使用緊湊型輪廓儀和ArcGIS對(duì)北疆道路進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)價(jià)

努爾艾合買提江·阿布力孜 馬玲

摘 要：路面平整度關(guān)系到道路的定性特征、車輛的行駛，不僅影響著乘客的安全和舒適性，還影響著車輛的運(yùn)行成本。首先，本文介紹了新疆伊犁地區(qū)道路IRI（International Roughness Index）在不同季節(jié)的測(cè)量結(jié)果，并對(duì)比了采用緊湊型移動(dòng)輪廓儀（MPM1）在北疆地區(qū)高速公路的干燥路面和積雪路面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析。最后展示了將IRI數(shù)據(jù)與ArcGIS數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合的數(shù)字地圖，將對(duì)路面的不平整情況進(jìn)行可視化評(píng)價(jià)，并利用ArcGIS對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化，并找出路面不平整的特征。

關(guān)鍵詞：道路不平;車輛運(yùn)行成本;IRI;MPM;ArcGIS

1 道路平整度檢測(cè)與裝置概述

為滿足要求，本文使用一種低成本的路面狀況監(jiān)測(cè)儀器—STAMPER（圖1），此儀器由兩個(gè)安裝在車輛懸掛系統(tǒng)上的小型加速度計(jì)組成，其特點(diǎn)是該系統(tǒng)使用基于車輛加速度測(cè)量的反算方法來(lái)測(cè)量路表面輪廓，無(wú)需計(jì)算出路面平整度輪廓與行駛中檢測(cè)車輛之間的經(jīng)驗(yàn)相關(guān)性。收集路面狀況指數(shù)后該系統(tǒng)把實(shí)測(cè)剖面數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換為綜合平整度度指數(shù)，如IRI（此特點(diǎn)與傳統(tǒng)的RTRRMS不同），收集完的平整度信息實(shí)時(shí)顯示在車載計(jì)算機(jī)。

2 基于ArcGIS的檢測(cè)結(jié)果可視化與分析

為了對(duì)比兩個(gè)不同季節(jié)的路面平整度差異，本次實(shí)驗(yàn)使用了緊湊型路面輪廓儀分別在2020年11月和2021年3月對(duì)新疆伊犁地區(qū)日交通量超過(guò)1萬(wàn)的主干道上進(jìn)行檢測(cè)。IRI數(shù)據(jù)每100 m測(cè)量一次，并在ArcGIS數(shù)字地圖上顯示。圖2和圖3顯示了北疆地區(qū)某主干道路路面的干燥和積雪情況的結(jié)果，以便比較和確定道路平整度狀況。對(duì)IRI級(jí)別進(jìn)行分類，如圖2和圖3右下角所示。圖2為南向（SB） IRI路線圖，與季節(jié)路面對(duì)比;圖3顯示了北向（NB）兩個(gè)季節(jié)的測(cè)量都可以確定干燥路面的狀況好于積雪路面。

3 統(tǒng)計(jì)分析

圖4和圖5分別為主干道路每100 m使用相同IRI數(shù)據(jù)得到的直方圖和累積函數(shù)結(jié)果，每個(gè)圖都顯示了季節(jié)路況的結(jié)果，根據(jù)南向直方圖和累積分布函數(shù)（CDF）分析結(jié)果表明，南向干燥路況優(yōu)于積雪路況。根據(jù)北向路況采用相同的分析方法對(duì)季節(jié)性路況進(jìn)行比較，結(jié)果清楚地表明干燥路面優(yōu)于積雪路面。

4 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)使用緊湊型路面輪廓儀來(lái)收集IRI數(shù)據(jù)，利用ArcGIS對(duì)不同季節(jié)的道路狀況進(jìn)行對(duì)比分析，研究哪些道路狀況優(yōu)于其它道路并在數(shù)字地圖上顯示實(shí)時(shí)道路狀況。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，干路面平整度優(yōu)于雪地路面平整度。從圖2和圖3中不同的四個(gè)IRI分類點(diǎn)可以看出，干燥路面的IRI值要小于積雪路面;圖4和圖5為兩個(gè)季節(jié)的直方圖，結(jié)果顯示積雪路面IRI值集中在高IRI值上，研究結(jié)果表明，干燥路優(yōu)于積雪路，對(duì)于定量評(píng)價(jià)和管理冬季路況對(duì)路面管理系統(tǒng)的建立有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]張建平.基于移動(dòng)加速度計(jì)的城市道路監(jiān)測(cè)[J].中國(guó)土木工程學(xué)報(bào)，2012（4）.

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