公路路面病害自动检测方法研究

　　摘 要：公路路面病害检测，顾名思义，即对各种公路的路面进行系统的检测，从而确保公路正常、健康地工作。无论是水泥还是沥青路面，在通车使用一段时间之后，都会陆续出现各种损坏、变形及其他缺陷，这些被统称为路面病害。早期常见的病害有：裂缝、坑槽、车辙、松散、沉陷、桥头涵顶跳车、表面破损等。路面病害容易对交通容易造成恶劣影响，同事也极大威胁着人们的生命财产安全。
　　关键词：公路；病害检测；图像；自动；安全
　　引言：
　　公路交通是支持国家经济发展与社会进步的重要基础设施，其在国民经济与人民生活中占有重要地位。随着经济的进步与科学技术的发展，公路路面病害日益成为一个普遍受社会各界重视的话题。公路路面病害自动检测对于维护道路安全，确保车辆平稳运行，保证人们生命财产安全，有极为重要的意义。而我国目前公路路面病害检测方法虽得到一定的发展，但目前与世界发达国家相比仍有不小的差距。如今，裂缝、车辙、坑槽等众多路面病害严重威胁着我们的生命安全，资料显示，超过1/2的车祸的直接或间接原因就是路面病害长期积累。路面病害自动检测方法作为检测、去除公路路面病害的重要方法，已经受到了人们的广泛研究与使用。
　　一、当前路面病害自动检测存在的问题
　　目前我国在公路路面破损（裂缝、坑槽、拥包）检测方法主要以养护工人人工测量统计为主。这种方法安全性低、精度差，同时影响高速公路的正常运营。虽然某些公司采用计算机图像识别以检测路面病害情况，例如加拿大Roadware公司或美国Waylink公司所提供的路面破损检测系统，但图像识别率低，算法模型不完善，并且尚未将检测结果与路面病害相结合，缺乏对公路病害的系统科学分析。而我国的路面病害检测方法目前仍落后于诸发达国家，所使用的路面病害检测方法就更加落后了。
　　二、进行有效的公路病害检测的方法
　　我国高速公路通车里程已列居世界第二，路面病害检测就显得尤为重要。进行公路路面病害自动检测方法的改善与升级，可以通过众多手段来实现。例如路面高速摄影系统、车辆行驶质量、落锤式弯沉仪等方法。这些方法可以较好地改善路面病害检测方法，从而保证公路正常健康使用。
　　（一）＂三维一体化＂检测法
　　这种检测法集计算机、通信、摄影测量、激光等技术与一体，综合利用GPS定位、里程编码定位、激光辅助三维测量以及数字成像等多种技术，利用先进科学设备，完成对路面破损数据的自动采集处理和分析。这种方法主要是利用拍摄、测量和计算，得出某一段公路的三维立体影像图，从而直观地判断出路面病害、破损程度，进一步检测公路路面的健康情况。这种方法可以较好地反映出路面病害程度，可以进一步推进我国路面病害检测方法的革新，实现公路的健康发展。
　　（二）路用探地雷达探测技术
　　公路探地雷达，是用高频电波（500兆赫）以宽频短脉冲形式，通过路面的天线中的发射装置送入土层，遇到不同界面发生反射现象，被天线中另一接收装置接收，并记录返回时间与路面结构中不合乎常理的地方，从而侦测出各段路面的健康情况。探地雷达技术是一种非破坏性的技术，具有抗干扰能力强、工作条件宽松、精度高、耗时短、方便快捷等优势。这种技术融合电磁波、数据转化与采集、无线通讯等技术，在道路检测方面也得到了广泛应用。
　　（三）基于图像的路面病害检测
　　基于图像处理的路面病害检测方法已经成为了路面病害检测技术的主要方法，它基本可以实现检测自动化以及对各段路况进行全方位的评估。基于图像的路面病害检测主要包括以下几种：图像增强处理、侧抑制处理、以及图像分割处理技术等。这种技术主要是通过计算机对路面进行分段检查、收集各段数据，再在所收集资料的基础上进行计算，绘制出某一段路面的健康状况，从而得到这一路段的具体病害程度。也有人通过最大类间方差法进行路面病害程度检测，这些都可以实现路面病害检测的自动化、智能化。
　　对路面进行病害程度检测，一般要用到众多方法，举例说明一下。对某一段高速公路进行分段检测，先使用地理信息系统，通过遥感技术，对路表面进行空中观察，再通过路面的无线发射装置发射无线电波，经过和正常路段所反射电波的比对，绘制这段路的具体图像，或在计算机中制作出一幅三维立体图，从而直观地展现出这一路段的具体状况。
　　结语：我国高速公路建设正处于一个高速发展期，在新建、改建大量公路尤其是高速路时对已建成的路段进行有效的质量检测与养护也成为一个重要工作。如果能够实现公路病害检测自动化，那么公路的维护成本将大大降低，公路的使用周期也将有较大延长。也只有充分使公路病害检测自动化技术得到推广，才能在世界发展大潮中把握住先机，实现经济社会的全面发展。
　　参考文献：
　　[1]中华人民共和国共和国交通部.国家高速公路网规划[EB/OL].http：//moc.gov.cn，2006.11.20
　　[2] 高建贞.基于图像分析的道路病害自动检测研究[D].南京：南京理工大学，2003
　　[3] 刘小光；沥青高速公路路面检测与破损率识别技术研究及系统实现[D]；吉林大学；2006年
　　[4] 王晓明；冯鑫；党建武；；路面病害检测中的背景处理和断点连接算法[J]；兰州理工大学学报；2012年02期