[发明专利]一种基于移动检测设备的隧道路面湿滑状态的评价方法

权利要求书

1.一种基于移动检测设备的隧道路面湿滑状态的评价方法，所述移动检测设备设置在隧道路面的上方并能够受控地沿隧道路面的长度方向往复移动，所述移动检测设备能够检测隧道路面上不同位置的路面湿滑系数值，所述评价方法包括如下步骤：

步骤S21：将隧道路面划分为若干个单元网格，其中所述单元网格的长度为80至120米；

步骤S22：控制所述移动检测设备在隧道路面上方移动，并采集每个单元网格所对应的路面湿滑状态数据，所述路面湿滑状态数据包括至少由单元网格内200至800个不同检测点位的路面湿滑系数值构成的检测数据集；

步骤S23：对每个单元网格的所述路面湿滑状态数据进行聚类分析；

步骤S24：根据所述聚类分析的结果，确定每个单元网格的路面湿滑系数。

2.根据权利要求1所述的评价方法，其中，所述单元网格的长度为100米。

3.根据权利要求1所述的评价方法，其中，所述路面湿滑状态数据包括单元网格内400个点位的路面湿滑系数值。

4.根据权利要求1所述的评价方法，其中，所述检测数据集为，其中1≤i≤n，所述步骤S23进一步包括如下步骤：

随机选取聚类质心数量K，其中，K为整数，1≤K≤10，随机选取聚类质心为，其中，1≤j≤K，C_j为第j个聚类簇的质心，0≤C_j≤1；

步骤A：通过公式（1），计算出检测数据集X中的每个数据样本X_i到每个簇的聚类质心C_j的欧式距离，

（1）

依次比较每个数据样本X_i到各个聚类质心C_j的欧式距离，将各个数据样本X_i分配到距离最近的聚类质心C_j的簇中，得到K个簇，其中，S_j表示第j个聚类簇，为重新聚类后的第j个聚类簇的数据集合；

步骤B：利用公式（2）重新计算各个簇S_j的质心，

（2）

其中，C_m表示第m个聚类簇的质心，1≤m≤K；|S_m|表示第m个簇中数据样本的个数；X_d表示第m个聚类簇中第d个对象，1≤d≤|S_m|；

步骤C：重复执行步骤A和步骤B，直至K个簇的质心不再发生变化，得到当前K值对该单元网格的路面湿滑状态数据进行聚类分析的结果。

5.根据权利要求4所述的评价方法，还进一步包括对K值进行优化的步骤：

步骤1：对于数据样本X_i，计算X_i与其同一簇内的所有其他元素的平均距离，记作a_i；

步骤2：选取另外一个簇b，计算X_i与b中所有元素的平均距离，并遍历所有其他簇，找到X_i与所有其他簇最近的平均距离，记作b_i；

步骤3：通过公式（3）求出元素X_i的轮廓系数，

（3）

步骤4：计算所有数据样本X的轮廓系数，并通过公式（4）计算出当前K值对应的整体轮廓系数，

（4）

步骤5：将K的取值调整为从2到10之间的其它整数，重复步骤A至步骤C，并通过步骤1至步骤4计算各个K值所对应的整体轮廓系数，其中最大整体轮廓系数所对应的K=k’即为最优的K值；

步骤6：将最优K值所对应的聚类结果作为聚类分析的结果。

6.根据权利要求4或5所述的评价方法，其中，所述步骤S24进一步包括：将含样本量最多的聚类簇的质心确定为该单元网格的路面湿滑系数Sp。

7.根据权利要求1所述的评价方法，进一步包括：

为单元网格的路面湿滑系数设定三个阈值m₁、m₂、m₃，其中0m₁m₂m₃1，从而将路面湿滑状态划分为四个评价等级，即：

I级：；

II级：；

III级：；

IV级：。