面向检测数据缺失路段的路面损坏状况评估方法及系统

    专利2026-08-14  14


    本发明属于道路评估,具体涉及一种面向检测数据缺失路段的路面损坏状况评估方法及系统。


    背景技术:

    1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。

    2、目前,道路路面损坏状况的评价方法,大多是基于《公路技术状况评定标准》jtg5210-2018,对路面技术状况自动化检测,检测包括龟裂、块状裂缝、沉陷、车辙等路面损坏类型,以及各类型的长度、宽度和面积,将检测到的路面损坏类型的面积输入公式,从而实现路面损坏状况pci的计算,接着对路面损坏状况进行评定。

    3、然而,在收集道路路面相关损坏类型的数据时,会存在某个路段数据采集失误,导致该路段缺失路面损坏类型长度、宽度、面积等详细数据的情况。这将导致道路管理人员难以了解该路段的实际状况,无法对该路段的路面损坏状况进行合理的评定,从而影响到整条检测道路的全面综合评估,无法进行科学、合理的道路养护。并且道路路段数据缺失将对长期规划和预防性维护工作产生不利影响。


    技术实现思路

    1、本发明为了解决上述问题,提出了一种面向检测数据缺失路段的路面损坏状况评估方法及系统,本发明能够为道路管理人员提供缺失数据路段的路面损坏状况,进而有助于更科学地进行道路养护工作,有助于道路管理人员有效填补缺失数据路段的路面损坏数据,从而实现对路面状况的全面评估和科学预防性维护工作。

    2、根据一些实施例,本发明采用如下技术方案:

    3、一种面向检测数据缺失路段的路面损坏状况评估方法,包括以下步骤:

    4、建立以路面损坏数据缺失的目标路段为中心的坐标系,依据所述坐标系,矩阵式选择目标路段的相邻路段;

    5、获取其他路段的信息,形成路段数据集,利用聚类算法对路段数据集进行分析,根据聚类结果选择目标路段的相似路段,所述其他路段不包含所述目标路段和相邻路段;

    6、利用相邻路段和相似路段的路面损坏数据,填补目标路段的路面损坏数据;

    7、基于填补后的目标路段的路面损坏数据,进行目标路段的损坏状况的评估。

    8、作为可选择的实施方式,建立以路面损坏数据缺失的目标路段为中心的坐标系的具体过程包括:

    9、依据路面损坏数据获取的长度单位,以目标路段所在车道的车流方向作为x轴,以垂直于车流方向作为y轴,目标路段作为原点,建立坐标系;

    10、根据预设的矩阵大小,以目标路段作为中心,选择和目标路段相邻,且在矩阵大小内的各个相邻路段。

    11、作为可选择的实施方式,所述其他路段的信息包括路段基本信息、地理位置信息、交通特征信息、路面特征信息、环境因素,以及路面检测得到的路面损坏状况中的若干。

    12、作为可选择的实施方式,利用聚类算法对路段数据集进行分析前,先对基于其他路段的信息进行预处理,所述预处理过程包括数据清洗、异常点过滤、缺失值处理和数据标准化。

    13、作为可选择的实施方式,利用聚类算法对路段数据集进行分析的具体过程包括:

    14、(1)使用肘部法则选取k值;

    15、(2)针对路段数据集中的每个样本点,使用基于欧氏距离和汉明距离公式计算样本点与k个聚类中心的距离,将样本点划分到距离它最近的中心点所对应的类别中;

    16、(3)当样本分配类别完成后,按照聚类中心更新算法对聚类中心进行更新;

    17、(4)重复步骤(2)和(3),直到聚类中心不再发生改变,并使得混合类型的相异性最小,聚类过程结束。

    18、作为可选择的实施方式,根据聚类结果选择目标路段的相似路段的具体过程包括:根据聚类结果,使用基于汉明距离的方法对每个簇的中心点的特征向量与数据缺失路段进行对比,选择最相似的簇,簇里面的路段作为数据缺失路段的相似路段。

    19、作为可选择的实施方式,利用相邻路段和相似路段的路面损坏数据,填补目标路段的路面损坏数据的具体过程包括:

    20、对于相邻路段,引入权重,不同位置的相邻路段赋予不同的权重;

    21、对于相似路段,根据对应的路段编码,建立相似路段的路面损坏状况数据库;

    22、每个相邻路段的路面损坏数据与路段的权重相乘,得到每个相邻路段新的路面损坏数据,融合每个相邻路段的路面损坏数据与相似路段的路面损坏状况数据库,形成目标路段的损坏估计数据库;

    23、以所述目标路段的损坏估计数据库的各类型数据的均值,为目标路段的路面损坏具体数据。

    24、作为进一步的实施方式,路面损坏数据包括路面损坏类型、路面损坏的长度、路面损坏的宽度,以及路面损坏的面积中的若干。

    25、作为可选择的实施方式,基于填补后的目标路段的路面损坏数据,进行目标路段的损坏状况的评估的具体过程包括:

    26、利用pc i公式计算目标路面损坏状况;

    27、根据计算的pc i值的大小,确定目标路面损坏状况等级。

    28、一种面向检测数据缺失路段的路面损坏状况评估系统,包括:

    29、相邻路段确定模块,被配置为建立以路面损坏数据缺失的目标路段为中心的坐标系,依据所述坐标系,矩阵式选择目标路段的相邻路段;

    30、相似路段确定模块,被配置为获取其他路段的信息,形成路段数据集,利用聚类算法对路段数据集进行分析,根据聚类结果选择目标路段的相似路段,所述其他路段不包含所述目标路段和相邻路段;

    31、数据填补模块,被配置为利用相邻路段和相似路段的路面损坏数据,填补目标路段的路面损坏数据;

    32、损坏评估模块,被配置为基于填补后的目标路段的路面损坏数据,进行目标路段的损坏状况的评估。

    33、一种计算机可读存储介质,用于存储计算机指令,所述计算机指令被处理器执行时,完成上述方法中的步骤。

    34、一种电子设备,包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令,所述计算机指令被处理器运行时,完成上述方法中的步骤。

    35、与现有技术相比,本发明的有益效果为:

    36、本发明考虑到空间连续性,以及路段交通特征、路面特征的相似性,通过以路面损坏数据缺失路段为中心的坐标系和矩阵选择路面损坏数据缺失路段的相邻路段,使用k-prototypes聚类算法选择出缺失数据路段的相似路段。

    37、本发明引入权重利用相邻路段的路面损坏数据,以及利用相似路段的路面损坏数据来填补路面损坏数据缺失路段所缺失的路面损坏数据,从而评定数据缺失路段的路面损坏状况。

    38、本发明考虑设定阈值,对数据缺失路段路面损坏状况在道路所有路段中的损坏程度进行评估,为道路管理人员提供缺失数据路段的路面损坏状况,进而有助于更科学地进行道路养护工作。通过本发明提出的方法,道路管理人员可以有效填补缺失数据路段的路面损坏数据,从而实现对路面状况的全面评估和科学预防性维护工作。

    39、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。


    技术特征:

    1.一种面向检测数据缺失路段的路面损坏状况评估方法,其特征是,包括以下步骤:

    2.如权利要求1所述的一种面向检测数据缺失路段的路面损坏状况评估方法,其特征是,建立以路面损坏数据缺失的目标路段为中心的坐标系的具体过程包括:

    3.如权利要求1所述的一种面向检测数据缺失路段的路面损坏状况评估方法,其特征是,所述其他路段的信息包括路段基本信息、地理位置信息、交通特征信息、路面特征信息、环境因素,以及路面检测得到的路面损坏状况中的若干。

    4.如权利要求1所述的一种面向检测数据缺失路段的路面损坏状况评估方法,其特征是,利用聚类算法对路段数据集进行分析前,先对基于其他路段的信息进行预处理,所述预处理过程包括数据清洗、异常点过滤、缺失值处理和数据标准化。

    5.如权利要求1所述的一种面向检测数据缺失路段的路面损坏状况评估方法,其特征是,利用聚类算法对路段数据集进行分析的具体过程包括:

    6.如权利要求1所述的一种面向检测数据缺失路段的路面损坏状况评估方法,其特征是,根据聚类结果选择目标路段的相似路段的具体过程包括:根据聚类结果,使用基于汉明距离的方法对每个簇的中心点的特征向量与数据缺失路段进行对比,选择最相似的簇,簇里面的路段作为数据缺失路段的相似路段。

    7.如权利要求1所述的一种面向检测数据缺失路段的路面损坏状况评估方法,其特征是,利用相邻路段和相似路段的路面损坏数据,填补目标路段的路面损坏数据的具体过程包括:

    8.如权利要求7所述的一种面向检测数据缺失路段的路面损坏状况评估方法,其特征是,路面损坏数据包括路面损坏类型、路面损坏的长度、路面损坏的宽度,以及路面损坏的面积中的若干。

    9.如权利要求1所述的一种面向检测数据缺失路段的路面损坏状况评估方法,其特征是,基于填补后的目标路段的路面损坏数据,进行目标路段的损坏状况的评估的具体过程包括:

    10.一种面向检测数据缺失路段的路面损坏状况评估系统,其特征是,包括:


    技术总结
    本发明提供了一种面向检测数据缺失路段的路面损坏状况评估方法及系统,通过创建以路面损坏数据缺失路段为中心的坐标系和矩阵选择路面损坏数据缺失路段的相邻路段,使用K‑prototypes聚类算法选择出缺失数据路段的相似路段,之后引入权重使用相邻路段的路面损坏类型具体数据以及使用相似路段的路面损坏类型具体数据来填补路面损坏数据缺失路段所缺失的路面损坏数据,从而评定数据缺失路段的路面损坏状况。有助于道路管理人员有效填补缺失数据路段的路面损坏数据,从而实现对路面状况的全面评估和科学预防性维护工作。

    技术研发人员:王建柱,郭洪宇,吴建清,杜聪,田源,张宏博
    受保护的技术使用者:山东大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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