CN117233751A - 一种基于探地雷达的道路地下病害体全生命周期管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及了道路领域，其公开了一种基于探地雷达的道路地下病害体全生命周期管理方法，解决了由于病害体的类型和所处道路情况的不同，同类型病害体的生命周期无法适配管理的问题，管理方法具体如下：图谱比对模块对道路的实时地质雷达图谱进行比对，得到道路的目标病害体；道路监测模块对道路的道路情况进行监测，得到道路的管理监测值；管理设定模块对道路的管理等级进行设定，设定道路的管理等级；周期确定模块对道路地下的病害体进行周期确定，得到道路中目标病害体的道路管理时间，本发明基于道路地下病害体的道路情况和道路地下病害体的病害类型，在道路地下病害体的全生命周期内设定相适配的管理办法。
Description
技术领域
本发明属于道路病害监测技术领域，具体是一种基于探地雷达的道路地下病害体全生命周期管理方法。
背景技术
“道路”，是指公路、城市道路和虽在单位管辖范围但允许社会机动车通行的地方，包括广场、公共停车场等用于公众通行的场所。道路从词义上讲就是供各种无轨车辆和行人通行的基础设施；按其使用特点分为公路、城市道路、乡村道路、厂矿道路、林业道路、考试道路、竞赛道路、汽车试验道路、车间通道以及学校道路等。另外还指达到某种目标的途径，事物发展、变化的途径。
当通过探地雷达技术探测得到道路地下存在病害体时，由于病害体的类型不相同，且道路病害体所处的道路情况不同，导致相同类型病害体的生命周期也不相同，因此，我们提出一种基于探地雷达的道路地下病害体全生命周期管理方法，用于对道路地下病害体设定相适配管理办法。
发明内容
本发明目的是提供一种基于探地雷达的道路地下病害体全生命周期管理方法，用于解决当道路地下存在病害体时，由于病害体的类型不相同和所处道路情况不同，相同类型病害体的生命周期无法适配管理的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于探地雷达的道路地下病害体全生命周期管理方法，管理方法具体如下：
步骤S101：数据采集模块采集道路的实时地质雷达图谱，并将实时地质雷达图谱发送至图谱比对模块；
步骤S102：存储模块将不同道路地下病害体的预设地质雷达图谱发送至图谱比对模块，图谱比对模块对道路的实时地质雷达图谱进行比对，得到道路的目标病害体发送至存储模块；
步骤S103：存储模块依据目标病害体将对应的预设生命周期发送至周期确定模块，数据采集模块还采集道路的道路数据发送至道路检测模块；
步骤S104：道路监测模块对道路的道路情况进行监测，得到道路的管理监测值发送至管理设定模块；
步骤S105：管理设定模块对道路的管理等级进行设定，设定道路的管理等级发送至周期确定模块；
步骤S106：周期确定模块对道路地下的病害体进行周期确定，得到道路中目标病害体的道路管理时间发送至管理终端，管理终端在到达道路管理时间时对道路中目标病害体进行探测管理。
优选的，管理方法涉及有管理平台，所述管理平台连接有数据采集模块、周期确定模块、存储模块、图谱比对模块、管理终端、管理设定模块和道路监测模块；
所述数据采集模块用于采集道路的实时地质雷达图谱并发送至管理平台，所述管理平台将道路的实时地质雷达图谱发送至图谱比对模块；
所述存储模块用于存储不同道路地下病害体的预设地质雷达图谱，并将不同道路地下病害体的预设地质雷达图谱发送至图谱比对模块；
所述图谱比对模块用于对道路的实时地质雷达图谱进行比对，得到道路的目标病害体反馈至管理平台，所述管理平台将道路的目标病害体发送至存储模块；
所述存储模块还用于存储模块不同道路地下病害体的预设生命周期和预设监管周期，并依据目标病害体将对应的预设生命周期发送至周期确定模块；
所述数据采集模块还用于采集道路的道路数据并发送至管理平台，所述管理平台将道路数据发送至道路检测模块；所述道路监测模块用于对道路的道路情况进行监测，得到道路的管理监测值经管理平台发送至管理设定模块；
所述管理设定模块用于对道路的管理等级进行设定，设定道路的管理等级经管理平台发送至周期确定模块；所述周期确定模块用于对道路地下的病害体进行周期确定，得到道路中目标病害体的道路管理时间经管理平台发送至管理终端，所述管理终端用于在到达道路管理时间时对道路中目标病害体进行探测管理。
优选的，道路地下病害体包括脱空病害体、空洞病害体、疏松病害体和富水病害体。
优选的，所述图谱比对模块用于对道路的实时地质雷达图谱进行比对，比对过程具体如下：
获取道路的实时地质雷达图谱以及不同道路地下病害体的预设地质雷达图谱；
将实时地质雷达图谱依次与不同道路地下病害体的预设地质雷达图谱进行比对；
若实时地质雷达图谱与任一预设地质雷达图谱相匹配，则预设地质雷达图谱对应的道路地下病害体标定为道路的目标病害体；
若实时地质雷达图谱与所有预设地质雷达图谱不匹配，则不进行任何操作。
优选的，实时地质雷达图谱与预设地质雷达图谱的比对过程具体为：
将实时地质雷达图谱和预设地质雷达图谱均进行灰度处理；
将灰度处理后的实时地质雷达图谱依次与灰度处理后的预设地质雷达图谱进行堆叠放置；
统计实时地质雷达图谱与预设地质雷达图谱的交叉数，同时将实时地质雷达图谱与预设地质雷达图谱因交叉产生的未重叠区域定义为交叉区域，统计交叉区域的面积记为交叉面积；
而后分别给予交叉面积和交叉数对引发的权重系数，给予权重后相加求和得到实时地质雷达图谱与预设地质雷达图谱的交叉值；
交叉值比对交叉阈值；
若交叉值大于等于交叉阈值，则实时地质雷达图谱与预设地质雷达图谱不匹配；
若交叉值小于交叉阈值，则实时地质雷达图谱与预设地质雷达图谱相匹配。
优选的，道路数据为道路中管道的埋设数以及每根管道的埋设长度、以及道路的途经车流量、途经人流量和维修次数。
优选的，所述道路监测模块的监测过程具体如下：
获取道路中管道的埋设数；
而后获取道路中每根管道的埋设长度，每根管道的埋设长度相加求和得到道路中的埋设总长度；
同时，获取道路的途径车流量、途径人流量和维修次数；
计算道路的管理监测值。
优选的，所述管理设定模块的设定过程具体如下：
管理监测值比对管理监测阈值；
判定道路的管理等级为第三管理等级、第二管理等级或第一管理等级。
优选的，第一管理等级的级别高于第二管理等级的级别，第二管理等级的级别高于第三管理等级的级别；
第一管理等级对应第一道路管理次数，第二管理等级对应第二道路管理次数，第三管理等级对应第三道路管理次数；
第一道路管理次数大于第二道路管理次数，第二道路管理次数大于第三道路管理次数。
优选的，所述周期确定模块的工作过程具体如下：
获取道路中目标病害体对应的预设生命周期；
而后获取道路对应的管理等级；
依据管理等级得到道路对应的道路管理次数；
在预设生命周期的开始时间和结束时间点分别设置一次道路管理，并将预设生命周期的开始时间和结束时间点记为道路管理时间；
而后将预设生命周期进行等时长划分，得到道路中目标病害体的道路管理时间。
本发明的有益效果是：本发明通过图谱比对模块对道路的实时地质雷达图谱进行比对，得到道路的目标病害体，存储模块依据目标病害体将对应的预设生命周期发送至周期确定模块，同时另一方面利用道路监测模块对道路的道路情况进行监测，得到道路的管理监测值发送至管理设定模块，管理设定模块对道路的管理等级进行设定，设定道路的管理等级发送至周期确定模块，周期确定模块对道路地下的病害体进行周期确定，得到道路中目标病害体的道路管理时间发送至管理终端，管理终端在到达道路管理时间时对道路中目标病害体进行探测管理，本发明基于道路地下病害体的道路情况和道路地下病害体的病害类型，在道路地下病害体的全生命周期内设定相适配的管理办法。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的工作流程图；
图2为本发明的系统框图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1所示，一种基于探地雷达的道路地下病害体全生命周期管理方法，管理方法具体如下：
步骤S101：数据采集模块采集道路的实时地质雷达图谱，并将实时地质雷达图谱发送至管理平台，管理平台将道路的实时地质雷达图谱发送至图谱比对模块；
步骤S102：存储模块存储不同道路地下病害体的预设地质雷达图谱，并将不同道路地下病害体的预设地质雷达图谱发送至图谱比对模块，图谱比对模块对道路的实时地质雷达图谱进行比对，获取道路的实时地质雷达图谱以及不同道路地下病害体的预设地质雷达图谱，将实时地质雷达图谱依次与不同道路地下病害体的预设地质雷达图谱进行比对，若实时地质雷达图谱与任一预设地质雷达图谱相匹配，则预设地质雷达图谱对应的道路地下病害体标定为道路的目标病害体，若实时地质雷达图谱与所有预设地质雷达图谱不匹配，则不进行任何操作，图谱比对模块将道路的目标病害体反馈至管理平台，管理平台将道路的目标病害体发送至存储模块；
步骤S103：存储模块还存储模块不同道路地下病害体的预设生命周期和预设监管周期，并依据目标病害体将对应的预设生命周期发送至周期确定模块，同时数据采集模块还采集道路的道路数据，并将道路数据发送至管理平台，管理平台将道路数据发送至道路检测模块；
步骤S104：道路监测模块对道路的道路情况进行监测，获取道路中管道的埋设数，而后获取道路中每根管道的埋设长度，每根管道的埋设长度相加求和得到道路中的埋设总长度，同时获取道路的途径车流量、途径人流量和维修次数，计算道路的管理监测值，道路监测模块将道路的管理监测值反馈至管理平台，管理平台将道路的管理监测值发送至管理设定模块；
步骤S105：管理设定模块对道路的管理等级进行设定，管理监测值比对管理监测阈值，判定道路的管理等级为第三管理等级、第二管理等级或第一管理等级，管理设定模块将道路的管理等级反馈至管理平台，管理平台将道路的管理等级发送至周期确定模块；
步骤S106：周期确定模块对道路地下的病害体进行周期确定，获取道路中目标病害体对应的预设生命周期，而后获取道路对应的管理等级，依据管理等级得到道路对应的道路管理次数，在预设生命周期的开始时间和结束时间点分别设置一次道路管理，并将预设生命周期的开始时间和结束时间点记为道路管理时间，而后将预设生命周期进行等时长划分，得到道路中目标病害体的道路管理时间，周期确定模块将道路中目标病害体的道路管理时间反馈至管理平台，管理平台将道路中目标病害体的道路管理时间发送至管理终端，管理终端在到达道路管理时间时对道路中目标病害体进行探测管理；
实施例2
如图2所示，一种基于探地雷达的道路地下病害体全生命周期管理方法，该管理方法涉及有管理平台，所述管理平台连接有数据采集模块、周期确定模块、存储模块、图谱比对模块、管理终端、管理设定模块和道路监测模块；
在具体实施时，所述数据采集模块用于采集道路的实时地质雷达图谱，并将实时地质雷达图谱发送至管理平台，所述管理平台将道路的实时地质雷达图谱发送至图谱比对模块；
实际中，可以通过地震映像法、探地雷达法和高密度电阻率法等方法对道路中的病害体进行探测，在本实施例中了，优先探地雷达技术对道路中的病害体进行探测，其中，数据采集模块在实际可以为地质雷达探测器、地质雷达探测仪等相关设备；
所述存储模块与图谱比对模块相连接，所述存储模块用于存储不同道路地下病害体的预设地质雷达图谱，并将不同道路地下病害体的预设地质雷达图谱发送至图谱比对模块；
具体的，道路地下病害体包括脱空病害体、空洞病害体、疏松病害体、富水病害体等；
其中，各种道路地下病害体的地质雷达图像特征为：
当道路地下病害体为疏松病害体时，其地质雷达图像特征主要表现为雷达波信号以低频为主，雷达反射波同相轴不连续，波形呈现出杂乱无章、断裂、变形等特征，且整体振幅较大，强反射现象较为明显；
当道路地下病害体为富水病害体时，其地质雷达图像特征主要表现为雷达波信号频率低于背景场，雷达反射波同相轴连续，整体振幅较大，强反射现象明显，富水体顶部反射波与入射波方向相反，底部反射波与入射波方向相同；
当道路地下病害体为脱空病害体时，其地质雷达图像特征主要表现为雷达波在脱空区两端发生绕射，在脱空区上下界面产生较强的反射界面，形似平板状，同相轴连续，振幅较大；
当道路地下病害体为空洞病害体时，其地质雷达图像特征主要表现为雷达波整体呈现双曲线型，双曲线上界面存在强反射波，反射幅值最强，空洞区两侧表现为曲线下滑的反射波，两端幅值逐渐减弱；
所述图谱比对模块用于对道路的实时地质雷达图谱进行比对，比对过程具体如下：
获取道路的实时地质雷达图谱以及不同道路地下病害体的预设地质雷达图谱；
将实时地质雷达图谱依次与不同道路地下病害体的预设地质雷达图谱进行比对；
在本实施例中，实时地质雷达图谱与预设地质雷达图谱的比对过程具体为：
将实时地质雷达图谱和预设地质雷达图谱均进行灰度处理；将灰度处理后的实时地质雷达图谱依次与灰度处理后的预设地质雷达图谱进行堆叠放置；统计实时地质雷达图谱与预设地质雷达图谱的交叉数，同时将实时地质雷达图谱与预设地质雷达图谱因交叉产生的未重叠区域定义为交叉区域，统计交叉区域的面积记为交叉面积；而后分别给予交叉面积和交叉数对引发的权重系数，给予权重后相加求和得到实时地质雷达图谱与预设地质雷达图谱的交叉值；交叉值比对交叉阈值，若交叉值大于等于交叉阈值，则实时地质雷达图谱与预设地质雷达图谱不匹配，若交叉值小于交叉阈值，则实时地质雷达图谱与预设地质雷达图谱相匹配；
此处，我们只考虑实时地质雷达图谱中只存在一种道路地下病害体，在实际进行雷达探测时，实时地质雷达图谱中可能存在不同类型的道路地下病害体；
若实时地质雷达图谱与任一预设地质雷达图谱相匹配，则预设地质雷达图谱对应的道路地下病害体标定为道路的目标病害体；
若实时地质雷达图谱与所有预设地质雷达图谱不匹配，则不进行任何操作；
所述图谱比对模块将道路的目标病害体反馈至管理平台，所述管理平台将道路的目标病害体发送至存储模块；所述存储模块还用于存储模块不同道路地下病害体的预设生命周期和预设监管周期；
所述存储模块依据目标病害体将对应的预设生命周期发送至周期确定模块；
在本实施例中，所述数据采集模块还用于采集道路的道路数据，并将道路数据发送至管理平台，所述管理平台将道路数据发送至道路检测模块；
需要具体说明的是，道路数据为道路中管道的埋设数以及每根管道的埋设长度、以及道路的途经车流量、途经人流量和维修次数等，其中，途径车流量为前一周该道路车流总量取均值所得来，途径人流量亦是如此；
所述道路监测模块用于对道路的道路情况进行监测，监测过程具体如下：
获取道路中管道的埋设数，并将埋设数标记GS；
而后获取道路中每根管道的埋设长度，每根管道的埋设长度相加求和得到道路中的埋设总长度GC；
同时，获取道路的途径车流量CL、途径人流量RL和维修次数WC；
通过公式计算得到道路的管理监测
值GJ；式中，a1、a2和a3均为固定数值的比例系数，且a1、a2和a3的取值均大于零；
所述道路监测模块将道路的管理监测值GJ反馈至管理平台，所述管理平台将道路的管理监测值GJ发送至管理设定模块；
具体的，所述管理设定模块用于对道路的管理等级进行设定，设定过程具体如下：
若GJ＜X1，则道路的管理等级为第三管理等级；
若X1≤GJ＜X2，则道路的管理等级为第二管理等级；
若X2≤GJ，则道路的管理等级为第一管理等级；其中，X1和X2均为固定数值的管理监测阈值，且X1＜X2；
可理解的是，第一管理等级的级别高于第二管理等级的级别，第二管理等级的级别高于第三管理等级的级别，第一管理等级对应第一道路管理次数，第二管理等级对应第二道路管理次数，第三管理等级对应第三道路管理次数，第一道路管理次数大于第二道路管理次数，第二道路管理次数大于第三道路管理次数；
所述管理设定模块将道路的管理等级反馈至管理平台，所述管理平台将道路的管理等级发送至周期确定模块；所述周期确定模块用于对道路地下的病害体进行周期确定，工作过程具体如下：
获取道路中目标病害体对应的预设生命周期；
而后获取道路对应的管理等级；
依据管理等级得到道路对应的道路管理次数；
在预设生命周期的开始时间和结束时间点分别设置一次道路管理，并将预设生命周期的开始时间和结束时间点记为道路管理时间；
而后将预设生命周期进行等时长划分，得到道路中目标病害体的道路管理时间；
所述周期确定模块将道路中目标病害体的道路管理时间反馈至管理平台，所述管理平台将道路中目标病害体的道路管理时间发送至管理终端，所述管理终端用于在到达道路管理时间时对道路中目标病害体进行探测管理；
在具体实施时，管理终端用于道路地下病害体的工作人员进行注册登录后进行使用；
在本申请中，若出现相应的计算公式，则上述计算公式均是去量纲取其数值计算，公式中存在的权重系数、比例系数等系数，其设置的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个结果值，关于权重系数和比例系数的大小，只要不影响参数与结果值的比例关系即可。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种基于探地雷达的道路地下病害体全生命周期管理方法，其特征在于，管理方法具体如下：
步骤S101：数据采集模块采集道路的实时地质雷达图谱，并将实时地质雷达图谱发送至图谱比对模块；
步骤S102：存储模块将不同道路地下病害体的预设地质雷达图谱发送至图谱比对模块，图谱比对模块对道路的实时地质雷达图谱进行比对，得到道路的目标病害体发送至存储模块；
步骤S103：存储模块依据目标病害体将对应的预设生命周期发送至周期确定模块，数据采集模块还采集道路的道路数据发送至道路检测模块；
步骤S104：道路监测模块对道路的道路情况进行监测，得到道路的管理监测值发送至管理设定模块；
步骤S105：管理设定模块对道路的管理等级进行设定，设定道路的管理等级发送至周期确定模块；
步骤S106：周期确定模块对道路地下的病害体进行周期确定，得到道路中目标病害体的道路管理时间发送至管理终端，管理终端在到达道路管理时间时对道路中目标病害体进行探测管理。
2.根据权利要求1所述的一种基于探地雷达的道路地下病害体全生命周期管理方法，其特征在于，管理方法涉及有管理平台，所述管理平台连接有数据采集模块、周期确定模块、存储模块、图谱比对模块、管理终端、管理设定模块和道路监测模块；
所述数据采集模块用于采集道路的实时地质雷达图谱并发送至管理平台，所述管理平台将道路的实时地质雷达图谱发送至图谱比对模块；
所述存储模块用于存储不同道路地下病害体的预设地质雷达图谱，并将不同道路地下病害体的预设地质雷达图谱发送至图谱比对模块；
所述图谱比对模块用于对道路的实时地质雷达图谱进行比对，得到道路的目标病害体反馈至管理平台，所述管理平台将道路的目标病害体发送至存储模块；
所述存储模块还用于存储模块不同道路地下病害体的预设生命周期和预设监管周期，并依据目标病害体将对应的预设生命周期发送至周期确定模块；
所述数据采集模块还用于采集道路的道路数据并发送至管理平台，所述管理平台将道路数据发送至道路检测模块；所述道路监测模块用于对道路的道路情况进行监测，得到道路的管理监测值经管理平台发送至管理设定模块；
所述管理设定模块用于对道路的管理等级进行设定，设定道路的管理等级经管理平台发送至周期确定模块；所述周期确定模块用于对道路地下的病害体进行周期确定，得到道路中目标病害体的道路管理时间经管理平台发送至管理终端，所述管理终端用于在到达道路管理时间时对道路中目标病害体进行探测管理。
3.根据权利要求2所述的一种基于探地雷达的道路地下病害体全生命周期管理方法，其特征在于，道路地下病害体包括脱空病害体、空洞病害体、疏松病害体和富水病害体。
4.根据权利要求2所述的一种基于探地雷达的道路地下病害体全生命周期管理方法，其特征在于，所述图谱比对模块用于对道路的实时地质雷达图谱进行比对，比对过程具体如下：
获取道路的实时地质雷达图谱以及不同道路地下病害体的预设地质雷达图谱；
将实时地质雷达图谱依次与不同道路地下病害体的预设地质雷达图谱进行比对；
若实时地质雷达图谱与任一预设地质雷达图谱相匹配，则预设地质雷达图谱对应的道路地下病害体标定为道路的目标病害体；
若实时地质雷达图谱与所有预设地质雷达图谱不匹配，则不进行任何操作。
5.根据权利要求4所述的一种基于探地雷达的道路地下病害体全生命周期管理方法，其特征在于，实时地质雷达图谱与预设地质雷达图谱的比对过程具体为：
将实时地质雷达图谱和预设地质雷达图谱均进行灰度处理；
将灰度处理后的实时地质雷达图谱依次与灰度处理后的预设地质雷达图谱进行堆叠放置；
统计实时地质雷达图谱与预设地质雷达图谱的交叉数，同时将实时地质雷达图谱与预设地质雷达图谱因交叉产生的未重叠区域定义为交叉区域，统计交叉区域的面积记为交叉面积；
而后分别给予交叉面积和交叉数对引发的权重系数，给予权重后相加求和得到实时地质雷达图谱与预设地质雷达图谱的交叉值；
交叉值比对交叉阈值；
若交叉值大于等于交叉阈值，则实时地质雷达图谱与预设地质雷达图谱不匹配；
若交叉值小于交叉阈值，则实时地质雷达图谱与预设地质雷达图谱相匹配。
6.根据权利要求2所述的一种基于探地雷达的道路地下病害体全生命周期管理方法，其特征在于，道路数据为道路中管道的埋设数以及每根管道的埋设长度、以及道路的途经车流量、途经人流量和维修次数。
7.根据权利要求6所述的一种基于探地雷达的道路地下病害体全生命周期管理方法，其特征在于，所述道路监测模块的监测过程具体如下：
获取道路中管道的埋设数；
而后获取道路中每根管道的埋设长度，每根管道的埋设长度相加求和得到道路中的埋设总长度；
同时，获取道路的途径车流量、途径人流量和维修次数；
计算道路的管理监测值。
8.根据权利要求7所述的一种基于探地雷达的道路地下病害体全生命周期管理方法，其特征在于，所述管理设定模块的设定过程具体如下：
管理监测值比对管理监测阈值；
判定道路的管理等级为第三管理等级、第二管理等级或第一管理等级。
9.根据权利要求8所述的一种基于探地雷达的道路地下病害体全生命周期管理方法，其特征在于，第一管理等级的级别高于第二管理等级的级别，第二管理等级的级别高于第三管理等级的级别；
第一管理等级对应第一道路管理次数，第二管理等级对应第二道路管理次数，第三管理等级对应第三道路管理次数；
第一道路管理次数大于第二道路管理次数，第二道路管理次数大于第三道路管理次数。
10.根据权利要求8所述的一种基于探地雷达的道路地下病害体全生命周期管理方法，其特征在于，所述周期确定模块的工作过程具体如下：
获取道路中目标病害体对应的预设生命周期；
而后获取道路对应的管理等级；
依据管理等级得到道路对应的道路管理次数；
在预设生命周期的开始时间和结束时间点分别设置一次道路管理，并将预设生命周期的开始时间和结束时间点记为道路管理时间；
而后将预设生命周期进行等时长划分，得到道路中目标病害体的道路管理时间。
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