一种道路路面及地下结构监测方法及装置与流程

本发明涉及道路监测，具体涉及一种道路路面及地下结构监测方法及装置。

背景技术：

1、道路路面和其地下结构，在长期使用过程中可能出现损坏或退化，例如裂缝、空洞、沉降等问题。

2、而传统的检测方法，例如视觉检查、雷达检测等，存在效率低、成本高、无法实时监测的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种道路路面及地下结构监测方法及装置，以解决现有技术中的检测方法存在效率低、成本高、无法实时监测的问题。

2、根据本发明实施例的第一方面，提供一种道路路面及地下结构监测方法，包括：

3、接收震动数据，所述震动数据由预先在道路预设位置设置的震动传感器生成，震动传感器生成的震动数据由数据采集器采集；

4、对所述震动数据进行预处理，得到有效震动信号；

5、对所述有效震动信号进行梅尔倒谱分析，提取得到梅尔倒谱系数；

6、结合所述梅尔倒谱系数，从所述有效震动信号中提取得到与结构健康相关的特征参数；

7、根据所述结构健康相关的特征参数，对道路的结构状态进行评估，生成道路健康状态评估结果。

8、优选的，根据所述结构健康相关的特征参数，对道路的结构状态进行评估，包括：

9、基于特征参数，建立结构健康评估模型；

10、利用历史震动数据和对应的状态数据训练所述结构健康评估模型；

11、将所述特征参数的实际值输入至结构健康评估模型，生成道路健康状态评估结果。

12、优选的，所述的道路路面及地下结构监测方法，还包括：

13、获取已知结构健康状态的道路数据，所述已知结构健康状态的道路数据包括校准用震动数据和正确健康状态结果；

14、将所述校准用震动数据输入至所述结构健康评估模型；

15、对比得到的道路健康状态评估结果和正确健康状态结果，对所述结构健康评估模型的模型参数进行调整。

16、优选的，对所述有效震动信号进行梅尔倒谱分析，包括：

17、对所述有效震动信号进行短时傅里叶变换，得到频谱数据；

18、将所述频谱数据映射到梅尔频率刻度，计算梅尔频率刻度上的能量分布；

19、根据所述能量分布计算对数梅尔频谱，并进行逆傅里叶变换，得到梅尔倒谱系数。

20、优选的，从所述有效震动信号中提取得到与结构健康相关的特征参数，包括：

21、对所述有效震动信号进行时域特征分析，提取得到有效震动信号的峰值、持续时间和总能量；

22、利用倒谱系数分析所述有效震动信号，得到谐波和周期特征。

23、优选的，所述建立结构健康评估模型，包括：

24、利用k-近邻算法、支持向量机或卷积神经网络建立结构健康评估模型。

25、优选的，所述的道路路面及地下结构监测方法，还包括：

26、将震动数据和道路健康状态评估结果存储至数据库中。

27、根据本发明实施例的第二方面，提供一种道路路面及地下结构监测装置，包括：

28、震动数据接入单元，用于接收震动数据，所述震动数据由预先在道路预设位置设置的震动传感器生成，震动传感器生成的震动数据由数据采集器采集；

29、算法训练单元，用于对所述震动数据进行预处理，得到有效震动信号；对所述有效震动信号进行梅尔倒谱分析，提取得到梅尔倒谱系数；结合所述梅尔倒谱系数，从所述有效震动信号中提取得到与结构健康相关的特征参数；

30、自动分析单元，用于根据所述结构健康相关的特征参数，对道路的结构状态进行评估，生成道路健康状态评估结果。

31、优选的，所述的道路路面及地下结构监测装置，还包括：

32、警告处理单元，用于判断所述道路健康状态评估结果是否达到预警条件，若是，则生成预警信息；

33、警告发送单元，用于将所述预警信息发送至预设终端。

34、优选的，所述的道路路面及地下结构监测装置，还包括：

35、警告显示单元，用于显示所述预警信息；

36、定位导航单元，用于根据所述预警信息，对生成震动数据的预设位置进行导航。

37、本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

38、可以理解的是，本发明示出的一种道路路面及地下结构监测方法及装置，能够接收震动数据，所述震动数据由预先在道路预设位置设置的震动传感器生成，震动传感器生成的震动数据由数据采集器采集；对所述震动数据进行预处理，得到有效震动信号；对所述有效震动信号进行梅尔倒谱分析，提取得到梅尔倒谱系数；结合所述梅尔倒谱系数，从所述有效震动信号中提取得到与结构健康相关的特征参数；根据所述结构健康相关的特征参数，对道路的结构状态进行评估，生成道路健康状态评估结果。可以理解的是，能够实时对目标位置进行实时健康监测，效率高；利用了梅尔倒谱分析，提高了评估准确性；能够适用于不同类型的道路及地下结构。

39、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

技术特征：

1.一种道路路面及地下结构监测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的道路路面及地下结构监测方法，其特征在于，根据所述结构健康相关的特征参数，对道路的结构状态进行评估，包括：

3.根据权利要求2所述的道路路面及地下结构监测方法，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求1所述的道路路面及地下结构监测方法，其特征在于，对所述有效震动信号进行梅尔倒谱分析，包括：

5.根据权利要求4所述的道路路面及地下结构监测方法，其特征在于，从所述有效震动信号中提取得到与结构健康相关的特征参数，包括：

6.根据权利要求2所述的道路路面及地下结构监测方法，其特征在于，所述建立结构健康评估模型，包括：

7.根据权利要求1所述的道路路面及地下结构监测方法，其特征在于，还包括：

8.一种道路路面及地下结构监测装置，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的道路路面及地下结构监测装置，其特征在于，还包括：

10.根据权利要求9所述的道路路面及地下结构监测装置，其特征在于，还包括：

技术总结本发明涉及道路监测技术领域，具体涉及一种道路路面及地下结构监测方法及装置，能够接收震动数据，所述震动数据由预先在道路预设位置设置的震动传感器生成，震动传感器生成的震动数据由数据采集器采集；对所述震动数据进行预处理，得到有效震动信号；对所述有效震动信号进行梅尔倒谱分析，提取得到梅尔倒谱系数；结合所述梅尔倒谱系数，从所述有效震动信号中提取得到与结构健康相关的特征参数；根据所述结构健康相关的特征参数，对道路的结构状态进行评估，生成道路健康状态评估结果。可以理解的是，能够实时对目标位置进行实时健康监测，效率高；利用了梅尔倒谱分析，提高了评估准确性；能够适用于不同类型的道路及地下结构。技术研发人员：张捷,朱筱璇,于淼,骆毅受保护的技术使用者：深圳八方地动科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/27