路面平整度采集和计算方法

Posted 2021-08-31 studyer_domi

路面平整度是路面等级评定和路面施工验收时的一个重要指标，它直接反映了车辆行驶时的舒适度、安全性及路面的使用状态，为路面的维修和养护提供了重要参考。面对日益繁重的公路养护任务及管理信息化发展的需求，如何快速便捷的进行路面平整性能的检测成为一个具有现实意义的课题。智能手机的普及及其传感器技术的发展为道路管理者提供了一种新型便捷的路面平整度数据采集方式—基于智能手机的路面状况快速采集技术。此方法具有操作便捷，成本低廉，精度准确等优点，对路面养护管理信息化的发展有着不可或缺的作用。

首先，对路面不平度评价指标进行研究，对传统路面平整度测量方法进行分析比较，继而提出基于智能手机检测路面状况的方法。

其次，进行基于加速度数据的路面平整度指标的提取。先采用卡尔曼滤波对采集的加速度和位置信息进行滤波处理，得出真实反映车辆振动的加速度以及与地图匹配的位置信息数据。然后通过对车辆振动特性的分析建立加速度数据与路面谱密度之间的关系，进而通过路面功率谱密度与国际平整度指数之间的相关关系得到基于加速度的路面平整度评价指标。为验证指标的正确性，选择扬州市部分道路作为测试点，使用智能手机应用程序采集加速度数据并使用激光断面仪获得测试道路的平整度指数。通过实验，得到评价指标与国际平整度指数的拟合系数，并证明了智能手机评价路面平整性能的可行性。

最后运用仿真模拟及实际实验分析了车速对手机应用程序在采集车辆行驶过程中竖向加速度数据的影响。

关键词：路面平整度；智能手机；加速度；功率谱密度估计；卡尔曼滤波