于斌斌

（1.上海林李城市規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)有限公司，上海 200092；2.上海林同炎李國(guó)豪土建工程咨詢有限公司，上海 200437）

1 概述

路況調(diào)查不僅是道路管養(yǎng)維護(hù)工作的主要內(nèi)容，也是道路建設(shè)的重要基礎(chǔ)資料。目前較為常見的道路路況調(diào)查方法有現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查法、綜合檢測(cè)車法、航拍調(diào)查法等。

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查法即調(diào)查人員攜帶鋼尺、粉筆、記錄紙、安全標(biāo)志、交通安全背心等工具，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的道路情況進(jìn)行畫示、測(cè)量和記錄，是較為傳統(tǒng)的路況調(diào)查方法，存在耗時(shí)長(zhǎng)、路程長(zhǎng)、交通危險(xiǎn)性高等問題。調(diào)查數(shù)據(jù)雖相對(duì)準(zhǔn)確，但對(duì)調(diào)查人員的專業(yè)性要求較高，獲得的數(shù)據(jù)也難以進(jìn)行二次復(fù)校，總體來說效率較低。

綜合檢測(cè)車法是近年來相對(duì)新型的路況調(diào)查方式，通過車輛搭載檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和檢測(cè)工作，優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)速度較快，最高能以80km/h的速度進(jìn)行檢測(cè)，可直接生成電子數(shù)據(jù)，缺點(diǎn)是車輛投入較大，每次只能檢測(cè)單車道，易受環(huán)境影響（如泥巴、積水等）導(dǎo)致數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大誤差，無法收集沉陷路面信息[1]，無法收集人行道路況及其他道路附屬的使用情況，車輛儲(chǔ)備系數(shù)受限導(dǎo)致二次測(cè)試[2]等。另外，生成的數(shù)據(jù)也需進(jìn)行人工檢查，對(duì)嚴(yán)重誤差進(jìn)行甄別和剔除。

航拍調(diào)查法即采用航拍器沿道路進(jìn)行低空拍攝的調(diào)查方法。航拍器拍攝對(duì)環(huán)境及天氣的要求較高，根據(jù)無人機(jī)空中交通管理辦法[3]，航拍器存在較多管控區(qū)域，行道樹的遮擋對(duì)其拍攝也有較大影響，且由于拍攝位置較高，對(duì)于路況細(xì)節(jié)難以捕捉，信息獲取能力較差，難以進(jìn)行精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析，僅可用作粗略的路容展示。

車載攝錄法是一種較為新穎的路況調(diào)查方法，通過將攝錄設(shè)備固定在車輛上，在車輛行進(jìn)過程中對(duì)道路路況進(jìn)行影像采集，根據(jù)影像資料進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和分析，從而獲取路況信息。該方法應(yīng)用于銅陵市某道路維修工程中，較好地完成了老路路況的資料收集工作。

各類路況調(diào)查方法及檢測(cè)內(nèi)容對(duì)比見表1及表2。

路況調(diào)查方法對(duì)比表 表1

路況檢測(cè)內(nèi)容對(duì)比表 表2

2 調(diào)查方法

同其他路況調(diào)查方法一樣，車載攝錄法也分為外業(yè)及內(nèi)業(yè)，外業(yè)為影像采集，內(nèi)業(yè)為數(shù)據(jù)處理和數(shù)值分析。其成果有多個(gè)應(yīng)用方向，道路管理養(yǎng)護(hù)單位可制作路況調(diào)查表、調(diào)查報(bào)告，用于編制養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)計(jì)劃；設(shè)計(jì)單位可進(jìn)行路面病害評(píng)價(jià)，繪制老路病害調(diào)查圖、人行道病害分布圖，編制附屬工程調(diào)查表，制作路容展示視頻，適用于前期調(diào)查、病害檢測(cè)復(fù)核、施工指導(dǎo)等。

2.1 適用范圍

車載攝錄法主要適用于雙向4車道及以下規(guī)模的道路路況調(diào)查，除路容拍攝外，可完成路況相關(guān)數(shù)據(jù)的采集分析，包括路面調(diào)查（含車行道、人行道路面病害位置、類型、數(shù)量）及附屬調(diào)查（含側(cè)平石、樹穴蓋板、行道樹、垃圾桶、標(biāo)志標(biāo)線等設(shè)施損壞情況）。

2.2 外業(yè)采集

外業(yè)主要的工作內(nèi)容是將攝錄設(shè)備固定在車輛上，在車輛的行進(jìn)過程中對(duì)道路路況進(jìn)行全程影像采集。有條件時(shí)還可架設(shè)多臺(tái)設(shè)備采取不同角度及位置同時(shí)攝錄，便于后期數(shù)據(jù)整理時(shí)互補(bǔ)使用。

攝錄主要要求及設(shè)備參數(shù)見表3。

外業(yè)主要參數(shù)要求表 表3

為了減小對(duì)交通的影響，出車應(yīng)選在交通非高峰時(shí)段，且行駛在外側(cè)機(jī)動(dòng)車道（即慢車道）。同時(shí)，外側(cè)車道拍攝還可將人行道及道路附屬設(shè)施完整納入攝錄范圍。

攝錄設(shè)備鏡頭應(yīng)選用無縮放的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭。考慮到標(biāo)準(zhǔn)鏡頭的拍攝角度相對(duì)不大，因此車載攝錄法的適用范圍以雙向4車道及以下規(guī)模的道路為宜。切勿采用行車記錄儀等配置廣角鏡頭的攝錄設(shè)備，此類鏡頭有視角寬、曲像畸變[4]等特點(diǎn)，雖然拍攝范圍較大，但圖像比例不一，畫面變形嚴(yán)重，參照物辨認(rèn)及計(jì)量困難，對(duì)后期數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的精確度影響很大。

車輛在行駛過程中抖動(dòng)較為嚴(yán)重，不利于影像數(shù)據(jù)的平穩(wěn)采集，需做好攝錄設(shè)備的防抖措施，如搭設(shè)云臺(tái)、選用光學(xué)防抖的攝像設(shè)備等，其中防抖效果最好的是云臺(tái)，在劇烈抖動(dòng)時(shí)可確保設(shè)備橫滾和俯仰角度變化都能保持在±5°之內(nèi)[5]。有條件時(shí)應(yīng)盡量同時(shí)采取多種防抖措施。

視頻分辨率決定了圖像的精細(xì)程度，為了增強(qiáng)辨認(rèn)辨識(shí)效果，應(yīng)選用分辨率較高的設(shè)備，分辨率不宜低于2K。目前，大多數(shù)主流攝像設(shè)備已支持4K或8K超高清攝像。

2.3 內(nèi)業(yè)處理

內(nèi)業(yè)主要是對(duì)外業(yè)采集的影像資料進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和數(shù)值分析，考慮到拍攝畫面有“近大遠(yuǎn)小”的光學(xué)現(xiàn)象，在獲取畫面中的路況數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)借助幾何透視法，并盡可能選取接近鏡頭的畫面。參照?qǐng)D像的九宮構(gòu)圖，選擇底部三個(gè)區(qū)域作為辨識(shí)對(duì)象，可以較好提升數(shù)值準(zhǔn)確性。

在進(jìn)行地形圖定位及度量時(shí)，應(yīng)以參照物為基準(zhǔn)，結(jié)合三點(diǎn)透視進(jìn)行繪制和統(tǒng)計(jì)。參照物分為位置參照物和度量參照物。位置參照物主要用于地形圖定位，通過參照物與辨識(shí)對(duì)象的相對(duì)關(guān)系確定其具體位置，相關(guān)參照物有雨水口、桿件、變電箱、行道樹及其他附屬設(shè)施等；度量參照物主要用于尺寸度量，通過參照物與辨識(shí)對(duì)象的大小對(duì)比估測(cè)其尺寸，相關(guān)參照物有行道樹間距、側(cè)平石數(shù)量、車道寬度等如圖1所示。其中，橫向度量可根據(jù)車道數(shù)、車道寬度進(jìn)行估測(cè)，縱向度量以行道樹間距或側(cè)石長(zhǎng)度、數(shù)量進(jìn)行估測(cè)。

圖1 位置參照物（上）及度量參照物（下）

以銅陵市某道路為例，根據(jù)行道樹（間距3m）、側(cè)石（單體長(zhǎng)度0.3m）、機(jī)動(dòng)車道（寬度3.5m）等參照物，對(duì)積水點(diǎn)及路面病害進(jìn)行定位和度量，見圖2及圖3。

圖2 路面病害定位圖

圖3 積水點(diǎn)定位圖

由于攝錄設(shè)備是固定高度和角度行進(jìn)拍攝，其局部實(shí)際比例相對(duì)于畫面顯示位置基本沒有變化，因此隨著內(nèi)業(yè)工作的進(jìn)行，辨識(shí)熟練度提升，繪制及統(tǒng)計(jì)效率會(huì)逐步提高。此外，還可對(duì)影像進(jìn)行分段，便于分解工作量，提升內(nèi)業(yè)效率。

2.4 成果應(yīng)用

根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)，可結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行應(yīng)用：如計(jì)算路面破損率DR、路面損壞狀況指數(shù)PCI[6]；編寫路況調(diào)查表如表4、表5；繪制老路病害調(diào)查圖，如圖4等。另外，若工程已進(jìn)行專業(yè)路面病害檢測(cè)，車載攝錄法還可作為一種輔助手段，對(duì)老路檢測(cè)資料進(jìn)行復(fù)核。

銅陵市某道路路況調(diào)查表（車行道）表4

銅陵市某道路路況調(diào)查表（附屬） 表5

圖4 老路病害調(diào)查圖

3 結(jié)語

近年來，隨著城市基建工程的不斷建設(shè)和完善，老路維修項(xiàng)目日漸增多。道路路況調(diào)查作為確定道路管養(yǎng)維護(hù)方案的主要依據(jù)之一，其重要性不言而喻。相較于其他調(diào)查方法，車載攝錄法雖存在一定的局限性，諸如道路平整度、路面彎沉值等專業(yè)檢測(cè)數(shù)據(jù)無法獲取、參照物較少時(shí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)困難等，但其獲取方式相對(duì)靈活，影像資料可反復(fù)使用，便于數(shù)據(jù)獲取和成果復(fù)核，調(diào)查覆蓋范圍大，直觀可視，信息豐富，涵蓋車行道、人行道及附屬設(shè)施等，可用于編制多種成果，具有較為廣闊的應(yīng)用空間。文章結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)車載攝錄路況調(diào)查法進(jìn)行了介紹，以期為道路管理養(yǎng)護(hù)單位和設(shè)計(jì)單位的路況調(diào)查工作提供參考和借鑒。