ARAN多功能檢測車在路面檢測中的應用及探討

【摘 要】隨著科學技術的不斷發展，公路檢測技術水平有了很大的提高。我國多功能道路檢測車也有了較快發展。本文講述了多功能檢查車在道路檢測方面的應用。對318國道的路面損毀狀況進行了檢測，還分析了檢測和方法和檢測的原理，并給出了評價和建議。

【關鍵詞】ARAN多功能檢測車；路面檢測；應用；技術

一、引言

近幾年，我國的公路事業發展比較迅速，所以對公路的保養要求也提高了。為了使公路能夠使用壽命增長，那么就比采用預防的方法對公路進行保養。保養的前提是我們必須知道哪些公路的路面有損壞的情況。所以我們要對公路進行全面的檢測，找出路面存在的問題。具體做法是搜集道路的全線的路基和路面的技術數據。只有建立了公路的數據庫才能為路基、路面的養護和維修管理提供一定的科學依據。我們了解的路基路面的情況后，就可以選擇合理的養護和維修的方法，對路基路面實行全面的管理。近幾年，我國的路面管理這項系統一直難以推廣，主要是因為沒有準確的數據支持，采用人工檢測的方法速度慢，而且工作量特別大。人工檢測的數據還不夠準確。現在交通這么發達，僅僅靠人工進行路面進行路面檢測已經不能適應公路事業發展，也不能適應經濟的發展速度。所以我們要依靠先進的技術，用自動化的檢測設備對道路和路基的損壞狀況進行檢測，這項技術的應用對公路的保養具有非常重要的作用。

二、ARAN多功能檢測車的車況介紹

2008年6月，湖北省公路工程咨詢監理中心從加拿大Road—ware公司引進了一輛RAN4900C多功能檢測車。這輛車的組成部分主要有一輛特別改裝的福特車底盤以及各種數據采集子體統。這輛車的改裝、調試以及標定工作在2008年12月完成的。

這輛檢測車的檢測水平特別的高，是世界比較高端的道路檢測工具。這輛檢測車之所以能夠用于高效的數據采集和道路路面的圖像處理，主要是因為這輛檢測車配置有先進的傳感器、數字式圖像處理設備和先進的計算機系統。系統軟件采用的是最新的數據采集技術，檢測人員可以檢測傳感器設備的工作情況，這樣就可以以最小成本獲取高質量的數據資料。在一次單獨的行程中，檢測車有能力為各種不同類型用途采集數據和圖像。這套先進的系統給交通行業的各個部門提供了有效地數據，帶來了很多好處。像道路平整度、缺陷斷層、紋理以及裂縫和補坑等反應道路狀況的數據都被采集過來，為路面的管理做準備。道路的數字圖像可以對道路的護欄以及道路的路標進行管理。數字圖像和曲率數據比較清晰，可以把它們用在測交通的流量上面。其中，GIS系統可以和GPS經緯數據結合使用。收集路面的比較詳細的圖像視圖可以評估路面的病態狀況。

2009年9月，湖北省公路工程咨詢監理中心對湖北省公路局管理段管轄的209國道路線的路面進行了檢測。下面將詳細的論述這次檢測的過程。

三、ARAN多功能檢測車檢測路面的方法和原理

1.簡述檢測車的各項功能。（1）縱向斷面測量系統（平整度）可以利用加速度計和高速激光傳感器采集道路的斷面數據。通過采集到的數據可以及時地計算出國際平整度指數（IRI）。這個系統在變速的情況下也能夠測量，速度達到100kg/h的情況下卻不會破壞測量的精確度，采樣的間距是12.5m。據資料顯示速度達到60kg/h的請況下檢測到的數據穩定性最高，數據也最可靠。（2）定位定向系統（橫坡、縱坡）可以為其他車載測量子系統提供精確的、橫滾角、偏航角、俯仰角速度和位置等信息。在車上的的陀螺儀測量路面橫坡、彎道的半徑和超高及道路的縱坡都可以安裝這項系統。這項系統是一套非常高精度的幾參數測量系統。這項系統能夠達到“水準儀和準尺”的精確度，是一套慣性導航系統，它代表了新技術的發展水平。（3）激光掃描橫斷面系統（車轍）使用了掃描激光傳感器測量道路的橫斷面，這樣做到目的是為了計算出車轍的深度。車上安裝的四個激光器，2個用于發射，2個用于接受。這樣設計的目的是為了發射激光后能夠同步地接收，路面的情況能夠及時地反應出來。這項系統測量的不僅僅是車撤，包括整個斷面的測量，這樣的測量可以消除在檢測時檢測車偏離的情況對車撤值的影響。該系統的采樣頻率是20Hz（以80kg/h的速度測量時，道路的橫斷面采樣間距為1.1m），系統的橫向分辨率大概是1280點。（4）全球定位系統的使用可以為道路實施提供經度和緯度，然后用CAD和GIS技術變換成地圖。還可以用來測定地球空間的三維坐標。ARAN的GPS和其他的子系統共同構成了一個整體。所以當接收器不能確定具體位置的時候，或者是衛星出現狀況的時候，就可以利用這項系統，這樣系統可以彌補這項不足。（5）道路全景攝像系統的設置可以對道路的路況進行錄像。有2臺像素為1 920×1 080的像機可以在同一個時間從多角度記錄圖像。在集整個調查范圍內道路和路面的數字圖像都可以采集的到。拍攝的圖像適合客戶進行一次現場的旅行。還可以編輯路產的清單，把路面的病態進行分類。（6）全自動裂縫探測系統，這項系統的功能可以對路面的狀況進行評價。這項系統之所以能夠把長和寬都是4.27m車道的數字路面的平面圖像直接的記錄在了硬盤上。主要是因為這項系統配有備2臺單色數碼相機的ARAN路面攝像系統，攝像相機的分辨率特別的高。相機可以采集整個調查范圍內的路面數字圖像，左右兩側的相機是同步拍攝的，相機的高度和分辨率能夠達到整個車道寬度的要求，還能都達到分辨裂縫為2mm的要求。相機的安裝位置是在可伸縮的懸壁上。相機左右兩側拍攝過程中，實時軟件可以將左右的畫面正確處理后，會形成一幅全車道的圖像。

2.檢測方法和原理。檢測路面的損壞狀況可以利用檢測車全程拍攝的方式進行。高速攝像機在60km/h的速度記錄下比較清晰而且連續的、無重疊的的圖像。圖像的對比度可以到達1.5m×4m。即使在明亮的陽光下，閃光燈也可以把樹木、隧道和橋梁上的陰影消除。圖像識別軟件的使用可以進行離線處理圖像。生成的報告記錄下了裂縫的位置和范圍、嚴重程度以及裂縫的類別。這種獨特的設計可以促使計算機分析程序和路面工程師相互配合。自動裂縫識別軟件的應用，使路面的評估更具有客觀性，也使工作人員從單調的工作中解脫了。這樣能夠獲得更好的路面檢測結果。

將采集到的數據拷貝到工作站內，然后通過相應的軟件進行數據的處理和分析。在采集車上的采集結果只有在工作站內處理之后才能觀看和使用分析。這樣經過工作站內工作人員的處理，原始數據更具有準確性。

3.檢測計算。路面損毀狀況把表示路面狀況指數PCI作為評價的標準。DR表示路面損壞率。那么兩者的關系計算為（數值范圍為0～100）：PCI=100-α■DR■■，DR=100■。按照《公路技術狀況評定標準》的要求，路面的損毀標準如下表。

4.檢測與評價。318國道本次檢測結果及評價等級如下表。

5.檢測結論和建議。209國道K189+000-K216+994損壞的狀況PCI為72.4，路面破損率DR為4.44。評價等級為中。當路面評價等級為優、良、中時，以日常養護為主，局部破損狀況進行小修。該路段損壞比較嚴重，建議對該路段進行小修。

四、結語

ARAN多功能檢測車給路面的檢測帶來了極大的便利，大大提高了公路路面狀況的效率。我們相信隨著多功能檢測車在我國的使用，會給公路的保養和維護提供更好的科學依據。

參 考 文 獻

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