本書介紹了交通基礎設施“空天地”一體化監(jiān)測預警新技術、新設備、新方法,開展了面向交通基礎設施災害與結構安全的星載合成孔徑雷達干涉測量(InSAR)面域排查、無人機數(shù)據(jù)采集裝備及數(shù)據(jù)處理,以及北斗高精度監(jiān)測算法和數(shù)據(jù)處理的相關研究,重點針對山區(qū)道路、橋梁結構監(jiān)測問題構建安全預警體系,構建了“災害?鄄結構安全”耦合的監(jiān)測預警體系,保障了交通基礎設施的安全運維。
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1994.9-1998.7 重慶交通學院 本科生、學士
1998.9-2001.3 重慶交通學院 研究生、碩士
2001.4-2005.4 東南大學 研究生、博士2005.5-2006.11 重慶交通大學土木建筑學院 講師
2006.12-2012.12 重慶交通大學土木建筑學院 副教授、教授,道路實驗室主任
2012.12-2015.7 重慶交通大學土木建筑學院 交通土建材料國地聯(lián)合工程實驗室任常務副主任
2013.12-2015.1 美國羅格斯新澤西州立大學 訪問學者
2015.7-2021.12 重慶交通大學土木工程學院 副院長
2021.12- 交通土建工程材料國家地方聯(lián)合工程研究中心常務副主任
目錄
第1章 交通基礎設施監(jiān)測預警技術現(xiàn)狀 1
1.1 交通基礎設施監(jiān)測方法現(xiàn)狀 1
1.1.1 交通基礎設施形變監(jiān)測方法 1
1.1.2 交通基礎設施表觀損傷監(jiān)測方法 5
1.1.3 交通基礎設施其他損傷監(jiān)測方法 7
1.2 山區(qū)交通基礎設施結構安全模擬方法與技術 8
1.2.1 數(shù)值模擬方法 8
1.2.2 統(tǒng)計分析方法 9
1.2.3 人工智能和機器學習方法 10
1.2.4 混合方法 11
第2章 山區(qū)交通基礎設施沿線隱患排查 13
2.1 山區(qū)交通基礎設施沿線災害類型 13
2.1.1 自然災害類型 13
2.1.2 人為災害類型 18
2.1.3 綜合討論 21
2.2 山區(qū)交通基礎設施沿線隱患排查方法 22
2.2.1 常規(guī)隱患排查技術 22
2.2.2 新型排查技術 25
2.2.3 隱患排查的管理方法 29
2.2.4 未來研究方向 33
第3章 交通基礎設施結構安全無人機檢測 39
3.1 無人機性能特點與類型 39
3.1.1 無人機性能特點 39
3.1.2 無人機類型 39
3.2 無人機航線規(guī)劃方法 41
3.2.1 無人機導航路徑點規(guī)劃方法 41
3.2.2 無人機飛行任務配置與執(zhí)行 44
3.3 無人機數(shù)據(jù)采集方法 57
3.3.1 路基路面無人機數(shù)據(jù)采集方法 57
3.3.2 邊坡無人機數(shù)據(jù)采集方法 68
3.3.3 橋梁無人機數(shù)據(jù)采集方法 73
3.4 無人機數(shù)據(jù)處理與分析 75
3.4.1 基于無人機點云與圖像的公路路基大變形及表面病害監(jiān)測 75
3.4.2 無人機激光點云邊坡位移分析 97
3.4.3 基于無人機圖像的橋梁病害識別 109
第4章 交通基礎設施結構表面監(jiān)測 118
4.1 基于北斗導航衛(wèi)星系統(tǒng)的交通基礎設施表面監(jiān)測方法 118
4.1.1 北斗衛(wèi)星信號構成 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 卡爾曼濾波 127
4.1.5 抗差估計 129
4.1.6 抗差自適應濾波 130
4.1.7 電離層估計 132
4.2 交通基礎設施監(jiān)測數(shù)據(jù)處理方法 134
第5章 山區(qū)交通基礎設施結構安全模擬與預警 142
5.1 山區(qū)交通基礎設施災害 142
5.1.1 山區(qū)交通基礎設施災害類型和特征 142
5.1.2 山區(qū)交通基礎設施致災因子共性參數(shù) 145
5.2 山區(qū)交通基礎設施結構安全預警 146
5.2.1 結構安全風險識別與評估 146
5.2.2 交通基礎設施結構安全預警技術 148
5.2.3 交通基礎設施結構安全預警系統(tǒng)設計 150
5.3 道路結構安全模擬與預警案例 152
5.3.1 道路結構有限元模型構建 152
5.3.2 道路結構性能評級及預警閾值 154
5.3.3 道路結構安全預警數(shù)據(jù)集構建 155
5.3.4 道路結構安全預警模型構建 157
5.3.5 道路結構安全預警模型性能評估 158
5.3.6 道路結構安全預警模型驗證 161
5.3.7 道路結構安全預警模型預測 167
5.4 簡支梁橋結構安全模擬與預警案例 170
5.4.1 簡支梁橋結構有限元模型構建 170
5.4.2 簡支梁橋結構性能評級指標及預警閾值 172
5.4.3 簡支梁橋結構安全預警數(shù)據(jù)集構建 173
5.4.4 簡支梁橋結構安全預警模型構建 175
5.4.5 簡支梁橋結構安全預警模型性能評估 176
5.4.6 簡支梁橋結構安全預警模型驗證 179
5.4.7 簡支梁橋結構安全預警模型預測 184
參考文獻 188