[發明專利]基于路網損傷的通行收費方法、系統、介質及收費設備

有效

• 申請號: 201911098127.0
• 申請日: 2019-11-12
• 公開（公告）號: CN110853164B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 周軍勇;胡翠敏;司徒盈
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: G07B15/06
• 分類號: G07B15/06;G08G1/065
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郭浩輝;麥小嬋

1.一種基于路網損傷的通行收費方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

獲取路網體系中所有道路和橋梁的結構信息及技術狀況；

當車輛進入當前路網體系時，將該車輛的入口信息、出口信息及沿程影像與所述路網體系中所有道路及橋梁的結構信息及技術狀況進行比對，以得到該車輛的行駛路段信息；

根據進出口稱重系統獲取的該車輛的外形、載重參數，并通過該車輛的外形、載重參數，以及行駛路段信息，得到車輛在當前行駛路段上對道路及橋梁的損傷影響，其中所述車輛的外形和載重參數包括車重、軸重、車長、車高、軸距及車速，所述損傷影響的計算方法包括：

根據梁橋梁本身截面尺寸和構造配筋計算該橋梁的抗力，通過抗力、恒載效應、靜力荷載效應、動力沖擊系數建立該橋梁的極限強度承載能力模型，以得到該橋梁關鍵構件及關鍵斷面的橋梁強度失效概率；

根據橋梁的疲勞損傷指標、疲勞強度系數，以及車輛荷載作用下的等效損傷應力和損傷次數建立該橋梁的極限疲勞承載能力模型，以得到該橋梁關鍵構件及關鍵斷面的橋梁疲勞失效概率；

根據道路施工材料確定該段道路各層路面結構基地的容許拉應力及在車輛荷載作用下的最大拉應力，并建立該段道路的極限強度評估模型，以得到該段道路路基面的道路強度失效概率；

根據道路施工材料及構造信息確定該段道路疲勞開裂壽命及設計年限內累計標準軸載作用次數，并建立該段道路的極限疲勞評估模型，以得到該段道路路基面的道路疲勞失效概率；

計算該段道路在車輛荷載作用下道路路面結構所產生的車轍深度，并根據路面設計預期的車轍深度建立該段道路的極限車轍評估模型，以得到該段道路路基面的道路車轍深度失效概率；

根據沿程各橋梁的重要系數、所述橋梁強度失效概率、所述橋梁疲勞失效概率及對應的橋梁權重系數得到車輛在當前行駛路段上對橋梁的損傷影響；

根據沿程道路的所述道路強度失效概率、所述道路疲勞失效概率、所述道路車轍深度失效概率及對應的道路權重系數得到車輛在當前行駛路段上對道路的損傷影響；

通過對車輛在當前行駛路段上的道路損傷影響及橋梁損傷影響的累加值，得到車輛在當前行駛路段的累積失效概率，所述車輛在當前行駛路段的累積失效概率的模型為：

其中r和b分別代表道路和橋梁，n和m表示沿程橋梁數量和道路公里數，s、f和w分別為強度、疲勞和車轍問題；r為橋梁的重要性系數；w為道路和橋梁的權重系數，w^b,s+w^b,f＝1，w^r,s+w^r,f+w^r,w＝1和w^b+w^r＝1；

根據所述損傷影響的量化值收取該車輛的過路費。

2.根據權利要求1所述的基于路網損傷的通行收費方法，其特征在于，所有道路和橋梁的結構信息及技術狀況包括設計圖紙、變更圖紙、養護記錄、加固記錄、試驗檢測結果，以及道路和橋梁最新技術狀態的有限元分析模型。

3.一種基于路網損傷的通行收費系統，其特征在于，能夠執行如權利要求1所述的基于路網損傷的通行收費方法，所述系統包括：

獲取模塊，用于獲取路網體系中所有道路和橋梁的結構信息及技術狀況；

比對模塊，用于當車輛進入當前路網體系時，將該車輛的入口信息、出口信息及沿程影像與所述路網體系中所有道路及橋梁的結構信息及技術狀況進行比對，以得到該車輛的行駛路段信息；

確定模塊，用于根據進出口稱重系統獲取的該車輛的外形、載重參數，并通過該車輛的外形、載重參數，以及行駛路段信息，得到車輛在當前行駛路段上對道路及橋梁的損傷影響，其中所述車輛的外形和載重參數包括車重、軸重、車長、車高、軸距及車速，所述損傷影響的計算方法包括：根據車輛加載于橋梁的極限承載位置時的車橋耦合動力，得到該橋梁關鍵構件及關鍵斷面的橋梁強度失效概率和橋梁疲勞失效概率，根據車輛加載于橋梁的極限承載位置時的車橋耦合動力，得到該橋梁關鍵構件及關鍵斷面的橋梁強度失效概率和橋梁疲勞失效概率，根據所述橋梁強度失效概率、橋梁疲勞失效概率、道路強度失效概率、道路疲勞失效概率及道路車轍深度失效概率，得到車輛在當前行駛路段上對道路及橋梁的損傷影響；

收費模塊，用于根據所述損傷影響的量化值收取該車輛的過路費。