• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      非均布13點(diǎn)激光路面車轍檢測偏移誤差分析

      2020-09-07 07:03:04胡斯然周博聞
      公路工程 2020年4期
      關(guān)鍵詞:檢測車包絡(luò)線橫斷面

      胡斯然,周博聞,惠 冰

      (1.湖南省交通科學(xué)研究院有限公司,湖南 長沙 410015; 2.湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限公司,湖南 長沙 410008; 3.長安大學(xué) 公路學(xué)院,陜西 西安 710064)

      準(zhǔn)確的車轍嚴(yán)重程度評價是路面養(yǎng)護(hù)時機(jī)與措施選擇的重要依據(jù)[1-7]。目前,非均布13點(diǎn)激光檢測車普遍應(yīng)用于中國國省干線車轍的快速檢測[8-9],受道路線形和駕駛員人為因素的影響,檢測車在檢測過程中將不可避免的出現(xiàn)橫向偏移[10-17],引發(fā)激光檢測設(shè)備的測點(diǎn)偏離正常位置(如圖1所示),難以采集完整的車轍橫斷面形態(tài),進(jìn)而造成車轍深度偏移誤差的產(chǎn)生,甚至導(dǎo)致車轍嚴(yán)重等級的誤判,影響結(jié)果評價的可靠度[17],進(jìn)而影響?zhàn)B護(hù)時機(jī)與措施的科學(xué)決策[18-21]。

      圖1 檢測車橫向偏移圖示[7]Figure 1 Illustration of vehicle lateral offset

      為掌握多點(diǎn)激光檢測設(shè)備橫向偏移對車轍深度測量的影響,SIMPSON[22-23]等研究表明3點(diǎn)和5點(diǎn)激光檢測車行駛過程中會在左、右兩側(cè)隨機(jī)產(chǎn)生50~250 mm的橫向偏移,激光點(diǎn)數(shù)量越多偏移誤差越??;BENNETT[24]對比了30點(diǎn)激光檢測設(shè)備右偏移50、100、150 mm的車轍深度,表明偏移誤差受車轍幾何形狀的影響,存在高估與低估2種情況。MALLELA[25]提出多點(diǎn)激光檢測車橫向偏移距離實(shí)際可達(dá)500 mm;馬榮貴[26]基于正弦函數(shù)模擬的對稱W型車轍,分析了橫向偏移對等間距di激光傳感器量測的車轍深度檢測結(jié)果的影響,表明偏移距離為di/2時偏移誤差最大;Tsai[27]對比了3點(diǎn)、5點(diǎn)激光和三維線激光的車轍深度檢測結(jié)果,認(rèn)為多點(diǎn)激光檢測設(shè)備的測點(diǎn)間距較大,發(fā)生橫向偏移后難以獲取車轍高程極值點(diǎn),進(jìn)而造成檢測車轍深度的低估。上述研究表明,檢測車橫向偏移將影響車轍深度測量的精度。但研究局限于模擬或單一實(shí)測的車轍橫斷面,并未考慮不同的車轍橫斷面形態(tài);另外檢測車偏移距離設(shè)置偏小,無法涵蓋實(shí)際的偏移范圍。

      本文采用非均布13點(diǎn)激光車轍檢測設(shè)備現(xiàn)場實(shí)測的數(shù)據(jù),針對有隆起和無隆起2類典型車轍形態(tài),研究了左、右2個偏移方向和3個偏移距離(100、300、500 mm)對車轍深度測量結(jié)果的影響,分析了偏移誤差的變化規(guī)律與原因及對車轍嚴(yán)重等級判定的影響。為車轍深度測量數(shù)據(jù)質(zhì)量的評估和偏移誤差的修正提供依據(jù)。

      1 檢測設(shè)備與方法

      1.1 車轍檢測設(shè)備與深度計算方法

      非均布13點(diǎn)激光車轍檢測設(shè)備廣泛應(yīng)用于中國國省干線車轍的快速檢測,設(shè)備基于離散點(diǎn)的相對高度測量原理,布置了13個距路面300 mm的激光傳感器,其中9個垂直激光傳感器按照中間稀疏兩側(cè)密集的規(guī)律分布在檢測斷面上,4個傾斜激光傳感器布置在垂直激光傳感器的兩側(cè)以實(shí)現(xiàn)3 500 mm的最大檢測寬度,激光器布設(shè)如圖2所示。

      圖2 非均布13點(diǎn)激光傳感器的布設(shè)示意圖 (單位:mm)Figure 2 Layout of non-uniformly distributed 13-point laser sensors(Unit:mm)

      非均布13點(diǎn)激光檢測車所采集的車轍橫斷面相對高程原始數(shù)據(jù)見表1,第1行G代表國道,108表示道路編號;A代表上行線 (B代表下行線),1235代表檢測點(diǎn)的樁號,112和082分別代表左、右轍槽的車轍深度,單位為0.1 mm;第2行為激光傳感器距路面各點(diǎn)的相對高程,單位為0.1 mm;第3行為激光測點(diǎn)在檢測斷面上的橫向坐標(biāo),單位為1 mm。

      車轍深度計算時需將檢測斷面中13個測點(diǎn)的橫向分布坐標(biāo) (表1中第3行)及其量測的相對高程數(shù)據(jù) (表1中第2行)還原成近似連續(xù)的車轍形態(tài),再按照 《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》(JTG E60-2008)[28]中 “T 0973-3”規(guī)定的包絡(luò)線法計算得出兩側(cè)輪跡處橫斷面包絡(luò)線與道路表面間的最大垂直距離,即為車轍深度,見圖3。

      表1 車轍橫斷面數(shù)據(jù)Table 1 Raw data of 13-point based laser bar tested

      圖3 包絡(luò)線法測量車轍的原理Figure 3 Illustration of the wire line method

      1.2 數(shù)據(jù)選擇與偏移誤差計算方法

      本文采用2015年G108現(xiàn)場的共110組車轍檢測數(shù)據(jù),通過車轍橫斷面形態(tài)分析選擇了典型的無隆起車轍52組數(shù)據(jù),有隆起車轍58組數(shù)據(jù),車轍深度計算分別采用圖3(a)和 (b)方法;未偏移時2類車轍形態(tài)及深度計算實(shí)例如圖4所示。

      本文基于MATLAB軟件開發(fā)了車轍橫向偏移誤差計算程序,首先利用未偏移的13個激光點(diǎn)橫向坐標(biāo)和相對高程建立近似連續(xù)車轍橫斷面,并計算偏移前的車轍深度D;其次,分別采用不同偏移距離和方向的非均布13點(diǎn)激光現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù),構(gòu)建偏移后的車轍橫斷面形態(tài)并計算車轍最大深度D;偏移前后車轍深度的絕對誤差即為偏移誤差。無隆起車轍分別向左、右兩側(cè)偏移距離d=100、300、500 mm時,前后的橫斷面對比結(jié)果如圖5所示,圖5中虛線表示偏移前車轍,實(shí)線則表示偏移后車轍。

      從圖5可以看出,隨著檢測車橫向偏移距離的增大,非均布13點(diǎn)激光難以獲取完整的轍槽形狀,導(dǎo)致在此基礎(chǔ)上計算的車轍深度偏移誤差產(chǎn)生;受最深轍槽位置、轍槽寬度和槽壁坡度等轍槽形態(tài)特征影響,雖然不同偏移方向的車轍形態(tài)存在一定差異,但偏移變化規(guī)律具有較高的一致性。

      圖4 2類車轍形態(tài)及深度計算實(shí)例Figure 4 Two types of rutting patterns and depth calculation examples

      圖5 偏移前后車轍橫斷面對比圖Figure 5 Simulated results of different offset magnitude

      2 檢測結(jié)果與分析

      2.1 車轍深度檢測結(jié)果

      2.1.1 無隆起車轍

      將52組無隆起車轍的左偏移數(shù)據(jù)按深度由小到大排列,對比偏移100、300、500 mm前后車轍深度測量結(jié)果,如圖6所示。

      從圖6可知,當(dāng)檢測車輛橫向偏移時,無隆起車轍的深度檢測結(jié)果隨偏移距離增加而不斷減小,偏移距離分別為100、300、500 mm時,最大偏移誤差分別為2.4、4.4、6.6 mm。無隆起車轍檢測偏移誤差的產(chǎn)生將導(dǎo)致車轍嚴(yán)重等級被低估。

      圖6 無隆起車轍偏移前后深度檢測結(jié)果Figure 6 None upheaval rut depth detection results before and after lateral offset

      2.1.2 有隆起車轍

      有隆起車轍58組數(shù)據(jù)左偏移前后的車轍深度測量結(jié)果如圖7所示。

      圖7 有隆起車轍偏移前后深度檢測結(jié)果Figure 7 Upheaval rut depth detection results before and after lateral offset

      從圖7可以看出,有隆起車轍隨著偏移距離增大,深度檢測結(jié)果先減小后增大。當(dāng)檢測車橫向偏移100 mm時,49組車轍橫斷面測量深度不同程度減小,最大偏移誤差為-4.6 mm;偏移距離為300 mm時,31組數(shù)據(jù)的車轍測量深度減小,27組數(shù)據(jù)的車轍測量深度增大,最大偏移誤差為2.8 mm;當(dāng)偏移距離達(dá)到500 mm時,40組斷面的車轍深度測量結(jié)果高估,最大偏移誤差為4.1 mm。有隆起車轍檢測偏移誤差的產(chǎn)生會導(dǎo)致車轍嚴(yán)重等級的高估或低估。

      2.2 車轍嚴(yán)重等級判定

      目前中國 《公路技術(shù)狀況評價標(biāo)準(zhǔn)》 (JTG H20-2007)[3]以10、15 mm為輕、重度車轍嚴(yán)重等級判定閾值,準(zhǔn)確的車轍嚴(yán)重等級評價是進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時機(jī)與措施選擇的重要依據(jù)[29]。上述可知,檢測車橫向偏移會產(chǎn)生車轍深度檢測偏移誤差,進(jìn)而造成車轍深度檢測結(jié)果被高估或低估,可能導(dǎo)致車轍嚴(yán)重等級的誤判,影響車轍嚴(yán)重程度的準(zhǔn)確評價。

      為分析偏移誤差對車轍嚴(yán)重等級評價準(zhǔn)確性的影響,針對有、無隆起車轍形態(tài)的左、右2個偏移方向和3個偏移距離 (100、300、500 mm)對車轍嚴(yán)重等級評定的影響,將車轍嚴(yán)重等級未產(chǎn)生改變的視為正常,分別計算了等級正常、低估和高估3種情況比例。無隆起和有隆起車轍嚴(yán)重等級判定結(jié)果如圖8和圖9所示。

      圖8 橫向偏移對無隆起車轍嚴(yán)重等級判定影響Figure 8 Influence of lateral offset on judgment of none upheaval rut severity level

      圖9橫向偏移對有隆起車轍嚴(yán)重等級判定影響Figure 9 Influence of lateral offset on judgment of upheaval rut severity level

      從圖8可以看出,檢測車橫向偏移會導(dǎo)致無隆起車轍形態(tài)嚴(yán)重等級被低估,隨著偏移距離不斷增大,低估比例逐漸增加;當(dāng)偏移距離為100 mm時,現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)中最多有3.8%的車轍嚴(yán)重等級被低估;當(dāng)偏移距離為300 mm時,最多有59.6%被低估;當(dāng)偏移距離達(dá)到500 mm,最多有73.4%被低估。嚴(yán)重等級被低估的車轍可能會導(dǎo)致最佳養(yǎng)護(hù)時機(jī)的錯失,甚至影響車輛行駛安全性。

      從圖9可以看出,有隆起車轍隨著偏移距離的不斷增大,嚴(yán)重等級判定呈現(xiàn)先低估后高估的趨勢;當(dāng)偏移距離為100 mm時,最多有25.9%的車轍嚴(yán)重等級被低估;當(dāng)偏移距離為300 mm時,最多有94.9%的車轍嚴(yán)重等級正常;當(dāng)偏移距離為500 mm時,有隆起車轍最多有31.0%的嚴(yán)重等級被高估,可能導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)周期縮短,造成養(yǎng)護(hù)資源浪費(fèi)。

      2.3 偏移誤差原因分析

      通過上述分析,檢測車橫向偏移對有、無隆起車轍的嚴(yán)重等級判定準(zhǔn)確性存在顯著影響。圖10為無隆起車轍偏移誤差示意圖。當(dāng)檢測車向一側(cè)偏移時,另一測的邊緣激光傳感器測點(diǎn)將沿轍槽坡壁明顯下滑,13點(diǎn)激光測量將無法獲取車轍完整橫斷面形態(tài)。偏移后包絡(luò)線的變化,導(dǎo)致車轍深度結(jié)果減小,引起嚴(yán)重等級被低估。

      圖11為有隆起車轍偏移誤差示意圖,車轍的隆起高于道路平面。因此,采用包絡(luò)線法分別計算左右轍槽深度時,非均布13點(diǎn)激光檢測設(shè)備受檢測寬度限制,無法獲取車轍邊緣隆起最高點(diǎn)。而偏移后包絡(luò)線的變化,使得車轍深度結(jié)果增大,引起嚴(yán)重等級的高估。另外,有隆起車轍在小于300 mm的低估則是由于車轍中部隆起高度較兩側(cè)隆起大,稀疏分布的激光傳感器測點(diǎn)在偏移產(chǎn)生時無法獲取中部隆起最高點(diǎn),同時邊緣測點(diǎn)高程增長較小,造成車轍深度結(jié)果降低,引起車轍嚴(yán)重等級的低估。

      圖10 無隆起車轍偏移誤差示意圖Figure 10 The effect of none upheaval rut characteristics to lateral offset

      圖11 有隆起車轍偏移誤差示意圖Figure 11 The effect of upheaval rut characteristics to lateral offset

      3 結(jié)論

      a.無隆起車轍深度檢測結(jié)果隨偏移距離增加而不斷減小,有隆起車轍先減小后增大。檢測車橫向偏移會造成車轍偏移誤差產(chǎn)生,當(dāng)偏移距離分別為100、300、500 mm時,無隆起車轍的最大偏移誤差為-2.4、-4.4、-6.6 mm,有隆起車轍的最大偏移誤差為-4.6、2.8、4.1 mm。

      b.偏移誤差會導(dǎo)致車轍嚴(yán)重等級誤判,無隆起車轍嚴(yán)重等級被低估,隨著偏移距離不斷增大,嚴(yán)重等級被低估比例由3.8%增加至73.4%,車轍嚴(yán)重等級被低估可能會導(dǎo)致最佳養(yǎng)護(hù)時機(jī)的錯失,甚至影響車輛行駛安全性;有隆起車轍不同偏移距離時,分別存在高估和低估現(xiàn)象,最多有31.0%的車轍被高估,可能導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)周期縮短,造成養(yǎng)護(hù)資源浪費(fèi)。

      c.無隆起車轍偏移誤差受最深轍槽位置和槽壁坡度影響;有隆起車轍分別受13點(diǎn)激光檢測設(shè)備受有效檢測寬度限制和激光器布設(shè)間距影響,導(dǎo)致偏移誤差產(chǎn)生。結(jié)論為車轍深度檢測數(shù)據(jù)質(zhì)量評估與偏移誤差修正提供參考。

      猜你喜歡
      檢測車包絡(luò)線橫斷面
      平面曲線運(yùn)動中的包絡(luò)線問題探討
      無人快速綜合道路檢測車系統(tǒng)設(shè)計
      道路綜合檢測車在公路檢測中的推廣應(yīng)用
      城市道路橫斷面設(shè)計研究
      輪胎式高速鐵路隧道檢測車車輛穩(wěn)定性分析
      鐵道建筑(2020年8期)2020-09-04 06:08:42
      拋體的包絡(luò)線方程的推導(dǎo)
      全自動減速頂工況檢測車在江村編組站減速頂日常養(yǎng)護(hù)中應(yīng)用的探討
      一種用于故障隔離的參數(shù)區(qū)間包絡(luò)線計算方法
      廣州市健康體檢人群種植修復(fù)情況的橫斷面研究
      2014年某院醫(yī)院感染橫斷面調(diào)查
      湟中县| 德化县| 桃江县| 原阳县| 丽江市| 肇州县| 白朗县| 穆棱市| 社旗县| 嘉荫县| 渝中区| 昌平区| 车致| 嘉兴市| 博爱县| 胶南市| 潮州市| 治县。| 日喀则市| 耿马| 呈贡县| 常山县| 三门县| 娄烦县| 海淀区| 开阳县| 永靖县| 老河口市| 正阳县| 南昌市| 牡丹江市| 长乐市| 新河县| 台前县| 即墨市| 泰顺县| 同江市| 高尔夫| 田林县| 师宗县| 宁化县|