之后，所述评价方法还包括：对于每个所述第一弯沉集的边界处元素执行如下操作：获取所述边界处元素与所述边界处元素所属的第一弯沉集中剩余各元素的距离的第一均值；获取所述边界处元素与相邻第一弯沉集中各元素的距离的第二均值，所述相邻第一弯沉集为与所述边界处元素所属的第一弯沉集相邻的第一弯沉集；若所述第一均值大于所述第二均值，则将所述边界处元素划归到所述相邻第一弯沉集，否则，所述边界处元素仍属于原所述第一弯沉集。
[0008]在如上所述的评价方法中，可选地，所述预设间隔Δd
F
的计算公式：其中，d
min,F
和d
max,F
分别为M个所述第一弯沉值中的最小值和最大值。
[0009]在如上所述的评价方法中，可选地，所述基于与每个所述第一弯沉集对应的测点，重构每条所述虚拟试验路，之前，所述评价方法还包括：若所述第一弯沉集的元素个数小于等于预设数量阈值，则舍去该所述第一弯沉集以不用于重构一条虚拟试验路；若所述第一弯沉集的元素个数大于预设数量阈值，则保留该所述第一弯沉集以用于重构一条虚拟试验路。
[0010]在如上所述的评价方法中，可选地，所述根据M个所述第一弯沉值和N条所述虚拟试验路，确定与M个所述第一弯沉值在N条所述虚拟试验路上一一对应的M个所述第二弯沉值，包括：根据M个所述第一弯沉值和N条所述虚拟试验路，确定N条所述虚拟试验路上的各测点；在M个所述第二弯沉值中，确定与该各测点相对应的所述第二弯沉值。
[0011]在如上所述的评价方法中，可选地，确定变异系数CV
n
，式中，D
n,i
和Std
n,i
分别是第n条虚拟试验路的第一弯沉集和第二弯沉集的均值和标准差；i表示F和T，分别对应于FWD和TSD；当测量系数CM
n
满足下述公式时，则评价TSD适于测量第n条虚拟试验路，式中，T1和T2分别表示CM
n
的上下阈值；参数m为正整数。
[0012]另一方面提供了一种路面激光高速弯沉仪弯沉测量性能的评价装置，其包括：获取模块，用于获取M个第一弯沉值和M个第二弯沉值，所述第一弯沉值和所述第二弯沉值分别为采用第一弯沉仪和路面激光高速弯沉仪对实际测试路的同一测点进行测量而输出的弯沉值，所述第一弯沉仪为落锤式弯沉仪；重构模块，用于根据M个所述第一弯沉值，重构N
条虚拟试验路，每条所述虚拟试验路包含若干个测点，所述测点与所述第一弯沉值一一对应；确定模块，用于根据M个所述第一弯沉值和N条所述虚拟试验路，确定与M个所述第一弯沉值在N条所述虚拟试验路上一一对应的M个所述第二弯沉值；评价模块，用于根据在N条所述虚拟试验路上对应的M个所述第一弯沉值和M个所述第二弯沉值，对路面激光高速弯沉仪在每条所述虚拟试验路上的弯沉测量性能进行评价。
[0013]在如上所述的评价装置中，可选地，所述重构模块具体用于：按照预设排列顺序对M个所述第一弯沉值进行排列；基于预设间隔将排列后的M个所述第一弯沉值分割成N个第一弯沉集；基于与每个所述第一弯沉集对应的测点，重构每条所述虚拟试验路。
[0014]在如上所述的评价装置中，可选地，所述评价装置还包括：数据预处理模块；所述数据预处理模块具体用于：对于每个所述第一弯沉集的边界处元素执行如下操作：获取所述边界处元素与所述边界处元素所属的第一弯沉集中剩余各元素的距离的第一均值；获取所述边界处元素与相邻第一弯沉集中各元素的距离的第二均值，所述相邻第一弯沉集为与所述边界处元素所属的第一弯沉集相邻的第一弯沉集；若所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种路面激光高速弯沉仪弯沉测量性能的评价方法，其特征在于，所述评价方法包括：获取M个第一弯沉值和M个第二弯沉值，所述第一弯沉值和所述第二弯沉值分别为采用第一弯沉仪和路面激光高速弯沉仪对实际测试路的同一测点进行测量而输出的弯沉值，所述第一弯沉仪为非所述路面激光高速弯沉仪；根据M个所述第一弯沉值，重构N条虚拟试验路，每条所述虚拟试验路包含若干个测点，所述测点与所述第一弯沉值一一对应；根据M个所述第一弯沉值和N条所述虚拟试验路，确定与M个所述第一弯沉值在N条所述虚拟试验路上一一对应的M个所述第二弯沉值；根据在N条所述虚拟试验路上对应的M个所述第一弯沉值和M个所述第二弯沉值，对路面激光高速弯沉仪在每条所述虚拟试验路上的弯沉测量性能进行评价。2.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，所述M个所述第一弯沉值，重构N条虚拟试验路，包括：按照预设排列顺序对M个所述第一弯沉值进行排列；基于预设间隔将排列后的M个所述第一弯沉值分割成N个第一弯沉集；基于与每个所述第一弯沉集对应的测点，重构每条所述虚拟试验路。3.根据权利要求2所述的评价方法，其特征在于，所述基于预设间隔将排列后的M个所述第一弯沉值分割成N个第一弯沉集，之后，所述评价方法还包括：对于每个所述第一弯沉集的边界处元素执行如下操作：获取所述边界处元素与所述边界处元素所属的第一弯沉集中剩余各元素的距离的第一均值；获取所述边界处元素与相邻第一弯沉集中各元素的距离的第二均值，所述相邻第一弯沉集为与所述边界处元素所属的第一弯沉集相邻的第一弯沉集；若所述第一均值大于所述第二均值，则将所述边界处元素划归到所述相邻第一弯沉集，否则，所述边界处元素仍属于原所述第一弯沉集。4.根据权利要求2所述的评价方法，其特征在于，所述预设间隔Δd
F
的计算公式：其中，d
min,F
和d
max,F
分别为M个所述第一弯沉值中的最小值和最大值。5.根据权利要求2所述的评价方法，其特征在于，所述基于与每个所述第一弯沉集对应的测点，重构每条所述虚拟试验路，之前，所述评价方法还包括：若所述第一弯沉集的元素个数小于等于预设数量阈值，则舍去该所述第一弯沉集以不用于重构一条虚拟试验路；若所述第一弯沉集的元素个数大于预设数量阈值，则保留该所述第一弯沉集以用于重构一条虚拟试验路。6.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，所述根据M个所述第一弯沉值和N条所述虚拟试验路，确定与M个所述第一弯沉值在N条所述虚拟试验路上一一对应的M个所述第二弯沉值，包括：根据M个所述第一弯沉值和N条所述虚拟试验路，确定N条所述虚拟试验路上的各测点；
在M个所述第二弯沉值中，确定与该各测点相对应的所述第二弯沉值。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗营超，荆根强，李孝兵，殷其昊，张冰，郭鸿博，
申请(专利权)人：交通运输部公路科学研究所，
类型：发明
国别省市：