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哈工大报讯:道路检测车--行走的“道路保健医生”

发布时间:2010-12-06 浏览次数:3086 发布者:卓越科技

    道路检测车的发展历史,可以追溯到20世纪70年代初期以路面损坏自动采集设备取代人工量测的研究。法国道路管理部门研制开发了路面摄影车,使风吹日晒环境下的现场损坏测量工作转为室内对胶片的处理、并借助计算机进行人工判读和数据记录。20世纪80年代中后期,西方发达资本主义国家美国、日本、法国等由于路网管理和路面管理系统发展的需要,纷纷开展了以路面损坏实时采集设备(硬件)和路面损坏图像的计算机图像自动处理系统(软件)为主要内容的研究与开发工作。20世纪90年代初期,其研究成果陆续被发表出来,开发成设备的检测系统有美国的自动化路面图像分析仪和路面裂缝评价系统、日本的路面损坏自动测量系统等。这个阶段是该领域研究发展最迅速、成果最多的阶段。其研究水平达到图像采集自动化,实现了介于30~120km/h之间的采集速度,图像处理自动化程度也较高。但由于当时计算机的技术水平所限,处理1英里路面/车道的时间为15分钟~1小时,甚至更长。摄像精度达到可清晰记录3mm宽裂缝左右的水平,损坏识别正确率在60~95%左右。进入21世纪后,由于计算机和数字技术的飞速发展,性能更高的路面检测系统相继问世,同时出现了集裂缝测量、平整度测量、车辙测量、前方照相摄像等多功能于一体的高度集成化的多功能检测车。

    由于道路检测车的核心技术属于商业秘密,所以多年来我国只能依赖进口国外的设备,国内道路技术状况检测设备的落后状态也成为制约我国实施道路养护管理科学决策的关键技术问题。2001年,通过对国家公路交通发展形势的需求分析,在几位老教授的鼓励下,我校交通科学与工程学院侯相深教授、王华副教授、马松林教授等牵头成立课题组,决定自主开发多功能道路检测车,打破对国外进口设备的依赖,实现技术上的突破。经过8年多的持续攻关,通过100多次路上验证实验和1000多次室内模拟实验,课题组研制成功了具有国内领先技术水平的多功能道路检测车。该检测车的核心技术已经达到国际先进水平,检测车在国内应用的环境适应性和价格优势远远超过了国外引进的检测设备。

    课题组于2003年集成了第一代路面损坏检测车,2004年获得黑龙江省交通厅的资助,2006年开发了具备路面损坏检测、车辙检测、前方路产管理等功能的第二代检测车。2008年,课题组完成了集路面损坏检测、车辙检测、平整度检测、前方路产管理和公路养护管理决策支持系统于一体的第三代检测车,具备了工业化生产的水平。

    我校研制的多功能道路检测车是集多项先进自主创新技术于一身的“智能车”。它运用了激光测距与航天惯导组合技术、氙气放电技术、分形纹理损坏识别技术、抗漂移软件算法、图像拼接算法等。与国内外其他道路检测车相比,我校自主研发的路面表面状况综合采集系统具有以下的创新点:成果具有自主知识产权,实现了公路路面状况(平整度、车辙和损坏)全自动高速检测、评价、管理与决策一体化;实现了多传感器的多元信息同步采集,并与车速匹配控制;开发了高性能人工光源,光强达到了正午太阳光的20倍,解决了阴影对图像质量的影响,能够实现昼夜检测;研发了图像拼接技术,可将多幅图像完整地拼接在一起,提高路面损坏图像的处理速度和工作效率;采用分形几何理论研发了路面裂缝自动识别算法;采用拟合基准面法实现路面凹陷变形的自动识别, 正确识别率达到95%;突破了平整度仪核心技术,提出了高精度的车辆随机振动位移的计算方法,使得路面平整度的检测精度与水准测量结果高度一致;采用自修正去抖动算法提高了车辙深度的计算精度和重复测量精度。

    检测车工作时,可以不分昼夜,以最高每小时100公里的速度完成路面状况全自动检测。随着车辆前进,前置的车辙仪和平整度仪、后置的路面破损检测仪,分别将检测到的数据传至车中的双中央处理单元数据处理工作站,经过分项处理,形成检测数据文件,通过决策分析生成年度养护计划和五年养护规划。该系统的所有检测数据能够与国家路面管理系统数据库实现无缝连接。

    目前,我校研制的道路检测车已经在7个省市自治区(黑龙江省、吉林省、辽宁省、天津市、广东省、广西壮族自治区、河北省)进行了近4万车道公里的检测验证,证明了其性能稳定,实用性强,操作简便快捷,检测成本亦远低于国内外同类检测系统的使用成本。