陆路交通基础设施智能监测预警方法

本书介绍了交通基础设施“空天地”一体化监测预警新技术、新设备、新方法，开展了面向交通基础设施灾害与结构安全的星载合成孔径雷达干涉测量（InSAR）面域排查、无人机数据采集装备及数据处理，以及北斗高精度监测算法和数据处理的相关研究，重点针对山区道路、桥梁结构监测问题构建安全预警体系，构建了“灾害?鄄结构安全”耦合的监测预警体系，保障了交通基础设施的安全运维。

目录
第1章 交通基础设施监测预警技术现状 1
1.1 交通基础设施监测方法现状 1
1.1.1 交通基础设施形变监测方法 1
1.1.2 交通基础设施表观损伤监测方法 5
1.1.3 交通基础设施其他损伤监测方法 7
1.2 山区交通基础设施结构安全模拟方法与技术 8
1.2.1 数值模拟方法 8
1.2.2 统计分析方法 9
1.2.3 人工智能和机器学习方法 10
1.2.4 混合方法 11
第2章 山区交通基础设施沿线隐患排查 13
2.1 山区交通基础设施沿线灾害类型 13
2.1.1 自然灾害类型 13
2.1.2 人为灾害类型 18
2.1.3 综合讨论 21
2.2 山区交通基础设施沿线隐患排查方法 22
2.2.1 常规隐患排查技术 22
2.2.2 新型排查技术 25
2.2.3 隐患排查的管理方法 29
2.2.4 未来研究方向 33
第3章 交通基础设施结构安全无人机检测 39
3.1 无人机性能特点与类型 39
3.1.1 无人机性能特点 39
3.1.2 无人机类型 39
3.2 无人机航线规划方法 41
3.2.1 无人机导航路径点规划方法 41
3.2.2 无人机飞行任务配置与执行 44
3.3 无人机数据采集方法 57
3.3.1 路基路面无人机数据采集方法 57
3.3.2 边坡无人机数据采集方法 68
3.3.3 桥梁无人机数据采集方法 73
3.4 无人机数据处理与分析 75
3.4.1 基于无人机点云与图像的公路路基大变形及表面病害监测 75
3.4.2 无人机激光点云边坡位移分析 97
3.4.3 基于无人机图像的桥梁病害识别 109
第4章 交通基础设施结构表面监测 118
4.1 基于北斗导航卫星系统的交通基础设施表面监测方法 118
4.1.1 北斗卫星信号构成 119
4.1.2 北斗定位基本原理 122
4.1.3 北斗定位模型 124
4.1.4 卡尔曼滤波 127
4.1.5 抗差估计 129
4.1.6 抗差自适应滤波 130
4.1.7 电离层估计 132
4.2 交通基础设施监测数据处理方法 134
第5章 山区交通基础设施结构安全模拟与预警 142
5.1 山区交通基础设施灾害 142
5.1.1 山区交通基础设施灾害类型和特征 142
5.1.2 山区交通基础设施致灾因子共性参数 145
5.2 山区交通基础设施结构安全预警 146
5.2.1 结构安全风险识别与评估 146
5.2.2 交通基础设施结构安全预警技术 148
5.2.3 交通基础设施结构安全预警系统设计 150
5.3 道路结构安全模拟与预警案例 152
5.3.1 道路结构有限元模型构建 152
5.3.2 道路结构性能评级及预警阈值 154
5.3.3 道路结构安全预警数据集构建 155
5.3.4 道路结构安全预警模型构建 157
5.3.5 道路结构安全预警模型性能评估 158
5.3.6 道路结构安全预警模型验证 161
5.3.7 道路结构安全预警模型预测 167
5.4 简支梁桥结构安全模拟与预警案例 170
5.4.1 简支梁桥结构有限元模型构建 170
5.4.2 简支梁桥结构性能评级指标及预警阈值 172
5.4.3 简支梁桥结构安全预警数据集构建 173
5.4.4 简支梁桥结构安全预警模型构建 175
5.4.5 简支梁桥结构安全预警模型性能评估 176
5.4.6 简支梁桥结构安全预警模型验证 179
5.4.7 简支梁桥结构安全预警模型预测 184
参考文献 188