恭喜中国公路工程咨询集团有限公司;中咨数据有限公司;交通运输部公路科学研究所侯芸获国家专利权
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龙图腾网恭喜中国公路工程咨询集团有限公司;中咨数据有限公司;交通运输部公路科学研究所申请的专利一种高海拔冻土公路的变形监测方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119374516B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411972349.1,技术领域涉及:G01B11/16;该发明授权一种高海拔冻土公路的变形监测方法及系统是由侯芸;田波;张蕴灵;权磊;李潇屹设计研发完成,并于2024-12-30向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种高海拔冻土公路的变形监测方法及系统在说明书摘要公布了:本发明涉及公路安全监测,公开了一种高海拔冻土公路的变形监测方法及系统,该方法包括:在冻土公路布设传感器和环境传感器,获得传感器数据和环境数据;在冻土公路关键点采用无人机搭载LiDAR传感器,获得路面变形数据;通过无线通信以及卫星通信将传感器数据、路面变形数据和环境数据上传,对传感器数据、路面变形数据和环境数据进行预处理,然后采用卡尔曼滤波法进行数据融合,得到监测数据;通过对监测数据采用机器学习模型得到公路变形结果以及公路变形风险趋势;根据公路变形结果以及公路变形风险趋势判断是否进行报警。本发明能够解决当前技术中无法实时监测、准确性差、预警能力不足的问题。
本发明授权一种高海拔冻土公路的变形监测方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种高海拔冻土公路的变形监测方法,其特征在于,包括:在冻土公路路基和路面等间距布设分布式光纤传感器,在冻土公路深层均匀埋设多点位移计和土壤温湿度传感器,获得传感器数据;在冻土公路关键点采用无人机搭载LiDAR传感器,获得路面变形数据;在冻土公路等间距布设环境传感器,获得环境数据;通过无线通信以及卫星通信将传感器数据、路面变形数据和环境数据上传至中央数据处理系统,中央数据处理系统中对传感器数据、路面变形数据和环境数据进行预处理,获得第一传感器数据、第一路面变形数据和第一环境数据并进行存储;对第一传感器数据、第一路面变形数据和第一环境数据采用卡尔曼滤波法进行数据融合,得到监测数据;通过对监测数据采用机器学习模型得到公路变形结果以及公路变形风险趋势;根据公路变形结果以及公路变形风险趋势判断是否进行报警;所述中央数据处理系统中对传感器数据、路面变形数据和环境数据进行预处理,具体内容为:中央数据处理系统首先对传感器数据、路面变形数据和环境数据继续去噪处理,得到去噪后的传感器数据、去噪后的路面变形数据和去噪后的环境数据,再进行数据一致性处理,将去噪后的传感器数据、去噪后的路面变形数据和去噪后的环境数据进行时间同步和空间对齐,得到对齐后的传感器数据、对齐后的路面变形数据和对齐后的环境数据,最后进行归一化处理,得到第一传感器数据、第一路面变形数据和第一环境数据;所述中央数据处理系统首先对传感器数据、路面变形数据和环境数据继续去噪处理,得到去噪后的传感器数据、去噪后的路面变形数据和去噪后的环境数据,表达为: ; ; ;其中,为去噪后的传感器数据,为去噪后的路面变形数据,为去噪后的环境数据,为传感器数据,为路面变形数据,为环境数据,为滤波函数;所述再进行数据一致性处理,将去噪后的传感器数据、去噪后的路面变形数据和去噪后的环境数据进行时间同步和空间对齐,得到对齐后的传感器数据、对齐后的路面变形数据和对齐后的环境数据,表达为: ; ; ;其中,为同步后的传感器数据,为同步后的路面变形数据,为同步后的环境数据,为插值函数,为统一的时间序点; ; ; ;其中,为同步后的传感器数据的空间坐标,为同步后的路面变形数据的空间坐标,为同步后的环境数据的空间坐标,为空间变换参数,为坐标变换函数,为对齐后的传感器数据,为对齐后的路面变形数据,为对齐后的环境数据;所述最后进行归一化处理,得到第一传感器数据、第一路面变形数据和第一环境数据,表达为: ; ; ;其中,为第一传感器数据,为第一路面变形数据,为第一环境数据,为传感器数据最小值,为传感器数据最大值,为路面变形数据最小值,为路面变形数据最大值,为环境数据最小值,为环境数据最大值;所述通过对监测数据采用机器学习模型得到公路变形结果以及公路变形风险趋势,具体内容为:首先采用历史变形数据对支持向量机模型和长短期记忆网络模型分别进行训练与验证,得到变形结果分类模型以及变形风险预测模型,将监测数据输入至变形结果分类模型得到公路变形结果,包括正常状态、轻微变形和严重变形,将监测数据输入至变形风险预测模型得到公路变形趋势,包括低风险、中风险和高风险;所述根据公路变形结果以及公路变形风险趋势判断是否进行报警,具体内容为:若公路变形结果为正常状态,公路变形趋势为低风险,则不进行报警;若公路变形结果为正常状态,公路变形趋势为中风险或者高风险,则进行一级报警;若公路变形结果为轻微变形,公路变形趋势为低风险,则进行一级报警;若公路变形结果为轻微变形,公路变形趋势为中风险或高风险,则进行二级报警;若公路变形结果为严重变形,公路变形趋势为低风险、中风险或高风险任意一种,则进行三级报警。
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