一种基于多源数据融合的桥梁群时空荷载分布识别方法

专利主权项内容

1.一种基于多源数据融合的桥梁群时空荷载分布识别方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.基于车辆定位数据对车辆进行GIS拓扑网络匹配，得到车辆轨迹数据；S11.选定区域内车辆荷载检测点，提取并采集车辆荷载检测数据和车辆定位数据；具体的：车辆荷载检测点包括治超点、源头治超检测点、高速计重收费检测点和桥梁动态称重检测点，在选定的区域内选取相同选定时间内的车辆荷载检测数据和车辆定位数据，车辆荷载检测数据，即采集的车辆荷载检测点信息包括车牌号、检测时间、车辆载重以及车辆荷载所在路段的路段id、经度和纬度，车辆定位数据包括车辆长度、车型、车辆类型、车牌号、时间、行驶速度和经纬度坐标；S12.对车辆定位数据进行预处理，采集道路网的GIS拓扑网络路段信息；S13.采集桥梁群信息，将车辆定位数据与GIS拓扑网络路段信息进行匹配；S14.根据GIS拓扑网络路段信息，获取桥梁群中各个桥梁行别路段匹配的车辆定位数据，形成车辆轨迹数据；S2.基于车辆荷载检测点对车辆轨迹进行分段，结合桥梁所在路段获取桥梁所在路径区段；S21.根据车辆荷载检测点所在路段的路段id，将所有车辆轨迹划分成多个路径子区段；S22.根据桥梁群信息中桥梁行别所在路段，提取桥梁群每个桥梁各个桥梁行别所在路径子区段；S3.根据车辆定位数据和车辆荷载数据，识别桥梁群中桥梁的各个行别路径区段起止点匹配的车辆荷载，计算出经过桥梁的实际车辆荷载；S31.对于桥梁各行别匹配的各个车辆荷载区段集合，分别识别其每个路径子区段的车辆进入区段和驶出区段对应的起点车辆荷载检测点和终点车辆荷载检测点，并计算出经过上述两点的检测时间和车辆荷载；S32.选定特定车辆荷载检测点，基于车辆定位数据计算出特定车辆荷载检测点的预测时间、经过起点车辆荷载检测点的预测时间和车辆经过终点车辆荷载检测点的预测时间；S33.将车辆定位数据与起点车辆荷载检测点至终点车辆荷载检测点区段即荷载区段的车辆荷载数据进行匹配，获取实际车辆荷载；S4.根据车辆定位数据和车辆荷载检测点检测数据，识别桥梁行别路径区段起止点匹配车辆荷载，获取经过桥梁的车辆荷载；S41.选取桥梁行别方向所在路段车辆定位数据，构建桥梁行别方向所在路段车道级的GIS拓扑网络；S42.根据采样频率确定匹配优先级，对桥梁行别所在路段车辆定位数据构建不同匹配优先级的车辆定位序列集合，计算车辆定位数据点匹配各个车道的可能性评分；S43.采用高斯分布模型进行拟合，识别车辆换道的可能性，计算出车辆换道概率，构建车辆多模态换道概率模型；S44.根据约束条件1和约束条件2，构建基于匹配优先级的车辆定位数据与桥梁所在路段车道的最优化匹配模型；S45.按照不同优先级对各个车辆定位进行车道匹配，采用最优化匹配模型求解不同采样频率的车辆定位点匹配结果，整合得到车辆轨迹修正的点集合；S46.将桥梁群中每个桥梁的各个桥梁行别所在路段的车辆定位数据进行车道匹配，获取各个桥梁行别所在路段车辆定位数据的匹配结果；S5.基于桥梁群车道级路网仿真模型，获取桥面车辆时空分布；S51.基于桥梁设计参数和微观交通仿真模型，构建桥梁群车道级路网仿真模型；S52.采用基于匹配优先级的定位点最优化匹配模型获取在桥梁群所在路段上各个车辆定位数据与GIS路网拓扑各个车道的匹配结果，计算单体车辆进入桥梁的时间和速度，并修正车辆的位置冲突；S53.根据匹配结果，提取桥面车辆行驶路径，设置桥梁车道级路网仿真模型中的仿真模型参数；S54.运行车道级路网仿真模型，获取车辆时空分布，分别对桥梁群每个桥梁进行仿真，整合桥梁群所有桥梁的车辆时空分布得到桥面车辆时空分布；S6.将车辆经过桥梁的车辆荷载与桥面车辆时空分布通过车辆定位数据进行匹配，获取桥梁群每个桥梁的荷载时空分布，整合得到桥梁群荷载时空分布。