??? 道路檢測車的發(fā)展歷史,可以追溯到20世紀(jì)70年代初期以路面損壞自動采集設(shè)備取代人工量測的研究。法國道路管理部門研制開發(fā)了路面攝影車,使風(fēng)吹日曬環(huán)境下的現(xiàn)場損壞測量工作轉(zhuǎn)為室內(nèi)對膠片的處理、并借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行人工判讀和數(shù)據(jù)記錄。20世紀(jì)80年代中后期,西方發(fā)達(dá)資本主義國家美國、日本、法國等由于路網(wǎng)管理和路面管理系統(tǒng)發(fā)展的需要,紛紛開展了以路面損壞實(shí)時(shí)采集設(shè)備(硬件)和路面損壞圖像的計(jì)算機(jī)圖像自動處理系統(tǒng)(軟件)為主要內(nèi)容的研究與開發(fā)工作。20世紀(jì)90年代初期,其研究成果陸續(xù)被發(fā)表出來,開發(fā)成設(shè)備的檢測系統(tǒng)有美國的自動化路面圖像分析儀和路面裂縫評價(jià)系統(tǒng)、日本的路面損壞自動測量系統(tǒng)等。這個(gè)階段是該領(lǐng)域研究發(fā)展最迅速、成果最多的階段。其研究水平達(dá)到圖像采集自動化,實(shí)現(xiàn)了介于30~120km/h之間的采集速度,圖像處理自動化程度也較高。但由于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)的技術(shù)水平所限,處理1英里路面/車道的時(shí)間為15分鐘~1小時(shí),甚至更長。攝像精度達(dá)到可清晰記錄3mm寬裂縫左右的水平,損壞識別正確率在60~95%左右。進(jìn)入21世紀(jì)后,由于計(jì)算機(jī)和數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展,性能更高的路面檢測系統(tǒng)相繼問世,同時(shí)出現(xiàn)了集裂縫測量、平整度測量、車轍測量、前方照相攝像等多功能于一體的高度集成化的多功能檢測車。
??? 由于道路檢測車的核心技術(shù)屬于商業(yè)秘密,所以多年來我國只能依賴進(jìn)口國外的設(shè)備,國內(nèi)道路技術(shù)狀況檢測設(shè)備的落后狀態(tài)也成為制約我國實(shí)施道路養(yǎng)護(hù)管理科學(xué)決策的關(guān)鍵技術(shù)問題。2001年,通過對國家公路交通發(fā)展形勢的需求分析,在幾位老教授的鼓勵(lì)下,我校交通科學(xué)與工程學(xué)院侯相深教授、王華副教授、馬松林教授等牽頭成立課題組,決定自主開發(fā)多功能道路檢測車,打破對國外進(jìn)口設(shè)備的依賴,實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的突破。經(jīng)過8年多的持續(xù)攻關(guān),通過100多次路上驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和1000多次室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn),課題組研制成功了具有國內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)水平的多功能道路檢測車。該檢測車的核心技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平,檢測車在國內(nèi)應(yīng)用的環(huán)境適應(yīng)性和價(jià)格優(yōu)勢遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了國外引進(jìn)的檢測設(shè)備。
??? 課題組于2003年集成了第一代路面損壞檢測車,2004年獲得黑龍江省交通廳的資助,2006年開發(fā)了具備路面損壞檢測、車轍檢測、前方路產(chǎn)管理等功能的第二代檢測車。2008年,課題組完成了集路面損壞檢測、車轍檢測、平整度檢測、前方路產(chǎn)管理和公路養(yǎng)護(hù)管理決策支持系統(tǒng)于一體的第三代檢測車,具備了工業(yè)化生產(chǎn)的水平。
??? 我校研制的多功能道路檢測車是集多項(xiàng)先進(jìn)自主創(chuàng)新技術(shù)于一身的“智能車”。它運(yùn)用了激光測距與航天慣導(dǎo)組合技術(shù)、氙氣放電技術(shù)、分形紋理損壞識別技術(shù)、抗漂移軟件算法、圖像拼接算法等。與國內(nèi)外其他道路檢測車相比,我校自主研發(fā)的路面表面狀況綜合采集系統(tǒng)具有以下的創(chuàng)新點(diǎn):成果具有自主知識產(chǎn)權(quán),實(shí)現(xiàn)了公路路面狀況(平整度、車轍和損壞)全自動高速檢測、評價(jià)、管理與決策一體化;實(shí)現(xiàn)了多傳感器的多元信息同步采集,并與車速匹配控制;開發(fā)了高性能人工光源,光強(qiáng)達(dá)到了正午太陽光的20倍,解決了陰影對圖像質(zhì)量的影響,能夠?qū)崿F(xiàn)晝夜檢測;研發(fā)了圖像拼接技術(shù),可將多幅圖像完整地拼接在一起,提高路面損壞圖像的處理速度和工作效率;采用分形幾何理論研發(fā)了路面裂縫自動識別算法;采用擬合基準(zhǔn)面法實(shí)現(xiàn)路面凹陷變形的自動識別,?正確識別率達(dá)到95%;突破了平整度儀核心技術(shù),提出了高精度的車輛隨機(jī)振動位移的計(jì)算方法,使得路面平整度的檢測精度與水準(zhǔn)測量結(jié)果高度一致;采用自修正去抖動算法提高了車轍深度的計(jì)算精度和重復(fù)測量精度。
??? 檢測車工作時(shí),可以不分晝夜,以最高每小時(shí)100公里的速度完成路面狀況全自動檢測。隨著車輛前進(jìn),前置的車轍儀和平整度儀、后置的路面破損檢測儀,分別將檢測到的數(shù)據(jù)傳至車中的雙中央處理單元數(shù)據(jù)處理工作站,經(jīng)過分項(xiàng)處理,形成檢測數(shù)據(jù)文件,通過決策分析生成年度養(yǎng)護(hù)計(jì)劃和五年養(yǎng)護(hù)規(guī)劃。該系統(tǒng)的所有檢測數(shù)據(jù)能夠與國家路面管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)無縫連接。
??? 目前,我校研制的道路檢測車已經(jīng)在7個(gè)省市自治區(qū)(黑龍江省、吉林省、遼寧省、天津市、廣東省、廣西壯族自治區(qū)、河北?。┻M(jìn)行了近4萬車道公里的檢測驗(yàn)證,證明了其性能穩(wěn)定,實(shí)用性強(qiáng),操作簡便快捷,檢測成本亦遠(yuǎn)低于國內(nèi)外同類檢測系統(tǒng)的使用成本。