使用紧凑型轮廓仪和ArcGIS对北疆道路进行检测和评价

努尔艾合买提江·阿布力孜 马玲

摘 要：路面平整度关系到道路的定性特征、车辆的行驶，不仅影响着乘客的安全和舒适性，还影响着车辆的运行成本。首先，本文介绍了新疆伊犁地区道路IRI（International Roughness Index）在不同季節的测量结果，并对比了采用紧凑型移动轮廓仪（MPM1）在北疆地区高速公路的干燥路面和积雪路面监测数据的分析。最后展示了将IRI数据与ArcGIS数据库相结合的数字地图，将对路面的不平整情况进行可视化评价，并利用ArcGIS对实测数据进行可视化，并找出路面不平整的特征。

关键词：道路不平;车辆运行成本;IRI;MPM;ArcGIS

1 道路平整度检测与装置概述

为满足要求，本文使用一种低成本的路面状况监测仪器—STAMPER（图1），此仪器由两个安装在车辆悬挂系统上的小型加速度计组成，其特点是该系统使用基于车辆加速度测量的反算方法来测量路表面轮廓，无需计算出路面平整度轮廓与行驶中检测车辆之间的经验相关性。收集路面状况指数后该系统把实测剖面数据实时转换为综合平整度度指数，如IRI（此特点与传统的RTRRMS不同），收集完的平整度信息实时显示在车载计算机。

2 基于ArcGIS的检测结果可视化与分析

为了对比两个不同季节的路面平整度差异，本次实验使用了紧凑型路面轮廓仪分别在2020年11月和2021年3月对新疆伊犁地区日交通量超过1万的主干道上进行检测。IRI数据每100 m测量一次，并在ArcGIS数字地图上显示。图2和图3显示了北疆地区某主干道路路面的干燥和积雪情况的结果，以便比较和确定道路平整度状况。对IRI级别进行分类，如图2和图3右下角所示。图2为南向（SB） IRI路线图，与季节路面对比;图3显示了北向（NB）两个季节的测量都可以确定干燥路面的状况好于积雪路面。

3 统计分析

图4和图5分别为主干道路每100 m使用相同IRI数据得到的直方图和累积函数结果，每个图都显示了季节路况的结果，根据南向直方图和累积分布函数（CDF）分析结果表明，南向干燥路况优于积雪路况。根据北向路况采用相同的分析方法对季节性路况进行比较，结果清楚地表明干燥路面优于积雪路面。

4 结论

本实验使用紧凑型路面轮廓仪来收集IRI数据，利用ArcGIS对不同季节的道路状况进行对比分析，研究哪些道路状况优于其它道路并在数字地图上显示实时道路状况。统计分析结果表明，干路面平整度优于雪地路面平整度。从图2和图3中不同的四个IRI分类点可以看出，干燥路面的IRI值要小于积雪路面;图4和图5为两个季节的直方图，结果显示积雪路面IRI值集中在高IRI值上，研究结果表明，干燥路优于积雪路，对于定量评价和管理冬季路况对路面管理系统的建立有重要意义。

参考文献：

[1]张建平.基于移动加速度计的城市道路监测[J].中国土木工程学报，2012（4）.

[2]ESRI日本有限公司：http：//www.esrij.com.2012.