[發明專利]道路狀況監測系統及其監測方法

有效

• 申請號: 202011600340.X
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112798689B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 郝杰鵬;王平;魏建波;姚飛
• 申請（專利權）人: 北京萬集科技股份有限公司
• 主分類號: G01N29/12
• 分類號: G01N29/12;G01N29/44
• 代理公司: 北京維昊知識產權代理事務所(普通合伙) 11804
• 代理人: 李強;孫新國

1.一種道路狀況監測系統，所述系統包括：

傳感器單元，其布置于道路的相關監測位置，并用于獲取道路在車輛通過時的振動信號；

數據處理單元，其用于根據所述振動信號和道路振動的歷史參考數據生成分析結果；

其中，所述數據處理單元配置為采取如下方式根據所述振動信號和所述道路振動的歷史參考數據生成分析結果：

根據所述振動信號確定所述道路的振動特征值；

根據所述振動特征值確定正態分布均值；

根據所述歷史參考數據確定參考值；

并且將所述正態分布均值與所述參考值作差來獲得偏差；

其中，所述數據處理單元配置為采取如下方式根據所述振動信號確定所述道路的振動特征值：

通過對所述振動信號進行時頻域變換，確定多個頻率下的振動信息；

根據所述多個頻率下的振動信息確定有效振動信息；

根據所述有效振動信息確定信號強度的有效矩陣；以及

根據所述有效矩陣確定相關性矩陣，并將所述相關性矩陣的特征值作為所述振動特征值；

預警單元，其用于根據所述分析結果生成預警信息。

2.根據權利要求1所述的道路狀況監測系統，其中，所述傳感器單元包括至少一個振動傳感器。

3.根據權利要求2所述的道路狀況監測系統，其中，所述振動傳感器是壓電式振動傳感器、加速度式振動傳感器、電感式振動傳感器和電容式振動傳感器中的至少一種。

4.根據權利要求1所述的道路狀況監測系統，其中，所述數據處理單元配置為采取如下方式根據所述多個頻率下的振動信息確定有效振動信息：

在所述多個頻率下的振動信息中選取信噪比大于預設值的振動信息作為有效振動信息。

5.根據權利要求1所述的道路狀況監測系統，其中，所述歷史參考數據是存儲的振動特征值的歷史數據，并且當次計算得到的振動特征值被存儲以便與已有歷史數據一起作為下次計算的歷史數據。

6.根據權利要求5所述的道路狀況監測系統，其中，所述數據處理單元配置為采取如下方式根據所述參考數據確定參考值：

根據正態分布的所述歷史數據的均值確定參考值。

7.根據權利要求1所述的道路狀況監測系統，其中，所述預警單元配置為采取如下方式根據所述分析結果生成預警信息：

根據所述偏差與預設閾值的差值來確定預警信息。

8.根據權利要求1所述的道路狀況監測系統，其中，所述系統還包括監控中心，所述預警單元將所述預警信息通過有線方式或無線方式發送至所述監控中心。

9.根據權利要求8所述的道路狀況監測系統，其中，所述有線方式通過網線或光纖來實現，所述無線方式通過4G或5G來實現。

10.根據權利要求1所述的道路狀況監測系統，其中，所述系統包括多個傳感器單元，所述多個傳感器單元布置于道路的不同路段。

11.一種利用道路狀況監測系統進行路況監測的道路狀況監測方法，其中，所述道路狀況監測系統是根據權利要求1-10中任一項所述的道路狀況監測系統，包括：

利用布置于道路的相關監測位置的傳感器單元獲取道路在車輛通過時的振動信號；

利用數據處理單元根據所述振動信號和道路振動的歷史參考數據生成分析結果；

根據所述振動信號和所述道路振動的歷史參考數據生成分析結果包括：根據所述振動信號確定所述道路的振動特征值；根據所述振動特征值確定正態分布均值；根據所述歷史參考數據確定參考值；并且將所述正態分布均值與所述參考值作差來獲得偏差；

根據所述振動信號確定所述道路的振動特征值包括：通過對所述振動信號進行時頻域變換，確定多個頻率下的振動信息；根據所述多個頻率下的振動信息確定有效振動信息；根據所述有效振動信息確定信號強度的有效矩陣；以及根據所述有效矩陣確定相關性矩陣，并將所述相關性矩陣的特征值作為所述振動特征值；

利用預警單元根據所述分析結果生成預警信息。