CN112766685A - 一种基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理方法及云计算监理平台 - Google Patents

一种基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理方法及云计算监理平台 Download PDF

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Abstract

本发明公开提供的一种基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理方法及云计算监理平台。该道路工程质量监理方法在具体实施过程中需要用到一种基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理系统，通过路面参数检测模块和切缝参数检测模块并结合数据处理与分析模块，对该有坡度路并存在防滑条路面中地基与土壤综合结合度、路面粗糙度、路面切缝条数和各切缝对应的切缝深度和切缝宽度进行细致的分析，统计了该路面中地基与土壤综合结合度影响系数、该路面粗糙度影响系数、该路面切缝影响系数和该路面质量综合影响系数，提高了监理结果的真实性、可靠性和参考性，同时有效的提升了对道路工程的监理效率。

Description

一种基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理方法及 云计算监理平台
技术领域
本发明属于道路质量监理技术领域，涉及到一种基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理方法及云计算监理平台。
背景技术
随着社会经济的快速发展，我国的道路工程建设已经进入了全新的阶段，在这一背景下，为了保障道路工程建设的质量，因此必须对道路工程的质量进行监理，同时对道路工程质量的监理也成为了道路工程建设的主体之一。
在传统的道路工程质量监理方式中，传统道路工程监理路面类型大多是平整路面，缺乏对有坡度且存在防滑条道路进行质量监理，同时传统道路工程质量监理方式主要通过监理人员对待监理道路的平整度、压实度、长度等基本参数进行巡检和抽检，很显然，传统的道路工程质量监理方式存在了很多弊端，一方面，通过监理人员巡检和抽检的方式会因为监理人员的差异而导致监理结果存在差异，同时，通过人员监理方式，存在人员主观因素所引起的判断误差；一方面，通过监理人员巡检和抽检的方式，缺乏大数据基础，检测的结果不具备可靠性和参考性，另一方面在传统的道路工程质量监理过程中会对待监理道路进行损坏，无法实现无损检测。
发明内容
鉴于此，为解决上述背景技术中存在的问题，现提出一种针对对有坡度且存在防滑条的基于大数据分析和机器视觉水泥道路工程质量监理方法及云计算监理平台，主要针对有坡度并且有防滑条的水泥道路工程进行质量监理。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
第一方面，本发明提供一种基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理方法，该道路工程质量监理方法在具体实施过程中需要用到一种基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理系统，该道路工程质量监理系统包括道路参数获取模块、路面参数检测模块、切缝参数检测模块、数据处理与分析模块、数据库和显示终端；
数据处理与分析模块分别与路面参数检测模块、切缝参数检测模块、数据库和显示终端连接，切缝参数检测模块分别与道路参数获取模块和数据库连接；
所述道路参数获取模块包括第一参数检测仪和第二参数检测仪，其中第一参数检测仪用于检测该待监理道路的长度和宽度，第二参数检测仪用于检测该待监理道路路面的高度，将该待监理道路的起点和终点分别记为A点和B点，通过第一参数检测仪器获取A点与B点之间的长度以及该待监理道路的宽度，并分别记为s和d，同时通过第二参数检测仪获取该待监理道路路面的高度，将该待监理道路的长度、宽度和高度发送至切缝参数检测模块；
所述路面参数检测模块用于对该路面的参数进行检测，其中路面参数检测模块包括路面地基与土壤结合度检测模块和路面粗糙度检测模块；
所述路面地基与土壤结合度检测模块用于对地基与土壤之间的结合度进行检测，其中路面地基与土壤结合度检测模块具体检测包括以下步骤：
L1、选取该待监理路面的左侧检测区域地基与土壤的结合处和右侧检测区域地基与土壤的结合处作为检测区域，将该待监理路面的左侧检测区域地基与土壤的结合处记为左侧检测区域，将该待监理路面的右侧检测区域地基与土壤的结合处记为右侧检测区域；
L2、通过x射线检测仪对该监理道路的左侧检测区域和右侧检测区域分别进行扫描拍摄，进而获取该左侧检测区域和右侧检测区域扫描拍摄的射线胶片；
L3、根据地基与土壤在射线胶片上显示的灰度值的不同，将左侧检测区域和右侧检测区域扫描拍摄的射线胶片分别分割为地基区域胶片和土壤区域胶片；
L4、根据左侧检测区域对应的地基区域胶片和土壤区域胶片，进而获取左侧检测区域中地基区域和土壤区域之间对应的缝隙的轮廓；
L5、通过获取的左侧检测区域中地基区域和土壤区域之间对应的缝隙的轮廓，进而获取左侧检测区域中地基区域和土壤区域之间的缝隙区域面积，并记为左侧检测区域缝隙面积；
L6、根据右侧检测区域对应的地基区域胶片和土壤区域胶片，进而获取右侧检测区域中地基区域和土壤区域之间对应的缝隙的轮廓；
L7、通过获取的右侧检测区域中地基区域和土壤区域之间对应的缝隙的轮廓，进而获取右侧检测区域中地基区域和土壤区域之间的缝隙区域面积，并记为右侧检测区域缝隙面积；
L8、将获取的左侧检测区域缝隙面积和右侧检测区域缝隙面积发送至数据处理与分析模块；
所述路面粗糙度检测模块用于对该路面的粗糙度进行检测，其中该路面粗糙度检测模块具体检测过程包括以下步骤：
H1、将摄像头安装在该路面对应的前侧面，将摄像头聚焦在该路面对应的前侧面位置，进而进行图像采集；
H2、获取采集的该路面对应的前侧面，并对获取的该路面对应的前侧面图像进行滤波和降噪处理，进而提取处理后的该路面对应的前侧面图像；
H3、根据提取的该路面对应的前侧面图像，从该图像中提取该路面对应的前侧面的轮廓和各凹陷区域的轮廓；
H4、进而统计该图像中凹陷区域的的个数，将统计各凹陷区域按照预设顺序进行编号，依次标记为1,2，...i,...n,进而获取各凹陷区域的面积和该路面对应的前侧面面积，根据获取的各凹陷区域的面积进而构建各凹陷区域的面积集合Y(Y1，Y2，...,Yi,...Yn)；
H5、将获取的各凹陷区域的面积集合和该路面对应的前侧面面积发送给处理与分析模块；
所述切缝参数检测模块用于接收道路参数获取模块发送的待监理道路的长度、宽度和高度，进而统计该长度路面中的切缝条数，并记为T，并将统计的该长度路面中的各条切缝进行编号，依次标记为1，2，...j,..,m，进而将统计的该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数进行对比，获取该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值，并将该差值记为ΔT，进而获取该长度路面中各条切缝对应的切缝宽度和切缝深度，进而构建该长度路面中各切缝参数集合Qw(Qw1,Qw2,...,Qwj,...,Qwm)，其中Qwj表示该长度路面中第j个切缝对应的第w个切缝参数，w＝a1,a2,a1和a2分别表示切缝深度和切缝宽度，将构建的该长度路面中各切缝参数集合和该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值发送至处理与分析模块；
所述处理与分析模块用于接收路面地基与土壤的结合度检测模块发送的左侧检测区域缝隙面积和右侧检测区域缝隙面积，将左侧检测区域缝隙面积与左侧检测区域标准缝隙面积进行对比，获取左侧检测区域缝隙面积与左侧检测区域标准缝隙面积的差值，同时将右侧检测区域缝隙面积与右侧检测区域标准缝隙面积进行对比，获取右侧检测区域缝隙面积与右侧检测区域标准缝隙面积的差值，进而统计该路面地基与土壤的综合结合度，从数据库中调取该路面该路面地基与土壤对应的标准综合结合度，将该路面地基与土壤的综合结合度与该路面地基与土壤对应的标准综合结合度进行对比，进而统计该路面地基与土壤的综合结合度影响系数；
所述处理与分析模块用于接收路面地粗糙度检测模块发送的各凹陷区域的面积集合和该路面对应的前侧面面积，统计该路面各凹陷区域的总面积，进而将该路面各凹陷区域的总面积与该路面对应的前侧面面积进行对比，进而统计该路面的粗糙度，将该路面的粗糙度与该路面对应的标准粗糙度进行对比，进而统计该路面粗糙度影响系数；
同时所述处理与分析模块还用于接收切缝参数检测模块发送的该长度路面中各切缝参数集合和该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值，根据该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值，统计该路面切缝条数影响系数，同时将该路面各条切缝对应的切缝深度以及切缝宽度与该路面高度对应的标准切缝深度以及该路面宽度对应的标准切缝宽度进行对比，进而构建该长度路面中各切缝参数对比集合，ΔQw(ΔQw1,ΔQw2,...,ΔQwj,...,ΔQwm)，其中ΔQwj表示该长度路面中第j个切缝对应的第w个切缝参数与该长度路面中第j个切缝对应的第w个标准切缝参数，根据该长度路面中各切缝参数对比集合统计该长度路面中各切缝参数影响系数，其各切缝参数影响系数计算公式为
Figure BDA0002892190740000051
Figure BDA0002892190740000052
表示各切缝对应的参数影响系数，Qw标准表示第w个标准的切缝参数，g表示切缝编号，g＝1，2，...j,..,m，进而根据各切缝参数影响系数和该路面切缝条数影响系数进而统计该路面切缝影响系数；
所述处理与分析模块根据统计的该路面地基与土壤的综合结合度影响系数、该路面粗糙度影响系数和该路面切缝影响系数进而统计该路面质量综合影响系数；
所述数据库用于存储左侧检测区域标准缝隙面积、右侧检测区域标准缝隙面积、该长度路面对应的标准切缝条数、该路面高度对应的标准切缝深度、该路面宽度对应的标准切缝宽度、路面各切缝对应的标准切缝参数、该路面地基与土壤的标准综合结合度和该路面对应的标准粗糙度；
所述显示终端用于显示该路面地基与土壤的综合结合度影响系数、该路面粗糙度影响系数、该路面切缝影响系数和该路面质量综合影响系数；
采用该基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理系统进行道路工程质量监理时，包括以下步骤：
S1、获取道路基本参数，该道路的基本参数包括该待监理道路的长度、宽度、高度和坡度；
S2、路面参数检测，路面参数包括路面地基与土壤结合度和路面粗糙度，通过x射线检测仪对该监理道路的左侧检测区域和右侧检测区域分别进行扫描拍摄，进而获取左侧检测区域缝隙面积和右侧检测区域缝隙面积，同时通过摄像头获取该路面对应的前侧面图像，并对获取的该路面对应的前侧面图像进行处理和分析，进而获取各凹陷区域的面积集合和该路面对应的前侧面面积；
S3、切缝参数检测，统计该路面对应的切缝条数，将该路面对应的切缝条数与该路面对应的标准切缝条数进行对比，获取该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值，同时获取各切缝对应的深度和宽度，构建该长度路面中各切缝参数集合；
S4、数据分析与处理，对该路面中左侧检测区域缝隙面积和右侧检测区域缝隙面积、该路面对应的前侧面面积、各凹陷区域的面积集合、该长度路面中各切缝参数集合和该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值分别进行分析和处理，进而统计该路面地基与土壤的综合结合度影响系数、该路面粗糙度影响系数、该路面切缝影响系数和该路面质量综合影响系数；
S5、数据显示，将该路面地基与土壤的综合结合度影响系数、该路面粗糙度影响系数、该路面切缝影响系数和该路面质量综合影响系数进行数据显示。
进一步地，所述第一参数检测仪为微波测距仪，所述第二参数检测仪为水准仪，其中微波测距仪和水准仪分别安装在该路面上。
进一步地，所述该路面地基与土壤的综合结合度计算公式为
Figure BDA0002892190740000071
J表示该路面地基与土壤的综合结合度，X左表示左侧检测区域缝隙面积，X右表示右侧检测区域缝隙面积，
Figure BDA0002892190740000077
表示左侧检测区域标准缝隙面积，
Figure BDA0002892190740000078
表示右侧检测区域标准缝隙面积。
所述该路面地基与土壤的综合结合度影响系数计算公式为
Figure BDA0002892190740000072
J标准表示该路面对应的该路面地基与土壤的标准综合结合度，λ表示该路面地基与土壤的综合结合度影响系数
所述该路面粗糙度的计算公式为
Figure BDA0002892190740000073
β表示该路面对应的粗糙度，Y′表示该路面对应的前侧面面积，Yk表示第k个凹陷区域对应的面积，k表示凹陷区域编号，k＝1,2，...i,...n。
进一步地，所述该路面粗糙度影响系数的计算公式为
Figure BDA0002892190740000074
δ表示该路面对应的粗糙度影响系数，β标准表示该路面对应的标准粗糙度。
进一步地，所述该路面切缝条数影响系数的计算公式为
Figure BDA0002892190740000075
Figure BDA0002892190740000076
表示该路面对应的切缝条数影响系数，ΔT表示该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值，T标准表示该长度路面对应的标准切缝条数。
进一步地，所述该路面切缝影响系数计算公式为
Figure BDA0002892190740000081
θ表示该路面对应的切缝影响系数，g表示该路面切缝编号，g＝1，2，...j,..m，m表示该长度路面的切缝条数。
进一步地，所述该路面质量综合影响系数计算公式为
Figure BDA0002892190740000082
Z表示该路面对应的质量综合影响系数。
第二方面，本发明还提供了一种云计算监理平台，所述云监理平台包括处理器、机器可读存储介质和网络接口，所述机器可读存储介质、所述网络接口以及所述处理器之间通过总线系统相连，所述网络接口用于与至少一个道路工程质量监理终端通信连接，所述机器可读存储介质用于存储程序、指令或代码，所述处理器用于执行所述机器可读存储介质中的程序、指令或代码，以执行本发明任意一项基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理方法。
本发明的有益效果：
(1)本发明提供的基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理方法，通过路面参数检测模块和切缝参数检测模块并结合数据处理与分析模块对该坡度路面对应的路面地基与土壤结合度、路面粗糙度、路面切缝条数和各切缝对应的切缝深度和切缝宽度进行细致的分析，从而统计了该路面地基与土壤的综合结合度影响系数、该路面粗糙度影响系数、该路面切缝影响系数和该路面质量综合影响系数，实现了对有坡度且存在防滑条道路的质量监理，避免了因监理人员的差异而对监理结果造成的影响，同时也降低了因监理人员主观因素所引起的判断误差，有效的提升了对道路工程的监理效率。
(2)本发明提供的基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理方法，通过对路面参数和切缝参数的大数据分析，提高了监理结果的真实性、可靠性和参考性。
(3)本发明在路面地基与土壤结合度检测模块，通过x射线检测仪对该监理道路的左侧路面和右侧面分别进行扫描拍摄，进而获取该路面地基与土壤的综合结合度，通过x射线检测仪避免了监理过程中对路面造成的损坏，实现了无损检测，同时有效的提升了检测速度和检测效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
图1为本发明方法实施步骤流程图；
图2为本发明系统模块连接示意图；
图3为本发明路面参数检测模块连接图；
图4为本发明道路方位示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
请参阅图1所示，第一方面，本发明提供一种基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理方法，通过该方法进行道路工程质量监理时，包括以下步骤：
S1、获取道路基本参数，该道路的基本参数包括该待监理道路的长度、宽度、高度和坡度；
S2、路面参数检测，路面参数包括路面地基与土壤结合度和路面粗糙度，通过x射线检测仪对该监理道路的左侧检测区域和右侧检测区域分别进行扫描拍摄，进而获取左侧检测区域缝隙面积和右侧检测区域缝隙面积，同时通过摄像头获取该路面对应的前侧面图像，并对获取的该路面对应的前侧面图像进行处理和分析，进而获取各凹陷区域的面积集合和该路面对应的前侧面面积；
S3、切缝参数检测，统计该路面对应的切缝条数，将该路面对应的切缝条数与该路面对应的标准切缝条数进行对比，获取该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值，同时获取各切缝对应的深度和宽度，构建该长度路面中各切缝参数集合；
S4、数据分析与处理，对该路面中左侧检测区域缝隙面积和右侧检测区域缝隙面积、该路面对应的前侧面面积、各凹陷区域的面积集合、该长度路面中各切缝参数集合和该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值分别进行分析和处理，进而统计该路面地基与土壤的综合结合度影响系数、该路面粗糙度影响系数、该路面切缝影响系数和该路面质量综合影响系数；
S5、数据显示，将该路面地基与土壤的综合结合度影响系数、该路面粗糙度影响系数、该路面切缝影响系数和该路面质量综合影响系数进行数据显示。
请参阅图2所示，该道路工程质量监理方法在具体实施过程中需要用到一种基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理系统，该道路工程质量监理系统包括道路参数获取模块、路面参数检测模块、切缝参数检测模块、数据处理与分析模块、数据库和显示终端；
数据处理与分析模块分别与路面参数检测模块、切缝参数检测模块、数据库和显示终端连接，切缝参数检测模块分别与道路参数获取模块和数据库连接；
所述道路参数获取模块包括第一参数检测仪和第二参数检测仪，其中第一参数检测仪用于检测该待监理道路的长度和宽度，第二参数检测仪用于检测该待监理道路路面的高度，将该待监理道路的起点和终点分别记为A点和B点，通过第一参数检测仪器获取A点与B点之间的长度以及该待监理道路的宽度，并分别记为s和d，同时通过第二参数检测仪获取该待监理道路路面的高度，将该待监理道路的长度、宽度和高度发送至切缝参数检测模块；
请参阅图3和图4所示，所述路面参数检测模块用于对该路面的参数进行检测，其中路面参数检测模块包括路面地基与土壤结合度检测模块和路面粗糙度检测模块；
所述路面地基与土壤结合度检测模块用于对地基与土壤之间的结合度进行检测，其中路面地基与土壤结合度检测模块具体检测过程包括以下步骤：
L1、选取该待监理路面的左侧检测区域地基与土壤的结合处和右侧检测区域地基与土壤的结合处作为检测区域，将该待监理路面的左侧检测区域地基与土壤的结合处记为左侧检测区域，将该待监理路面的右侧检测区域地基与土壤的结合处记为右侧检测区域；
L2、通过x射线检测仪对该监理道路的左侧检测区域和右侧检测区域分别进行扫描拍摄，进而获取该左侧检测区域和右侧检测区域扫描拍摄的射线胶片；
L3、根据地基与土壤在射线胶片上显示的灰度值的不同，将左侧检测区域和右侧检测区域扫描拍摄的射线胶片分别分割为地基区域胶片和土壤区域胶片；
L4、根据左侧检测区域对应的地基区域胶片和土壤区域胶片，进而获取左侧检测区域中地基区域和土壤区域之间对应的缝隙的轮廓；
L5、通过获取的左侧检测区域中地基区域和土壤区域之间对应的缝隙的轮廓，进而获取左侧检测区域中地基区域和土壤区域之间的缝隙区域面积，并记为左侧检测区域缝隙面积；
L6、根据右侧检测区域对应的地基区域胶片和土壤区域胶片，进而获取右侧检测区域中地基区域和土壤区域之间对应的缝隙的轮廓；
L7、通过获取的右侧检测区域中地基区域和土壤区域之间对应的缝隙的轮廓，进而获取右侧检测区域中地基区域和土壤区域之间的缝隙区域面积，并记为右侧检测区域缝隙面积；
L8、将获取的左侧检测区域缝隙面积和右侧检测区域缝隙面积发送至数据处理与分析模块，本发明实施例通过x射线检测仪对该监理道路的左侧路面和右侧面分别进行扫描拍摄，实现了道路的无损检测，避免了在检测过程中对道路造成的损坏，有效的提升了对路面地基与土壤结合度的检测效率；
所述路面粗糙度检测模块用于对该路面的粗糙度进行检测，其中该路面粗糙度检测模块具体检测过程包括以下步骤：
H1、将摄像头安装在该路面对应的前侧面，将摄像头聚焦在该路面对应的前侧面位置，进而进行图像采集；
H2、获取采集的该路面对应的前侧面，并对获取的该路面对应的前侧面图像进行滤波和降噪处理，进而提取处理后的该路面对应的前侧面图像；
H3、根据提取的该路面对应的前侧面图像，从该图像中提取该路面对应的前侧面的轮廓和各凹陷区域的轮廓；
H4、进而统计该图像中凹陷区域的的个数，将统计各凹陷区域按照预设顺序进行编号，依次标记为1,2，...i,...n,进而获取各凹陷区域的面积和该路面对应的前侧面面积，根据获取的各凹陷区域的面积进而构建各凹陷区域的面积集合Y(Y1，Y2，...,Yi,...Yn)；
H5、将获取的各凹陷区域的面积集合和该路面对应的前侧面面积发送给处理与分析模块，本发明实施例通过将摄像头对该路面的前侧面进行图像采集，通过直观的图像，有效的判断了当前路面的粗糙度的程度，从而有效的提升了对路面粗糙度的检测效率，节省了人员检测的人力成本和时间成本；
所述切缝参数检测模块用于接收道路参数获取模块发送的待监理道路的长度、宽度和高度，进而统计该长度路面中的切缝条数，并记为T，并将统计的该长度路面中的各条切缝进行编号，依次标记为1，2，...j,..,m，进而将统计的该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数进行对比，获取该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值，并将该差值记为ΔT，进而获取该长度路面中各条切缝对应的切缝宽度和切缝深度，进而构建该长度路面中各切缝参数集合Qw(Qw1,Qw2,...,Qwj,...,Qwm)，其中Qwj表示该长度路面中第j个切缝对应的第w个切缝参数，w＝a1,a2,a1和a2分别表示切缝深度和切缝宽度，将构建的该长度路面中各切缝参数集合和该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值发送至处理与分析模块，本发明实施例通过对路面切缝参数和路面切缝条数的检测，可以快速获取当前的路面的切缝状态，同时为处理与分析模块对切缝参数的处理提供了数据基础；
所述处理与分析模块用于接收路面地基与土壤的结合度检测模块发送的左侧检测区域缝隙面积和右侧检测区域缝隙面积，将左侧检测区域缝隙面积与左侧检测区域标准缝隙面积进行对比，获取左侧检测区域缝隙面积与左侧检测区域标准缝隙面积的差值，同时将右侧检测区域缝隙面积与右侧检测区域标准缝隙面积进行对比，获取右侧检测区域缝隙面积与右侧检测区域标准缝隙面积的差值，进而统计该路面地基与土壤的综合结合度，其中该路面地基与土壤的综合结合度的计算公式为
Figure BDA0002892190740000141
J表示该路面地基与土壤的综合结合度，X左表示左侧检测区域缝隙面积，X右表示右侧检测区域缝隙面积，
Figure BDA0002892190740000145
表示左侧检测区域标准缝隙面积，
Figure BDA0002892190740000146
表示右侧检测区域标准缝隙面积，进而从数据库中调取该路面该路面地基与土壤对应的标准综合结合度，将该路面地基与土壤的综合结合度与该路面地基与土壤对应的标准综合结合度进行对比，进而统计该路面地基与土壤的综合结合度影响系数，其中该路面地基与土壤的综合结合度影响系数计算公式为
Figure BDA0002892190740000142
J标准表示该路面对应的该路面地基与土壤的标准综合结合度，λ表示该该路面地基与土壤的综合结合度影响系数；
所述处理与分析模块用于接收路面地粗糙度检测模块发送的各凹陷区域的面积集合和该路面对应的前侧面面积，统计该路面各凹陷区域的总面积，进而将该路面各凹陷区域的总面积与该路面对应的前侧面面积进行对比，进而统计该路面的粗糙度，其中该路面粗糙度的计算公式为
Figure BDA0002892190740000143
β表示该路面对应的粗糙度，Y′表示该路面对应的前侧面面积，Yk表示第k个凹陷区域对应的面积， k表示凹陷区域编号，k＝1,2，...i,...n，将该路面的粗糙度与该路面对应的标准粗糙度进行对比，进而统计该路面粗糙度影响系数，其中该路面粗糙度影响系数的计算公式为
Figure BDA0002892190740000144
δ表示该路面对应的粗糙度影响系数，β标准表示该路面对应的标准粗糙度；
同时所述处理与分析模块还用于接收切缝参数检测模块发送的该长度路面中各切缝参数集合和该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值，根据该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值，统计该路面切缝条数影响系数，同时将该路面各条切缝对应的切缝深度以及切缝宽度与该路面高度对应的标准切缝深度以及该路面宽度对应的标准切缝宽度进行对比，进而构建该长度路面中各切缝参数对比集合，ΔQw(ΔQw1,ΔQw2,...,ΔQwj,...,ΔQwm)，其中ΔQwj表示该长度路面中第j个切缝对应的第w个切缝参数与该长度路面中第j个切缝对应的第w个标准切缝参数，根据该长度路面中各切缝参数对比集合统计该长度路面中各切缝参数影响系数，其中，该路面切缝条数影响系数的计算公式为
Figure BDA0002892190740000151
Figure BDA0002892190740000152
表示该路面对应的切缝条数影响系数，ΔT表示该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值，T标准表示该长度路面对应的标准切缝条数同时将该路面各条切缝对应的切缝深度以及切缝宽度与该路面高度对应的标准切缝深度以及该路面宽度对应的标准切缝宽度进行对比，进而构建该长度路面中各切缝参数对比集合，ΔQw(ΔQw1,ΔQw2,...,ΔQwj,...,ΔQwm)，其中ΔQwj表示该长度路面中第j个切缝对应的第w个切缝参数与该长度路面中第j个切缝对应的第w个标准切缝参数，根据该长度路面中各切缝参数对比集合统计该长度路面中各切缝参数影响系数，其各切缝参数影响系数计算公式为
Figure BDA0002892190740000153
Figure BDA0002892190740000154
表示各切缝对应的参数影响系数，Qw标准表示第w个标准的切缝参数，g表示切缝编号，g＝1，2，...j,..,m，进而根据各切缝参数影响系数和该路面切缝条数影响系数进而统计该路面切缝影响系数，该路面切缝影响系数计算公式为
Figure BDA0002892190740000155
θ表示该路面对应的切缝影响系数，g表示该路面切缝编号，g＝1，2，...j,..m，m表示该长度路面的切缝条数；
所述处理与分析模块根据统计的该路面地基与土壤的综合结合度影响系数、该路面粗糙度影响系数和该路面切缝影响系数进而统计该路面质量综合影响系数，本发明实施例通过数据处理与分析模块对该路面对应的路面地基与土壤结合度、路面粗糙度、路面切缝条数和各切缝对应的切缝深度和切缝宽度进行细致的分析，从而统计了该路面地基与土壤的综合结合度影响系数、该路面粗糙度影响系数、该路面切缝影响系数和该路面质量综合影响系数，避免了因监理人员的差异而对监理结果造成的影响，同时也降低了因监理人员主观因素所引起的判断误差，有效的提升了对道路工程的监理效率；
所述数据库用于存储左侧检测区域标准缝隙面积、右侧检测区域标准缝隙面积、该长度路面对应的标准切缝条数、该路面高度对应的标准切缝深度、该路面宽度对应的标准切缝宽度、路面各切缝对应的标准切缝参数、该路面地基与土壤的标准综合结合度和该路面对应的标准粗糙度，本发明实施例同时通过各标准数据为数据的处理和分析模块提供了大量的数据参考，从而有效的提升了数据处理的效率；
所述显示终端用于显示该路面地基与土壤的综合结合度影响系数、该路面粗糙度影响系数、该路面切缝影响系数和该路面质量综合影响系数，将复杂的内容进行简单化，方便工作人进行数据后去，和对当前道路质量的了解；
第二方面，本发明还提供了一种云计算监理平台，所述云监理平台包括处理器、机器可读存储介质和网络接口，所述机器可读存储介质、所述网络接口以及所述处理器之间通过总线系统相连，所述网络接口用于与至少一个道路工程质量监理终端通信连接，所述机器可读存储介质用于存储程序、指令或代码，所述处理器用于执行所述机器可读存储介质中的程序、指令或代码，以执行本发明任意一项基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理方法。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理方法，其特征在于：该道路工程质量监理方法在具体实施过程中需要用到一种基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理系统，该道路工程质量监理系统包括道路参数获取模块、路面参数检测模块、切缝参数检测模块、数据处理与分析模块、数据库和显示终端；
数据处理与分析模块分别与路面参数检测模块、切缝参数检测模块、数据库和显示终端连接，切缝参数检测模块分别与道路参数获取模块和数据库连接；
所述道路参数获取模块包括第一参数检测仪和第二参数检测仪，其中第一参数检测仪用于检测该待监理道路的长度和宽度，第二参数检测仪用于检测该待监理道路路面的高度，将该待监理道路的起点和终点分别记为A点和B点，通过第一参数检测仪器获取A点与B点之间的长度以及该待监理道路的宽度，并分别记为s和d，同时通过第二参数检测仪获取该待监理道路路面的高度，将该待监理道路的长度、宽度和高度发送至切缝参数检测模块；
所述路面参数检测模块用于对该路面的参数进行检测，其中路面参数检测模块包括路面地基与土壤结合度检测模块和路面粗糙度检测模块；
所述路面地基与土壤结合度检测模块用于对地基与土壤之间的结合度进行检测，其中路面地基与土壤结合度检测模块具体检测过程包括以下步骤：
L1、选取该待监理路面的左侧检测区域地基与土壤的结合处和右侧检测区域地基与土壤的结合处作为检测区域，将该待监理路面的左侧检测区域地基与土壤的结合处记为左侧检测区域，将该待监理路面的右侧检测区域地基与土壤的结合处记为右侧检测区域；
L2、通过x射线检测仪对该监理道路的左侧检测区域和右侧检测区域分别进行扫描拍摄，进而获取该左侧检测区域和右侧检测区域扫描拍摄的射线胶片；
L3、根据地基与土壤在射线胶片上显示的灰度值的不同，将左侧检测区域和右侧检测区域扫描拍摄的射线胶片分别分割为地基区域胶片和土壤区域胶片；
L4、根据左侧检测区域对应的地基区域胶片和土壤区域胶片，进而获取左侧检测区域中地基区域和土壤区域之间对应的缝隙的轮廓；
L5、通过获取的左侧检测区域中地基区域和土壤区域之间对应的缝隙的轮廓，进而获取左侧检测区域中地基区域和土壤区域之间的缝隙区域面积，并记为左侧检测区域缝隙面积；
L6、根据右侧检测区域对应的地基区域胶片和土壤区域胶片，进而获取右侧检测区域中地基区域和土壤区域之间对应的缝隙的轮廓；
L7、通过获取的右侧检测区域中地基区域和土壤区域之间对应的缝隙的轮廓，进而获取右侧检测区域中地基区域和土壤区域之间的缝隙区域面积，并记为右侧检测区域缝隙面积；
L8、将获取的左侧检测区域缝隙面积和右侧检测区域缝隙面积发送至数据处理与分析模块；
所述路面粗糙度检测模块用于对该路面的粗糙度进行检测，其中该路面粗糙度检测模块具体检测过程包括以下步骤：
H1、将摄像头安装在该路面对应的前侧面，将摄像头聚焦在该路面对应的前侧面位置，进而进行图像采集；
H2、获取采集的该路面对应的前侧面，并对获取的该路面对应的前侧面图像进行滤波和降噪处理，进而提取处理后的该路面对应的前侧面图像；
H3、根据提取的该路面对应的前侧面图像，从该图像中提取该路面对应的前侧面的轮廓和各凹陷区域的轮廓；
H4、进而统计该图像中凹陷区域的的个数，将统计各凹陷区域按照预设顺序进行编号，依次标记为1,2，...i,...n,进而获取各凹陷区域的面积和该路面对应的前侧面面积，根据获取的各凹陷区域的面积进而构建各凹陷区域的面积集合Y(Y1，Y2，...,Yi,...Yn)；
H5、将获取的各凹陷区域的面积集合和该路面对应的前侧面面积发送给处理与分析模块；
所述切缝参数检测模块用于接收道路参数获取模块发送的待监理道路的长度、宽度和高度，进而统计该长度路面中的切缝条数，并记为T，并将统计的该长度路面中的各条切缝进行编号，依次标记为1，2，...j,..,m，进而将统计的该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数进行对比，获取该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值，并将该差值记为ΔT，进而获取该长度路面中各条切缝对应的切缝宽度和切缝深度，进而构建该长度路面中各切缝参数集合Qw(Qw1,Qw2,...,Qwj,...,Qwm)，其中Qwj表示该长度路面中第j个切缝对应的第w个切缝参数，w＝a1,a2,a1和a2分别表示切缝深度和切缝宽度，将构建的该长度路面中各切缝参数集合和该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值发送至处理与分析模块；
所述处理与分析模块用于接收路面地基与土壤的结合度检测模块发送的左侧检测区域缝隙面积和右侧检测区域缝隙面积，将左侧检测区域缝隙面积与左侧检测区域标准缝隙面积进行对比，获取左侧检测区域缝隙面积与左侧检测区域标准缝隙面积的差值，同时将右侧检测区域缝隙面积与右侧检测区域标准缝隙面积进行对比，获取右侧检测区域缝隙面积与右侧检测区域标准缝隙面积的差值，进而统计该路面地基与土壤的综合结合度，从数据库中调取该路面该路面地基与土壤对应的标准综合结合度，将该路面地基与土壤的综合结合度与该路面地基与土壤对应的标准综合结合度进行对比，进而统计该路面地基与土壤的综合结合度影响系数；
所述处理与分析模块用于接收路面地粗糙度检测模块发送的各凹陷区域的面积集合和该路面对应的前侧面面积，统计该路面各凹陷区域的总面积，进而将该路面各凹陷区域的总面积与该路面对应的前侧面面积进行对比，进而统计该路面的粗糙度，将该路面的粗糙度与该路面对应的标准粗糙度进行对比，进而统计该路面粗糙度影响系数；
同时所述处理与分析模块还用于接收切缝参数检测模块发送的该长度路面中各切缝参数集合和该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值，根据该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值，统计该路面切缝条数影响系数，同时将该路面各条切缝对应的切缝深度以及切缝宽度与该路面高度对应的标准切缝深度以及该路面宽度对应的标准切缝宽度进行对比，进而构建该长度路面中各切缝参数对比集合，ΔQw(ΔQw1,ΔQw2,...,ΔQwj,...,ΔQwm)，其中ΔQwj表示该长度路面中第j个切缝对应的第w个切缝参数与该长度路面中第j个切缝对应的第w个标准切缝参数，根据该长度路面中各切缝参数对比集合统计该长度路面中各切缝参数影响系数，其各切缝参数影响系数计算公式为
Figure FDA0002892190730000041
θg表示各切缝对应的参数影响系数，Qw标准表示第w个标准的切缝参数，g表示切缝编号，g＝1，2，...j,..,m，进而根据各切缝参数影响系数和该路面切缝条数影响系数进而统计该路面切缝影响系数；
所述处理与分析模块根据统计的该路面地基与土壤的综合结合度影响系数、该路面粗糙度影响系数和该路面切缝影响系数进而统计该路面质量综合影响系数；
所述数据库用于存储左侧检测区域标准缝隙面积、右侧检测区域标准缝隙面积、该长度路面对应的标准切缝条数、该路面高度对应的标准切缝深度、该路面宽度对应的标准切缝宽度、路面各切缝对应的标准切缝参数、该路面地基与土壤的标准综合结合度和该路面对应的标准粗糙度；
所述显示终端用于显示该路面地基与土壤的综合结合度影响系数、该路面粗糙度影响系数、该路面切缝影响系数和该路面质量综合影响系数；
采用该基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理系统进行道路工程质量监理时，包括以下步骤：
S1、获取道路基本参数，该道路的基本参数包括该待监理道路的长度、宽度、高度和坡度；
S2、路面参数检测，路面参数包括路面地基与土壤结合度和路面粗糙度，通过x射线检测仪对该监理道路的左侧检测区域和右侧检测区域分别进行扫描拍摄，进而获取左侧检测区域缝隙面积和右侧检测区域缝隙面积，同时通过摄像头获取该路面对应的前侧面图像，并对获取的该路面对应的前侧面图像进行处理和分析，进而获取各凹陷区域的面积集合和该路面对应的前侧面面积；
S3、切缝参数检测，统计该路面对应的切缝条数，将该路面对应的切缝条数与该路面对应的标准切缝条数进行对比，获取该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值，同时获取各切缝对应的深度和宽度，构建该长度路面中各切缝参数集合；
S4、数据分析与处理，对该路面中左侧检测区域缝隙面积和右侧检测区域缝隙面积、该路面对应的前侧面面积、各凹陷区域的面积集合、该长度路面中各切缝参数集合和该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值分别进行分析和处理，进而统计该路面地基与土壤的综合结合度影响系数、该路面粗糙度影响系数、该路面切缝影响系数和该路面质量综合影响系数；
S5、数据显示，将该路面地基与土壤的综合结合度影响系数、该路面粗糙度影响系数、该路面切缝影响系数和该路面质量综合影响系数进行数据显示。
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理方法，其特征在于：所述第一参数检测仪为微波测距仪，所述第二参数检测仪为水准仪，其中微波测距仪和水准仪分别安装在该路面的起点和终点上。
3.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理方法，其特征在于：所述该路面地基与土壤的综合结合度计算公式为
Figure FDA0002892190730000061
J表示该路面地基与土壤的综合结合度，X左表示左侧检测区域缝隙面积，X右表示右侧检测区域缝隙面积，X左标准表示左侧检测区域标准缝隙面积，X右标准表示右侧检测区域标准缝隙面积。
4.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理方法，其特征在于：所述该路面地基与土壤的综合结合度影响系数计算公式为
Figure FDA0002892190730000062
J标准表示该路面对应的该路面地基与土壤的标准综合结合度，λ表示该该路面地基与土壤的综合结合度影响系数。
5.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理方法，其特征在于：所述该路面粗糙度的计算公式为
Figure FDA0002892190730000063
β表示该路面对应的粗糙度，Y′表示该路面对应的前侧面面积，Yk表示第k个凹陷区域对应的面积，k表示凹陷区域编号，k＝1,2，...i,...n。
6.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理方法，其特征在于：所述该路面粗糙度影响系数的计算公式为
Figure FDA0002892190730000071
δ表示该路面对应的粗糙度影响系数，β标准表示该路面对应的标准粗糙度。
7.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理方法，其特征在于：所述该路面切缝条数影响系数的计算公式为
Figure FDA0002892190730000072
Figure FDA0002892190730000073
表示该路面对应的切缝条数影响系数，ΔT表示该长度路面中的切缝条数与该长度路面对应的标准切缝条数的差值，T标准表示该长度路面对应的标准切缝条数。
8.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理方法，其特征在于：所述该路面切缝影响系数计算公式为
Figure FDA0002892190730000074
θ表示该路面对应的切缝影响系数，g表示该路面切缝编号，g＝1，2，...j,..m，m表示该长度路面的切缝条数。
9.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理方法，其特征在于：所述该路面质量综合影响系数计算公式为
Figure FDA0002892190730000075
Z表示该路面对应的质量综合影响系数。
10.一种云计算监理平台，其特征在于：所述云监理平台包括处理器、机器可读存储介质和网络接口，所述机器可读存储介质、所述网络接口以及所述处理器之间通过总线系统相连，所述网络接口用于与至少一个道路工程质量监理终端通信连接，所述机器可读存储介质用于存储程序、指令或代码，所述处理器用于执行所述机器可读存储介质中的程序、指令或代码，以执行权利要求1-9中任意一项的基于大数据分析和机器视觉的道路工程质量监理方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113537932A (zh) * 2021-07-12 2021-10-22 武汉都梁信息技术有限责任公司 一种基于机器视觉的电力系统大型配电室日常智能巡检监测管理系统

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