[发明专利]一种用于道路状态评估的主动激振检测系统

权利要求书

1.一种用于道路状态评估的主动激振检测系统，其特征在于，所述系统包括移动电动车(1)、激振系统(2)、信号采集系统(3)、GPS系统(4)和信号处理系统(5)；

所述移动电动车(1)，行驶在待检测的道路上，激振系统(2)、信号采集系统(3)、GPS系统(4)和信号处理系统(5)均安装在移动电动车(1)内；

激振系统(2)，用于对移动电动车(1)施加连续激振，并将该激振作用传递给待检测的道路上；

信号采集系统(3)，用于采集激振系统(2)作用下，移动电动车(1)行驶过程中的动态响应信号、激振系统(2)的传力信号，并将信号发送给信号处理系统(5)；

GPS系统(4)，用于记录移动电动车(1)的行驶轨迹、行驶速度和位置信息，并将记录的信息发送给信号处理系统(5)；

信号处理系统(5)，接收信号采集系统(3)和GPS系统(4)发送的信号，根据接收的动态响应信号和传力信号对道路状态进行评估，并结合行驶轨迹、行驶速度和位置信息，评估道路是否存在异常，判定路基是否存在脱空现象。

2.根据权利要求1所述的一种用于道路状态评估的主动激振检测系统，其特征在于，通过控制激振系统(2)的激振频率和激振幅值，使移动电动车(1)的车轮与路面始终保持接触状态。

3.根据权利要求1所述的一种用于道路状态评估的主动激振检测系统，其特征在于，通过控制激振系统(2)的激振频率，使激振频率与道路局部模态频率一致，产生局部模态的共振；通过控制激振频率的幅值，使道路的位移满足正常使用要求限制，不产生道路损伤。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种用于道路状态评估的主动激振检测系统，其特征在于，所述激振系统(2)设置于移动电动车(1)的底盘上，并位于底盘的中轴线上，激振系统(2)的激振端与移动电动车(1)的底盘连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于道路状态评估的主动激振检测系统，其特征在于，所述信号采集系统(3)包括信号获取装置和信号转换装置；

所述信号获取装置包括电动车的动态响应信号获取装置和激振系统(2)的传力获取装置；

电动车的动态响应信号获取装置设置在移动电动车(1)上，用于获取移动电动车(1)在行驶过程中的动态响应信号；

激振系统(2)的传力获取装置，设置于激振系统(2)与移动电动车(1)的连接部位，用于获取激振系统(2)与移动电动车(1)之间相互作用的传力的信号；

信号转换装置，将信号获取装置获取的信号转换成电信号后并发送给信号处理系统(5)。

6.根据权利要求5所述的一种用于道路状态评估的主动激振检测系统，其特征在于，所述信号获取装置包括一个或多个电动车的动态响应信号获取装置，电动车的动态响应信号获取装置安装在移动电动车(1)的底盘或车顶上；

当仅有一个电动车的动态响应信号获取装置时，设置在移动电动车(1)底盘上；

当采用多个电动车的动态响应信号获取装置时，应以移动电动车(1)车体竖向中轴线和水平中轴线为基准对称设置。

7.根据权利要求6所述的一种用于道路状态评估的主动激振检测系统，其特征在于，所述信号处理系统(5)包括信号分析装置和分析结果输出装置；

信号分析装置，根据接收的信号，对比动态响应信号的时域特征和频域特征的变化，分析并评估路面粗糙度、路面损伤程度以及路基是否存在脱空，并结合行驶轨迹、行驶速度和位置信息，确定道路状态异常的具体位置；

分析结果输出装置，用于输出道路状态评估的分析结果。

8.根据权利要求7所述的一种用于道路状态评估的主动激振检测系统，其特征在于，所述信号分析装置，根据接收的信号，对比动态响应信号的时域特征和频域特征的变化，分析并评估路面粗糙度、路面损伤程度以及路基是否存在脱空，并结合行驶轨迹、行驶速度和位置信息，确定道路状态异常的具体位置的过程包括：

对接收的信号进行分段处理，通过GPS系统记录的行驶轨迹、行驶速度和位置信息对每段数据进行定位；对每段信号进行频域分析，获取频谱曲线，比较频谱曲线的变化，标记存在异常的信号；对标记存在异常的信号，采用基于频域信息的识别方法判别道路是否存在异常，并定量计算路面的粗糙度、路面损伤程度和路基脱空的具体位置。