ES2933750A1 - Detection system (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Sistema de deteccióndetection system
ObjetoObject
La presente invención se refiere a un sistema de detección del estado de una calzada por la que circulan vehículos. El sistema de detección embarcado dentro del vehículo proporciona datos del estado de la calzada de circulación para determinar cuándo es necesario realizar algún trabajo de reparación sobre la calzada de circulación, para proporcionar una vida de servicio más duradera a una red de calzadas de circulación.The present invention refers to a system for detecting the state of a road on which vehicles circulate. The onboard sensing system within the vehicle provides roadway condition data to determine when any repair work on the roadway needs to be done to provide a longer service life to a roadway network.
Estado de la técnicastate of the art
Es conocido en el campo de la técnica que el funcionamiento eficiente de vehículos a motor se ve afectado por la calidad de la calzada de circulación o red de carreteras por las que circulan estos vehículos.It is known in the field of technology that the efficient operation of motor vehicles is affected by the quality of the roadway or road network on which these vehicles circulate.
Los vehículos a motor ejercen una gran tensión sobre la red de carreteras sobre las que circulan. Los esfuerzos que ejercen los vehículos sobre la red de carreteras aumentan la propensión a provocar daños en estas carreteras.Motor vehicles place a great strain on the road network on which they travel. The stresses exerted by vehicles on the road network increase the propensity to cause damage to these roads.
Generalmente, el mantenimiento de la red de carreteras ha sido reactivo. Es decir, los defectos de la carretera se reparan a medida que ocurren, con poca planificación o programación de trabajos de reparación. Este enfoque de mantenimiento de carreteras es ineficaz y aumenta los costes por exceso o falta de mantenimiento de las carreteras. Por ejemplo, en algunos casos se permite que se acumulen daños en un tramo de la carretera hasta llegar a un punto en el que viajar por la carretera se vuelve peligroso. La reparación en esta etapa es compleja tanto en términos de pérdida de productividad como de incapacidad para programar las máquinas y la mano de obra necesaria para la reparación en el momento oportuno. En otros casos, se sigue un programa de mantenimiento preventivo sin tener en cuenta el efecto del daño en el funcionamiento de los vehículos a motor.Generally, the maintenance of the road network has been reactive. That is, highway defects are repaired as they occur, with little planning or scheduling of repair work. This approach to road maintenance is ineffective and increases the cost of over or under-maintenance of the roads. For example, in some cases damage is allowed to accumulate on a stretch of road until it reaches a point where traveling on the road becomes dangerous. Repair at this stage is complex both in terms of lost productivity and the inability to schedule the machines and manpower needed for the repair in a timely manner. In other cases, a preventive maintenance program is followed without taking into account the effect of the damage on the operation of motor vehicles.
En este caso, se puede gastar demasiado dinero y esfuerzo en el mantenimiento innecesario de las carreteras. Por ello, se desea un enfoque para gestionar el mantenimiento preventivo de la red de carreteras para mantener bajos los costes de mantenimiento del estado de la calzada, que es una variable importante, ya que, entre otras cosas, determina la capacidad de conducción y la velocidad máxima posible de un vehículo.In this case, too much money and effort may be spent on unnecessary road maintenance. Therefore, an approach is desired to manage the preventive maintenance of the road network in order to keep low the costs of maintenance of the condition of the road, which is an important variable, since, among other things, it determines the drivability and the maximum possible speed of a vehicle.
SumarioSummary
La presente invención busca resolver uno o más de los inconvenientes expuestos anteriormente mediante un sistema de detección del estado de una calzada de circulación tal como se define en las reivindicaciones.The present invention seeks to solve one or more of the aforementioned drawbacks above by means of a system for detecting the state of a roadway as defined in the claims.
Un vehículo, que puede circular por la calzada de circulación, incluye un dispositivo adquisidor de datos que recibe datos desde al menos un sensor inercial donde un primer módulo inercial está instalado sobre una masa fija del vehículo y un segundo módulo inercial está instalado sobre una masa suspendida del vehículo, de manera que, el segundo módulo inercial puede realizar un movimiento relativo con respecto al primer módulo inercial; un receptor de un sistema de posicionamiento global por satélite GPS, que determina las coordenadas de ubicación geográfica del vehículo y un módulo de interfaz de diagnóstico a bordo OBD.A vehicle, which can circulate on the roadway, includes a data acquisition device that receives data from at least one inertial sensor where a first inertial module is installed on a fixed mass of the vehicle and a second inertial module is installed on a fixed mass suspended from the vehicle, so that the second inertial module can perform relative movement with respect to the first inertial module; a GPS satellite global positioning system receiver, which determines the vehicle's geographic location coordinates, and an OBD on-board diagnostic interface module.
El dispositivo adquisidor de datos está conectado a un módulo de comunicación bidireccional que comunica el vehículo con un módulo de control de un sistema de detección a través de una red de telecomunicaciones para transmitir un mensaje de datos relativo al estado de la calzada de circulación.The data acquisition device is connected to a bidirectional communication module that communicates the vehicle with a control module of a detection system through a telecommunications network to transmit a data message regarding the state of the roadway.
El dispositivo adquisidor de datos del vehículo recopila datos del al menos un primer sensor inercial dispuesto en la masa fija del vehículo y el segundo sensor inercial dispuesto en la masa suspendida del vehículo, del receptor de posicionamiento por satélite GPS y del módulo de interfaz de diagnóstico a bordo OBD que adquiere datos de la velocidad del vehículo. The vehicle data acquisition device collects data from the at least one first inertial sensor arranged on the fixed mass of the vehicle and the second inertial sensor arranged on the sprung mass of the vehicle, from the GPS satellite positioning receiver and from the diagnostic interface module. on-board OBD acquiring vehicle speed data.
Por lo tanto, el dispositivo adquisidor de datos del vehículo adquiere automáticamente datos sobre el funcionamiento del vehículo durante el desplazamiento de este vehículo desde un origen a un destino, para suministrar una señal al módulo de comunicación bidireccional que transmite la señal recibida hacia el módulo de control sobre un canal radio establecido perteneciente a la red de telecomunicaciones.Therefore, the vehicle data acquiring device automatically acquires data on the operation of the vehicle during the movement of this vehicle from an origin to a destination, to supply a signal to the two-way communication module which transmits the received signal to the communication module. control over an established radio channel belonging to the telecommunications network.
El módulo de control ejecuta reglas de tratamiento de datos recibidos desde los diferentes sensores a través de la red de telecomunicaciones vía una interfaz radio. El módulo de control al ejecutar las reglas de tratamiento de datos determina el estado de la calzada de circulación por la que se desplaza el vehículo.The control module executes data treatment rules received from the different sensors through the telecommunications network via a radio interface. When executing the data processing rules, the control module determines the state of the roadway on which the vehicle is traveling.
El movimiento relativo del segundo módulo inercial con respecto al primer módulo inercial es función del estado de la calzada de circulación por la que se desplaza el vehículo.The relative movement of the second inertial module with respect to the first inertial module is a function of the state of the roadway on which the vehicle is traveling.
El dispositivo adquisidor del vehículo es conectable eléctricamente y/o inalámbricamente a la pluralidad de sensores instalados en el vehículo.The vehicle acquisition device is electrically and/or wirelessly connectable to the plurality of sensors installed in the vehicle.
El dispositivo adquisidor del vehículo es programable para recibir señales desde al menos la pluralidad de sensores inerciales y del receptor de GPS mientras el vehículo se desplaza sobre la calzada de circulación. Los datos recopilados por el dispositivo adquisidor de datos del vehículo son procesados para ser transferidos al módulo de comunicación bidireccional que los transmite hacia el módulo de control para calcular un indicador numérico asociable al índice de rugosidad del estado de la calzada de circulación para cada una de las coordenadas de ubicación de la calzada de circulación por las que se desplaza el vehículo.The vehicle acquisition device is programmable to receive signals from at least the plurality of inertial sensors and the GPS receiver while the vehicle is moving on the roadway. The data collected by the data logging device of the vehicle are processed to be transferred to the bidirectional communication module that transmits them to the control module to calculate a numerical indicator associated with the roughness index of the state of the roadway for each of the location coordinates of the roadway through which the vehicle travels.
El módulo de control está adaptado para ejecutar reglas de mantenimiento para determinar si la pluralidad de indicadores numéricos de un predeterminado tramo de la calzada incumple con el valor umbral del indicador de rugosidad establecido o deseado para la calzada de circulación. Es decir, el módulo de control compara el indicador numérico del índice de rugosidad calculado contra el valor umbral del indicador de rugosidad establecido o deseado para la calzada para cada una de las coordenadas de ubicación de la calzada de circulación. Si el resultado de la etapa de comparación está fuera de los límites del indicador de rugosidad deseado de la calzada, el módulo de control ejecuta unas reglas de mantenimiento de la calzada de circulación para establecer planes de actuación predictivos que permita optimizar inversiones en mantenimiento.The control module is adapted to execute maintenance rules to determine if the plurality of numerical indicators of a predetermined section of the road fail to comply with the threshold value of the roughness indicator established or desired for the roadway. That is, the control module compares the calculated numerical indicator of the roughness index against the threshold value of the roughness indicator established or desired for the road for each of the location coordinates of the road of circulation. If the result of the comparison stage is outside the limits of the desired roadway roughness indicator, the control module executes roadway maintenance rules to establish predictive action plans to optimize maintenance investments.
El valor umbral del indicador de rugosidad establecido o deseado de la calzada de circulación es almacenado en un repositorio de datos conectable al módulo de control del sistema de detección.The threshold value of the established or desired roughness indicator of the roadway is stored in a data repository that can be connected to the control module of the detection system.
El módulo de control es programable para recibir desde el correspondiente módulo de comunicación bidireccional conectado al dispositivo adquisidor de datos de al menos un vehículo, coordenadas de ubicación y señales desde los sensores inerciales instalados a bordo del vehículo.The control module is programmable to receive from the corresponding bidirectional communication module connected to the data acquisition device of at least one vehicle, location coordinates and signals from the inertial sensors installed on board the vehicle.
El módulo de control es programable para transmitir un mensaje de solicitud de mantenimiento para un tramo de la calzada de circulación en respuesta a la determinación de que el valor del indicador numérico calculado incumple con el valor umbral del indicador de rugosidad deseado para la calzada de circulación, es decir, está fuera de los límites del indicador de rugosidad deseado para la calzada.The control module is programmable to transmit a maintenance request message for a section of the circulating roadway in response to a determination that the calculated numerical indicator value does not meet the desired roughness indicator threshold value for the circulating roadway. , that is, it is outside the limits of the roughness indicator desired for the road.
El sistema de detección del estado de la calzada de circulación permite analizar el estado de la calzada mediante la realización de mediciones continuas, automáticas y en tiempo real del índice de rugosidad internacional IRI y la ubicación precisa de los defectos detectados, mejorando la gestión del mantenimiento de la red de carreteras.The roadway condition detection system allows analyzing the condition of the roadway by carrying out continuous, automatic and real-time measurements of the IRI international roughness index and the precise location of the detected defects, improving maintenance management. of the road network.
La colaboración entre los vehículos para detectar el estado de la calzada puede servir para identificar con mayor precisión el estado de la calzada y transmitir mensajes de solicitud de mantenimiento de la calzada cuando datos de múltiples sensores han determinado que el estado de un tramo de calzada de circulación requiere mantenimiento. Collaboration between vehicles to detect road condition can be used to more accurately identify the condition of the road and transmit road maintenance request messages when data from multiple sensors has determined that the condition of a section of road is circulation requires maintenance.
El sistema de detección facilita la identificación del estado de la calzada a medida que los vehículos se desplazan y permite la realización de actuaciones de mejora de un tramo de calzada de circulación antes de que los vehículos sean dañados por el estado del tramo de calzada y permite además determinar el momento más adecuado para la realización de los trabajos de mantenimiento, es decir, permite realizar una programación de trabajos de mantenimiento de manera eficiente y rentable.The detection system facilitates the identification of the state of the road as the vehicles move and allows actions to be carried out to improve a section of road before the vehicles are damaged by the state of the road section and allows In addition, it determines the most appropriate time to carry out maintenance work, that is, it allows maintenance work to be scheduled efficiently and profitably.
Los sensores instalados a bordo del vehículo tienen la capacidad de recopilar datos sobre el estado de la calzada de circulación, para suministrar información acerca del estado de la calzada tal como velocidad de circulación, zonas de riesgo, etc., de manera que, permite mejorar la seguridad vial, extender la vida de servicio y facilitar la circulación de los vehículos. The sensors installed on board the vehicle have the ability to collect data on the state of the roadway, to provide information about the state of the roadway such as speed of movement, risk areas, etc., so that it allows to improve road safety, extend service life and facilitate the movement of vehicles.
Los datos recopilados se transmiten desde los vehículos hacia el sistema de detección que analiza los datos para realizar la gestión del mantenimiento de la calzada de circulación, para priorizar y programar el mantenimiento de defectos en la calzada de circulación.The collected data is transmitted from the vehicles to the detection system that analyzes the data to perform roadway maintenance management, to prioritize and schedule roadway defect maintenance.
Breve descripción de las figurasBrief description of the figures
Una explicación más detallada del dispositivo de acuerdo con realizaciones de la invención se da en la siguiente descripción basada en las figuras adjuntas en las que:A more detailed explanation of the device according to embodiments of the invention is given in the following description based on the attached figures in which:
La figura 1 muestra en una vista en alzado un vehículo a motor que se desplaza por una calzada de circulación para identificar tramos de la calzada que puede necesitar trabajos de reparación,Figure 1 shows an elevation view of a motor vehicle moving along a traffic road to identify sections of the road that may need repair work,
La figura 2 muestra en una vista en alzado y perfil la disposición de un primer módulo de inercia y un segundo módulo de inercia dentro del vehículo a motor, yFigure 2 shows in an elevation and profile view the arrangement of a first inertia module and a second inertia module inside the motor vehicle, and
La figura 3 muestra un esquema de un sistema de detección del estado de la calzada de circulación por donde circula el vehículo a motor, el sistema de detección comprende al menos un primer módulo inercial, un segundo módulo inercial, un dispositivo adquisidor de datos del vehículo y un módulo de comunicación bidireccional que comunica el vehículo con un módulo de control a través de una red de telecomunicaciones.Figure 3 shows a diagram of a detection system for the state of the road where the motor vehicle circulates, the detection system comprises at least a first inertial module, a second inertial module, a vehicle data acquisition device and a bidirectional communication module that communicates the vehicle with a control module through a telecommunications network.
Descripción detalladaDetailed description
En relación con las figuras 1 a 3, donde un sistema de detección del estado de la calzada de circulación por donde al menos un vehículo 11 a motor se desplaza por un tramo de la calzada de circulación perteneciente a una red de carreteras que interconectan diferentes ubicaciones geográficas. Una calzada de circulación incluye al menos un tramo de calzada de circulación por la que una pluralidad de vehículos puede desplazarse en o entre diferentes ubicaciones geográficas. In relation to figures 1 to 3, where a system for detecting the state of the roadway where at least one motor vehicle 11 travels along a section of the roadway belonging to a road network that interconnects different locations geographical. A roadway includes at least one section of roadway on which a plurality of vehicles can travel in or between different geographical locations.
El vehículo 11 puede recopilar y registrar datos de funcionamiento relacionados con el funcionamiento del vehículo 11 cuando se desplaza sobre la calzada de circulación. Los datos operativos o funcionamiento recopilados y registrados pueden incluir datos adquiridos automáticamente desde al menos un sensor instalado a bordo del vehículo 11, que pueden ser analizados y evaluados para determinar el estado de la calzada de circulación, para identificar tramos de la calzada que puede necesitar reparación.The vehicle 11 can collect and record operation data related to the operation of the vehicle 11 when traveling on the roadway. The operational data or operation collected and recorded may include data automatically acquired from at least one sensor installed on board the vehicle 11, which may be analyzed and evaluated to determine the state of the roadway, to identify sections of the roadway that may need repair.
El vehículo 11 puede incluir una variedad de sensores que operan de forma independiente o como componentes de otros sistemas de control y de supervisión que supervisan automáticamente varios datos operacionales durante el desplazamiento del vehículo 11 entre diferentes ubicaciones dentro de la red de carreteras.The vehicle 11 may include a variety of sensors that operate independently or as components of other monitoring and control systems that automatically monitor various operational data as the vehicle 11 moves between different locations within the road network.
Los sensores que controlan los datos operativos pueden ser del tipo sensores de par, sensores de peso, sensores de velocidad, sensores de presión y similares. Los datos operativos recopilados por los sensores pueden incluir también parámetros de la calzada tales como, por ejemplo, pendiente de la calzada, acelerómetros o inclinómetros, y coordenadas de ubicación del vehículo 11.The sensors that monitor the operating data may be of the type of torque sensors, weight sensors, speed sensors, pressure sensors, and the like. The operational data collected by the sensors may also include roadway parameters such as, for example, roadway slope, accelerometers or inclinometers, and vehicle 11 location coordinates.
El vehículo 11 que circular por la calzada de circulación comprende un dispositivo adquisidor de datos que incluye al menos un sensor inercial donde un primer módulo inercial 12 está instalado sobre una masa fija del vehículo 11 y un segundo módulo inercial 13 está instalado sobre una masa suspendida del vehículo 11, de manera que, el segundo módulo inercial 13 puede realizar un movimiento relativo con respecto al primer módulo inercial 12; un receptor de un sistema de posicionamiento global por satélite GPS, que determina las coordenadas de ubicación geográfica del vehículo 11 y un módulo de interfaz de diagnóstico a bordo OBD. The vehicle 11 that drives on the roadway comprises a data acquisition device that includes at least one inertial sensor where a first inertial module 12 is installed on a fixed mass of the vehicle 11 and a second inertial module 13 is installed on a suspended mass. of the vehicle 11, so that the second inertial module 13 can make a relative movement with respect to the first inertial module 12; a receiver of a GPS satellite global positioning system, which determines the geographic location coordinates of the vehicle 11 and an OBD on-board diagnostic interface module.
El dispositivo adquisidor de datos está conectado a un módulo de comunicación bidireccional que comunica el vehículo 11 con un módulo de control 14 de un sistema de detección a través de una red de telecomunicaciones.The data acquisition device is connected to a bidirectional communication module that communicates the vehicle 11 with a control module 14 of a detection system through a telecommunications network.
El dispositivo adquisidor del vehículo 11 adquiere automáticamente los datos de funcionamiento del vehículo 11 durante el desplazamiento de este vehículo 11 desde la pluralidad de sensores del vehículo. El dispositivo adquisidor procesa todos los datos recibidos para generar y suministrar un mensaje de datos al módulo de comunicación bidireccional que transmite el mensaje de datos hacia el módulo de control 14 sobre un canal radio establecido de la red de telecomunicaciones.The vehicle acquiring device 11 automatically acquires the operation data of the vehicle 11 during the movement of this vehicle 11 from the plurality of vehicle sensors. The acquiring device processes all the received data to generate and supply a data message to the bidirectional communication module which transmits the data message to the control module 14 over an established radio channel of the telecommunications network.
El movimiento relativo del segundo módulo inercial 13 con respecto al primer módulo inercial 12 es función del estado de la calzada de circulación por la que se desplaza el vehículo 11 y de la velocidad del vehículo 11. The relative movement of the second inertial module 13 with respect to the first inertial module 12 is a function of the state of the roadway on which the vehicle 11 is traveling and of the speed of the vehicle 11.
El dispositivo adquisidor del vehículo 11 es conectable eléctricamente y/o inalámbricamente a la pluralidad de sensores del vehículo.The vehicle acquisition device 11 is electrically and/or wirelessly connectable to the plurality of vehicle sensors.
El dispositivo adquisidor de datos del vehículo 11 es programable para recibir al menos señales desde los sensores inerciales y señales de GPS desde el receptor GPS mientras el vehículo 11 se desplaza sobre la calzada de circulación.The vehicle data acquisition device 11 is programmable to receive at least signals from the inertial sensors and GPS signals from the GPS receiver while the vehicle 11 is moving on the roadway.
Los datos recopilados por el dispositivo adquisidor de datos del vehículo 11 son procesados antes de ser transmitidos desde el módulo de comunicación bidireccional hacia el módulo de control 14 del sistema de detección que calcula un indicador numérico asociable al índice de rugosidad internacional IRI del estado de la calzada de circulación para cada una de las coordenadas de ubicación de la calzada de circulación.The data collected by the vehicle data acquisition device 11 are processed before being transmitted from the bidirectional communication module to the control module 14 of the detection system, which calculates a numerical indicator associated with the international roughness index IRI of the state of the road. roadway for each of the location coordinates of the roadway.
El módulo de control 14 ejecuta una primera regla para el cálculo del índice de rugosidad internacional IRI del estado de la calzada de circulación a partir de las aceleraciones medidas sobre la masa fija por el primer módulo inercial 12 y la masa suspendida del vehículo 11 por el segundo módulo inercial 13 y la velocidad del vehículo 11 medida por un sensor de velocidad. El módulo de control 14 ejecuta la primera regla para el cálculo del índice internacional IRI que está basado en el modelo de cuarto de coche para generar un perfil de rugosidad de la calzada de circulación por la que circula el vehículo 11. A partir del perfil de rugosidad calculado se obtiene el valor del índice numérico del IRI por medio de una simulación del Golden Car.The control module 14 executes a first rule for calculating the international roughness index IRI of the state of the roadway from the accelerations measured on the fixed mass by the first inertial module 12 and the suspended mass of the vehicle 11 by the second inertial module 13 and the speed of the vehicle 11 measured by a speed sensor. The control module 14 executes the first rule for calculating the international index IRI, which is based on the quarter-car model, to generate a roughness profile of the roadway on which the vehicle 11 circulates. From the profile of calculated roughness, the value of the IRI numerical index is obtained by means of a simulation of the Golden Car.
El perfil de rugosidad se obtiene a partir de las aceleraciones medidas y la posición del vehículo 11 según la siguiente expresión (desarrollada del modelo de cuarto de coche):The roughness profile is obtained from the measured accelerations and the position of the vehicle 11 according to the following expression (developed from the quarter car model):
Donde Zu es la aceleración en la masa fija y Zs la aceleración sobre la masa suspendida y Zu ha sido obtenido mediante un proceso de doble integración.Where Zu is the acceleration on the fixed mass and Zs the acceleration on the suspended mass and Zu has been obtained through a double integration process.
Sobre el perfil obtenido se realiza la simulación del Golden Car cuyas especificaciones son:On the profile obtained, the simulation of the Golden Car is carried out, whose specifications are:
La simulación se realiza de nuevo atendiendo al modelo de cuarto de coche The simulation is carried out again according to the quarter car model
Con las aceleraciones obtenidas de la simulación se obtiene el IRI de acuerdo con su definición:With the accelerations obtained from the simulation, the IRI is obtained according to its definition:
El módulo de control 14 ejecuta una segunda regla para la detección de defectos que es función de la aceleración vertical de la masa fija del vehículo 11. La segunda regla está basada en un filtro Wavelet Space Scale para extraer los picos de aceleraciones debidos a la presencia de defectos en la calzada. Una vez que se ha determinado la existencia de un pico, se discrimina el tipo de defecto en la calzada realizando un análisis de forma que clasifica los defectos en protuberancia o hendidura, cuantificando además la intensidad y tamaño del defecto.The control module 14 executes a second rule for the detection of defects that is a function of the vertical acceleration of the fixed mass of the vehicle 11. The second rule is based on a Wavelet Space Scale filter to extract the acceleration peaks due to the presence of road defects. Once the existence of a peak has been determined, the type of defect on the road is discriminated by carrying out an analysis in order to classify the defects as protuberance or indentation, also quantifying the intensity and size of the defect.
La detección de defectos está basada en transformadas Wavelet. En concreto, se emplea el filtro SSF (Scale Space Filter), como función madre se emplea la db2 de la familia de funciones de Daubechy y como señal de identificación la correlación espacial de orden 2 n 2(j, k) Defect detection is based on Wavelet transforms. Specifically, the SSF (Scale Space Filter) filter is used, the db2 of the Daubechy family of functions is used as the mother function and the spatial correlation of order 2 n 2 ( j, k) is used as the identification signal.
n 2(j,k) — W(j,k) ■ W(j l ,k ) n 2 ( j,k) — W ( j,k) ■ W ( jl ,k )
El algoritmo desarrollado sigue los siguientes pasos para obtener los nuevos coeficientes Wavelet filtrados Wnew(j, k). Estos coeficientes se utilizan para identificar cambios repentinos en la aceleración debido a la presencia de baches o resaltos en la carretera.The developed algorithm follows the following steps to obtain the new filtered Wavelet coefficients Wnew ( j, k). These coefficients are used to identify sudden changes in acceleration due to the presence of potholes or bumps in the road.
Cálculo de W(j,k) y * 2(j,k) Calculation of W ( j,k) and * 2 ( j,k)
Para cada escala, la potencia de la señal correlacionada * 2(j,k) se reescala a la misma energía que los coeficientes Wavelet W(j, k). For each scale, the power of the correlated signal * 2 ( j,k) is rescaled to the same energy as the Wavelet coefficients W ( j, k).
Se detectará un defecto si el valor absoluto de * 2(j,k) es mayor o igual que el valor absoluto de W(j,k) cuando se comparan en la misma escala.A defect will be detected if the absolute value of * 2 ( j,k) is greater than or equal to the absolute value of W ( j,k) when compared on the same scale.
Para los defectos, la posición y el valor W(j,k) se almacenan.For defects, the position and the W ( j,k) value are stored.
Se extraen todos los defectos identificados de * 2(j,k)y W(j ,k). Después de extraer la primera ronda de defectos, se eliminan de las funciones originales obteniendo: * ' 2(j, k) y W'(j,k). All defects identified from * 2 ( j,k) and W ( j ,k) are extracted. After extracting the first round of defects, they are removed from the original functions by obtaining: * ' 2 ( j, k) and W' ( j,k).
El resto de los defectos se extraen reescalando nuevamente * ' 2(j,k) y W'(j,k) y comparando sus valores absolutos nuevamente.The rest of the defects are extracted by rescaling * ' 2 ( j,k) and W' ( j,k) again and comparing their absolute values again.
Los pasos de 2 a 6 se repiten hasta que la potencia de las muestras no extraídas de W(j, k)) y los puntos de escala (j, k) sean aproximadamente iguales. Steps 2 through 6 are repeated until the power of the undrawn samples of W ( j,k)) and the scale points (j,k) are approximately equal.
La señal filtrada final Wnew(j, k) se obtiene después del paso 7.The final filtered signal Wnew ( j,k) is obtained after step 7.
Posteriormente cada uno de los defectos se clasifica atendiendo a su morfología:Subsequently, each one of the defects is classified according to its morphology:
Figura 1.Bache (izquierda); resalto (derecha).Figure 1. Pothole (left); jump (right).
• Si la anomalía comienza con un valor menor que 0 y cuya señal inmediata es mayor o igual a 0 se caracterizan como resaltos o protuberancias.• If the anomaly starts with a value less than 0 and whose immediate signal is greater than or equal to 0, they are characterized as bumps or bumps.
• Si la anomalía comienza con un valor mayor que 0 y cuya señal inmediata es menor o igual a 0 se caracterizan como baches o hendiduras.• If the anomaly starts with a value greater than 0 and whose immediate signal is less than or equal to 0, they are characterized as bumps or cracks.
La intensidad o severidad de los defectos se estima con la diferencia entre el valor máximo y mínimo alcanzado durante la duración del defecto.The intensity or severity of the defects is estimated with the difference between the maximum and minimum value reached during the duration of the defect.
El módulo de control 14 ejecuta una tercera regla de predicción del índice de rugosidad internacional IRI a partir de los indicadores numéricos de rugosidad periódicos calculados para una determinada calzada de circulación. El módulo de control 14 al ejecutar la tercera regla de predicción es capaz de predecir la evolución de la rugosidad para la determinada calzada de circulación por la que circulan vehículos periódicamente.The control module 14 executes a third rule for predicting the international roughness index IRI from the periodic numerical roughness indicators calculated for a given roadway. When executing the third prediction rule, the control module 14 is capable of predicting the evolution of the roughness for the given roadway on which vehicles circulate periodically.
El algoritmo está formado por una red neuronal tipo NARX cuyas entradas son las siguientes:The algorithm is formed by a NARX-type neural network whose inputs are the following:
A partir de las entradas anteriores es capaz de predecir al valor del IRI a tres años vista. From the previous entries, it is able to predict the value of the IRI three years ahead.
El módulo de control 14 ejecuta una cuarta regla de mantenimiento predictivo a partir de los resultados obtenidos por la ejecución de la tercera regla de predicción, de manera que, el módulo de control 14 es capaz de determinar una patología sufrida en un tramo de la calzada de circulación y, a partir de la patología detectada, el módulo de control 14 transmite al menos una señal de actuación que es asociable a una predeterminada acción de corrección.The control module 14 executes a fourth predictive maintenance rule based on the results obtained by the execution of the third prediction rule, so that the control module 14 is capable of determining a pathology suffered in a section of the road. circulation and, based on the pathology detected, the control module 14 transmits at least one actuation signal that can be associated with a predetermined corrective action.
A partir de los resultados obtenidos en los algoritmos anteriores, la vía se divide en secciones de 100-500 metros y se calcula para cada una de ellas:Based on the results obtained in the previous algorithms, the road is divided into sections of 100-500 meters and the following is calculated for each of them:
Valor medio de IRIMean IRI value
Valor máximo de IRIIRI maximum value
N° de baches e intensidad media menores de 5cm de longitudNumber of potholes and average intensity less than 5cm in length
N° de baches e intensidad media menores de 20 cm de longitudNumber of potholes and average intensity less than 20 cm in length
N° de baches e intensidad media mayores de 20 cm de longitudNumber of potholes and average intensity greater than 20 cm in length
N° de resaltos e intensidad media menores de 20 cm de longitudNumber of jumps and average intensity less than 20 cm in length
N° de resaltos e intensidad media mayores de 20 cm de longitudNumber of jumps and average intensity greater than 20 cm in length
A partir de estos datos en algoritmo es capaz de detectar la fuente de los defectos y el módulo de control 14 que suministra el mensaje de mantenimiento predictivo para proponer un plan o acción de mantenimiento.Based on these data, the algorithm is capable of detecting the source of the defects and the control module 14 that supplies the predictive maintenance message to propose a maintenance plan or action.
Además, la librería recoge también el coste de cada uno de los tratamientos, así como la duración esperada del tratamiento.In addition, the library also includes the cost of each of the treatments, as well as the expected duration of the treatment.
Duración del tratamiento (años) Tratamiento Cost/m2 Min. Media Max. Duration of treatment (years) Treatment Cost/m 2 Min. Mean Max.
Sellado de grietas 0.60 2 3 5 Crack sealing 0.60 2 3 5
Sellado Fog 0.54 2 3 4 Slurry Seals 1.08 3 5 7 Microsurfacing 1.50 3 7 9 Sealing Fog 0.54 2 3 4 Slurry Seals 1.08 3 5 7 Microsurfacing 1.50 3 7 9
El módulo de control 14 utiliza las coordenadas de ubicación geográfica del vehículo 11 recibidas desde el receptor de un sistema de posicionamiento global por satélite GPS durante la ejecución de las diferentes reglas que ejecuta para el posicionamiento de los resultados. The control module 14 uses the coordinates of the geographic location of the vehicle 11 received from the receiver of a global positioning system by GPS satellite during the execution of the different rules that it executes for the positioning of the results.
El módulo de control 14 está conectado al repositorio de datos que almacena los datos recibidos desde los vehículos instrumentados y, además, mantiene un como del histórico de las calzadas de circulación analizadas. El módulo de control 14 recupera desde el repositorio de datos para procesarlos. The control module 14 is connected to the data repository that stores the data received from the instrumented vehicles and, in addition, maintains a history of the analyzed traffic lanes. The control module 14 retrieves from the data repository to process it.
LISTA DE REFERENCIAS NUMÉRICASLIST OF NUMERICAL REFERENCES
11 vehículo a motor11 motor vehicle
12 primer módulo de inercia12 first modulus of inertia
13 segundo módulo de inercia13 second modulus of inertia
14 módulo de control 14 control module
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES202130460A ES2933750A1 (en) | 2021-05-20 | 2021-05-20 | Detection system (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES202130460A ES2933750A1 (en) | 2021-05-20 | 2021-05-20 | Detection system (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2933750A1 true ES2933750A1 (en) | 2023-02-13 |
Family
ID=85173876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES202130460A Pending ES2933750A1 (en) | 2021-05-20 | 2021-05-20 | Detection system (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2933750A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2021
- 2021-05-20 ES ES202130460A patent/ES2933750A1/en active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2933750 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20230213 |