一种基于养护历史路段划分方法、系统、设备及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种基于养护历史路段划分方法、系统、设备及存储介质，1.将道路划分为多个路段，测量每个路段的六个指标特征变量值，将所有路段的六个指标特征变量值列为一个矩阵；2.将各个路段各自设定为一类，将六个指标特征变量值最相似的两个路段合成新的类，再重新计算新类与其他类之间的空间距离，将空间距离最近的两类合并，直至所有的路段都成为一类为止，根据所确定的类数得到分类结果；3.根据类与类之间的距离，得到系统聚类数图谱，通过系统聚类数图谱得到不同的聚类结果；采用轮廓系数为0.25～1的聚类结果，得到该聚类结果的分类数及每类对应的路段。能够考虑到不同路段的养护历史情况，使划分结果更符合实际状况。

【技术实现步骤摘要】
一种基于养护历史路段划分方法、系统、设备及存储介质
本专利技术属于道路工程领域，涉及一种基于养护历史路段划分方法、系统、设备及存储介质。
技术介绍
传统的沥青路面养护路段划分方法主要考虑道路等级、路面结构和类型、交通量、大车混入率、气候环境等客观因素和道路自身的属性，如道路的破损类型，车辙，弯沉等。然而，这种方法虽然简单易操作，但忽略了路面破坏的随机性，例如，计算出的某单位长度路段的破损率很小，但实际上该分段某些小范围内路面的破损率有可能很大，因此，这种传统方法的计算结果常常与实际情况存在较大出入。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于养护历史路段划分方法、系统、设备及存储介质，能够考虑到不同路段的养护历史情况，使划分结果更符合实际状况，提高划分精度。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种基于养护历史路段划分方法，包括以下步骤；步骤一、将道路划分为多个路段，测量每个路段的横向力系数、路面车辙深度、国际平整度指数、路面损坏状况指数、路面结构强度指数和养护残余寿命六个指标特征变量值，将所有路段的六个指标特征变量值列为一个矩阵；步骤二、将各个路段各自设定为一类，各类之间的空间距离为各个路段六个指标特征变量值之间的相似程度，通过步骤一中的矩阵对相似程度进行判断，将六个指标特征变量值最相似的两个路段合成新的类，再重新计算新类与其他类之间的空间距离，将空间距离最近的两类合并，如此每次缩小一类，直至所有的路段都成为一类为止，根据所确定的类数得到分类结果；步骤三、根据类与类之间的距离，得到系统聚类数图谱，通过系统聚类数图谱得到不同的聚类结果；采用轮廓系数为0.25～1的聚类结果，得到该聚类结果的分类数及每类对应的路段。优选的，步骤一中，养护残余寿命的计算方法为：Lr＝∑Li；Δyi＝Y-yi其中，Lr为养护残余寿命；Li为第i种养护措施的养护残余寿命；li为养护措施的寿命；Y为路段划分年份；yi为第i种养护措施实施年份。进一步，养护措施包括有机硅雾封层、GAC-16罩面、Novachip磨耗层和微表处，有机硅雾封层的使用寿命为1～2年，GAC-16罩面的使用寿命为4～7年；Novachip磨耗层的使用寿命为3～5年；微表处路面的使用寿命为3～4年。优选的，步骤一中，采用标准差对每个路段的六个指标特征变量值进行标准化。优选的，步骤二中，采用欧氏距离计算聚类前各路段之间的空间距离。优选的，步骤二中，采用类平均法计算每次聚类后不同类之间的空间距离。一种基于养护历史路段划分系统，包括：指标特征变量计算模块，将道路划分为多个路段，测量每个路段的横向力系数、路面车辙深度、国际平整度指数、路面损坏状况指数、路面结构强度指数和养护残余寿命六个指标特征变量值，将所有路段的六个指标特征变量值列为一个矩阵；聚类模块，用于将各个路段各自设定为一类，各类之间的空间距离为各个路段六个指标特征变量值之间的相似程度，通过指标特征变量计算模块中的矩阵对相似程度进行判断，将六个指标特征变量值最相似的两个路段合成新的类，再重新计算新类与其他类之间的空间距离，将空间距离最近的两类合并，如此每次缩小一类，直至所有的路段都成为一类为止，根据所确定的类数得到分类结果；聚类结果获取模块，用于根据类与类之间的距离，得到系统聚类数图谱，通过系统聚类数图谱得到不同的聚类结果；采用轮廓系数为0.25～1的聚类结果，得到该聚类结果的分类数及每类对应的路段。一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任意一项所述基于养护历史路段划分方法的步骤。一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任意一项所述基于养护历史路段划分方法的步骤。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术在历史养护数据的基础上，考虑横向力系数、路面车辙深度、国际平整度指数、路面损坏状况指数、路面结构强度指数和养护残余寿命六大指标特征变量值，采用系统聚类分析法将具有相同的路面病害及特征的路段合并起来，该方法的原理与常规的“非此即彼”不同，即不预先设定严格的路段划分标准，而是把每个路面路段称为样品，并根据路面损坏类型和历史养护数据选定一些能客观反映路面养护的统计量，然后把这些统计量按照路段空间距离相近或者路面损坏程度相似的原则将各个路段逐步合并，形成层次分明的各个部分，最后通过谱系图表达出各路段的关系和养护特征，能够考虑到不同路段的养护历史情况，使划分结果更符合实际状况，提高划分精度。附图说明图1为本专利技术的聚类流程图；图2为本专利技术的系统聚类谱系图；图3为本专利技术的K为16的聚类结果图；图4为本专利技术的K为17的聚类结果图；图5为本专利技术的K为18的聚类结果图；图6为本专利技术的K为19的聚类结果图；图7为本专利技术的K为20的聚类结果图；图8为本专利技术的K为21的聚类结果图；图9为本专利技术的K为22的聚类结果图；图10为本专利技术的K为23的聚类结果图；图11为本专利技术的K为24的聚类结果图；图12为本专利技术的K为25的聚类结果图；图13为本专利技术的基于养护历史的路面养护路段划分结果图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：本专利技术所述的基于养护历史路段划分方法，包括以下步骤；步骤一、将道路划分为多个路段，测量每个路段的横向力系数、路面车辙深度、国际平整度指数、路面损坏状况指数、路面结构强度指数和养护残余寿命六个指标特征变量值，将所有路段的六个指标特征变量值列为一个矩阵。步骤二、如图1所示，将各个路段各自设定为一类，各类之间的空间距离为各个路段六个指标特征变量值之间的相似程度，通过步骤一中的矩阵对相似程度进行判断，将六个指标特征变量值最相似的两个路段合成新的类，再重新计算新类与其他类之间的空间距离，将空间距离最近的两类合并，如此每次缩小一类，直至所有的路段都成为一类为止，根据所确定的类数得到分类结果。步骤三、根据类与类之间的距离，得到系统聚类数图谱，通过系统聚类数图谱得到不同的聚类结果；采用轮廓系数为0.25～1的聚类结果，得到该聚类结果的分类数及每类对应的养护路段。具体包括以下步骤：1.根据沥青路面的历史养护数据，得到不同路面养护方法下的道路使用寿命，其中：有机硅雾封层使用寿命约1～2年；GAC-16罩面使用寿命约为4～7年；Novachip磨耗层使用寿命约为3～5年；微表处路面使用寿命一般在3～4年。表1四种养护措施下道路养护寿命养护方式养护寿命微表处2～4年Novachip磨耗层3～5年本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于养护历史路段划分方法，其特征在于，包括以下步骤；/n步骤一、将道路划分为多个路段，测量每个路段的横向力系数、路面车辙深度、国际平整度指数、路面损坏状况指数、路面结构强度指数和养护残余寿命六个指标特征变量值，将所有路段的六个指标特征变量值列为一个矩阵；/n步骤二、将各个路段各自设定为一类，各类之间的空间距离为各个路段六个指标特征变量值之间的相似程度，通过步骤一中的矩阵对相似程度进行判断，将六个指标特征变量值最相似的两个路段合成新的类，再重新计算新类与其他类之间的空间距离，将空间距离最近的两类合并，如此每次缩小一类，直至所有的路段都成为一类为止，根据所确定的类数得到分类结果；/n步骤三、根据类与类之间的距离，得到系统聚类数图谱，通过系统聚类数图谱得到不同的聚类结果；采用轮廓系数为0.25～1的聚类结果，得到该聚类结果的分类数及每类对应的路段。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于养护历史路段划分方法，其特征在于，包括以下步骤；
步骤一、将道路划分为多个路段，测量每个路段的横向力系数、路面车辙深度、国际平整度指数、路面损坏状况指数、路面结构强度指数和养护残余寿命六个指标特征变量值，将所有路段的六个指标特征变量值列为一个矩阵；
步骤二、将各个路段各自设定为一类，各类之间的空间距离为各个路段六个指标特征变量值之间的相似程度，通过步骤一中的矩阵对相似程度进行判断，将六个指标特征变量值最相似的两个路段合成新的类，再重新计算新类与其他类之间的空间距离，将空间距离最近的两类合并，如此每次缩小一类，直至所有的路段都成为一类为止，根据所确定的类数得到分类结果；
步骤三、根据类与类之间的距离，得到系统聚类数图谱，通过系统聚类数图谱得到不同的聚类结果；采用轮廓系数为0.25～1的聚类结果，得到该聚类结果的分类数及每类对应的路段。


2.根据权利要求1所述的基于养护历史路段划分方法，其特征在于，步骤一中，养护残余寿命的计算方法为：
Lr＝∑Li；



Δyi＝Y-yi
其中，Lr为养护残余寿命；Li为第i种养护措施的养护残余寿命；li为养护措施的寿命；Y为路段划分年份；yi为第i种养护措施实施年份。


3.根据权利要求2所述的基于养护历史路段划分方法，其特征在于，养护措施包括有机硅雾封层、GAC-16罩面、Novachip磨耗层和微表处，有机硅雾封层的使用寿命为1～2年，GAC-16罩面的使用寿命为4～7年；Novachip磨耗层的使用寿命为3～5年；微表处路面的使用寿命为3～4年。


4.根据权利要求1所述的基于养护历史路段划分方法，其特征在于，步骤一中，采用标准差对每个路段的六个指标特征变量值进...

【专利技术属性】
技术研发人员：王选仓，赵静，辛磊，邓玉缘，胡士清，郭昱辰，冀冠宇，张凯星，刘明艳，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61