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高速公路隧道群监控测量技术方案设计
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&&& 0 引言&&&& 河南省分水岭至南阳高速公路位于东秦岭伏牛山加里东造山带核部，地形、地质情况复杂。主线通过的地方多为高山、深谷和陡坡，桥隧相连，多处存在顺层、 滑坡、坍塌和浅层软土等不良地质。该路全线分布着隧道5座，其中一座为小净距隧道，一座为单线隧道，其余为分离式双洞隧道。隧道建筑限界净高sm，限界净宽10.25m。隧道围岩由V、W、1类构成，其中岩性较差的V、W类围岩占全线隧道的大部分。&&& 1 监控量测项目及仪器&&&& 1.1 量测项目的选定&&&& 本次 监控量测项目选定根据《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94)的相关规定，在充分考虑各座隧道工程特点及围岩地质条件的基础上，并结合其他类似工程的监控量测经验，按照量测简便、结果可靠、成本低廉，同时便于施工单位采用等原则确定。&&&& (1)必测项目&&&& 必测项目是为了在设计、施工过程中确保围岩稳定，并通过判断围岩的稳定性来指导设计、施工的经常性量测。此类量测通常测试方法简单，费用少，可靠性高，但对监视围岩稳定、指导设计施工却有巨大的作用。在本次量测任务中选择的必测项目有:地质和支护状况观察、周边位移、拱顶下沉。&&&& (2) 选 测 项目&&&& 选测项目安装埋设比较复杂，量测项目较多、时间长、费用较大，但工程竣工后还可以进行长期观测。在本次量测任务中选择的选测项目有围岩体内位移(洞内设点)、二衬钢筋应力、孔隙水压力。&&&& (3 )地质超前预报&&&& 工程实例表明，由于用于隧道施工图设计的地质勘探报告主要是从宏观方面对隧道的类别进行判定[3]，因此，为了准确地评定围岩级别，继而调整支护参数和衬砌类别，同时对前方存在断层、溶洞等不良地质现象进行预报，提前做好过渡这些不良地质地段的工程措施，必须利用地质超前预报对掌子面前方地质状况进行施工现场全程勘察。在本次测量任务中将利用结果准确、操作简捷、使用灵活的地质雷达进行地质超前预报。&&& 1.2 量测仪器的选定&&&& 在隧道监控量测中，仪器的选择决定着能否取得准确可靠的数据，甚至决定着监控工作能否顺利的完成。考虑本次所要监控隧道围岩均为硬岩，个别隧道施工环境较差，雨季有滴状出水，且各工地相距较远，量测工作量大等特点，在仪器选择上首先考虑功能与可靠性，其次为易操作性和便携性，最后兼顾性价比，最终选择仪器见表1。
&&& 2 测点布置及量测方法&&&& 对量测测点的科学布置是监控测量方案设计的又一关键问题。对此应重点监测围岩质量差或局部不稳定块体、节理或地下水发育地段，以及特殊工程部位(如洞口处)。监测点的安装埋设应尽可能靠近隧道掌子面，以便尽可能完整获得围岩开挖后初期力学形态变化和变形情况。基于以上某高速公路测点布置及量测方法如下。&&& 2.1 地质和支护状况观察&&&& 地质和支护状况观察分为开挖工作面观察和已施工区段观察2部分。开挖工作面观察在每次开挖后进行，内容包括节理裂隙发育情况、工作面稳定状态、风化变质情况、断层分布、初期支护效果及涌水情况等。&&&& 已施工区段观察每天进行一次，内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架的状况。每次观察除进行相关的记录外，均进行数码拍照，并及时整理成档。&&&& 2.2 拱顶下沉量测&&&& 拱顶下沉量测是在隧道开挖毛洞的拱顶及轴线左右各2m处设置3个带挂钩的膨胀螺钉作为测桩;埋设前先用小型钻机在待测部位成孔，然后将膨胀螺钉拧紧即可。对于稳定性较差的围岩，测桩可在锚喷支护后布置，量测时可借用钢尺式收敛计及附带挂钩挂在测点上稳定后用高精度水准仪量测(图1)
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考试大公路监理师考试评论排行
主讲：杨建伟
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12345678910　　【提问】图纸中给出的设计坡度和距离，在计算土方量时用考虑吗？
　　【解答】1、计算道路土石方时，必须考虑道路设计横坡，但是不考虑道路竖曲线上的纵坡。 也就是说，直接按照道路桩号长度乘以两个横断面的平均面积，即为该两段断面间的土石方工程量。这是因为土石方为垂直向下开挖至道路路基高程，必须计算平面长度，不能再计算斜长。
　　2、若是计算道路结构层工程量。必须将道路横坡、纵坡都考虑并计算。因为结构层成型后，是一个沿横坡和纵坡坡向的斜面。不能只计算其投影面积就了事。
　　3、若道路设计有 增高加宽段。必须增加断面，以免少算工程量。
　　以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。 责任编辑：风信子
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高速公路监控视频中运动车辆对象提取
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摘 要: 结合高速公路交通视频的特点，提出了监控中运动车辆对象提取的方法。该方法利用混合背景差分法提取运动目标，并对目标进行形态学处理，最后结合后退N帧、半监督学习的阈值选取的思想提取车辆对象特征最显著的视频帧。实验结果表明，该方法有效地改善了传统的混合高斯背景差分提取运动对象过程中出现的孔洞、噪声和车辆对象非完整性及特征不显著的问题，进而优化了车辆对象的提取流程。关键词: 车辆对象提取； 背景差
摘 要: 结合高速公路交通视频的特点，提出了监控中运动的方法。该方法利用混合提取运动目标，并对目标进行形态学处理，最后结合后退N帧、半监督学习的阈值选取的思想提取车辆对象特征最显著的视频帧。实验结果表明，该方法有效地改善了传统的混合高斯背景差分提取运动对象过程中出现的孔洞、噪声和车辆对象非完整性及特征不显著的问题，进而优化了车辆对象的提取流程。关键词: 车辆对象提取； 背景差分法； ； 自适应阈值 近年来,随着经济水平的发展和国内市场需求的扩大，汽车持有量的持续增长使公共交通监管面临巨大压力和挑战，针对交通监管的智能交通（ITS）的发展势在必行[1]。监控视频的内容检索中车辆对象检测与识别是智能交通系统中的重要组成部分[2]。我国在智能交通的建设和理论研究领域也得到了国际的认可，纪筱鹏[3]结合轮廓特征和车辆跟踪方法提取监控视频中的车辆对象取得了很好效果；冯文刚[4]转化颜色空间到VIRGBC中，通过条件随机场训练得到的调和平均数对车辆的阴影进行了很好的分割；王正玉[5]利用车辆特征实现视频中车辆关键帧的提取。 我国西南地区的智能交通监控体系还不太成熟，硬件设备相对落后，致使很多监控视频资源无法得到有效的利用。监控视频提供了车辆的动态行驶信息，视频分辨率较低、车辆特征信息不明显，视频可用价值不突出，而车辆对象的提取是视频资源利用的前提。本文结合高速公路仅有运动车辆的特点，消除车辆对象提取过程中的干扰因素，提取视频序列中RIO特征最显著的车辆对象。最后将研究成果运用到实际工程中，开发出基于事件定位的播放器原型，提高了交通监控系统工作人员的视频检索效率。1 车辆对象的提取算法 交通监管中对车辆对象的检测方法有基于地磁传感线圈、红外、雷达波频检测的硬件检测，还有利用光流法、背景差分法和帧间差分法等算法对视频资源进行车辆对象检测。车辆对象检测相对于基于硬件的检测有成本低、安装维护简单和数据信息量大等优点。本文对视频车辆对象提取方法进行对比分析，并选择背景差分法中的混合高斯背景建模法提取车辆运动对象，并在该算法的基础上优化处理流程。
光流法[6]是通过比较视频图像序列在时间轴上空间域的灰度改变量达到检测运动对象的目的。光流法对速度差异的多目标运动对象提取具有优势，但其模型计算量高,不利于工程化应用。帧间差分法[7]是对图像序列中的相邻两帧或者3帧图像进行阈值化的灰度差分检测运动车辆对象。帧间差分法实现简单，但运动对象有较大的孔洞,不利于图像序列中车辆对象的完整性检测。背景差分法[8]将当前图像帧与事先建立的背景进行灰度化阈值差分得到运动车辆对象。背景差分法的复杂度低，运算速度比光流法快，适合工程化应用。混合高斯模型[9]克服了单一点处受环境、光照和噪声等因素的影响。混合高斯背景模型的数学模型表示为： 实际试验结果表明，基于背景差分法的运动车辆对象提取容易受天气、树叶等环境因素影响，并且车辆对象完整性较差;基于混合高斯建模的背景差分法对图像中的每个像素建立多个高斯模型,有效地克服了白噪声、字幕和树叶周期性抖动的影响，对监控视频中车辆对象的提取保留了对象车辆的相对完整性。2 车辆对象提取的优化方法
背景差分法提取出来的车辆对象存在以下问题：(1)车辆对象仍然有孔洞的存在，其原因是视频的分辨率相对较低，车辆对象的挡风玻璃与背景道路的灰度值相似而被误认为是背景，导致孔洞效应的出现； (2)经过背景差分和形态学处理后得到的二值图像中有点状白噪声的出现； (3)无法检测到视频车辆对象特征最明显的视频帧(即车辆对象出现在视频中面积最大且清晰的帧)。为解决以上问题， 本文提出车辆对象提取的优化方法，其流程如图1所示。2.1 ROI的设定 感兴趣区域ROI(Region Of Interest)的设定是图像处理领域常用的方法,可减少图像处理算法中的计算量，实现只对限制区域内图像进行处理的目的。公安交通监控系统产生的监控视频图像序列上下边框中有卡口的时间、地点信息，此区域对车辆对象提取没有实质性影响。本文对要处理视频图像序列设定ROI，以减少这些因素的干扰。2.2 形态学处理 形态学处理可以简化图像数据，消除噪声、骨架化，填充和分割等图像处理任务。对车辆二值图像利用形态学闭操作填充背景差分出现的孔洞,实现车辆对象的完整性。实验结果表明，经过形态学闭操作的处理可以得到较完整的车辆对象,如图2所示。 (6)执行步骤(3)。 首先,通过面积阈值的设定解决了形态学处理后白噪声的干扰问题(如图3(a)所示)，且当对象面积超过设定阈值时才进行步骤(1)中的帧存储，从执行流程上有利于算法的执行效率。其次,避免了车辆对象撞击图像边框造成的对象缺失问题，根据道路中车辆对象的行驶方向得知，从车辆对象驶入监控视角，对象面积将变大且车辆特征愈加明显，随着车辆驶离监控画面，车辆对象撞击图像边框将会造成车辆特征的缺失(如图3(b)所示)，但此时对象面积检测的结果仍可能有增加的趋势，随着车辆对象的驶离,对象面积将再次减少，结合车辆速度和视频播放帧率建立函数N=Function(V)，N的选取与视频中车辆对象的速度V相关,针对本文所用视频采取了后退N=3帧的策略,避免了车辆对象撞击视频边框而造成的对象特征缺失问题。最后，面积的更新算法借鉴半监督学习的思想，首先人工设定阈值&0，然后根据图像序列中提取出来的对象对阈值进行更新，?琢是更新的权值，Mn-2为提取车辆对象的面积。为了避免面积阈值的单调递增而产生小型车对象的漏检，当阈值增长超过阈值限度&后，算法采取阈值下降策略，将阈值回归到&0，阈值自适应更新的同时也优化内存图像序列替换流程的执行。3 基于事件定位的播放器原型的应用 监控视频中车辆对象的提取可以应用到公安交通的监控视频检索系统平台，本文对车辆对象提取作了应用性探索，开发了基于事件定位的播放器软件，其应用原型及原理图如图4所示。
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道路设计统一技术措施 1总则 1.1 道路工程制图常用标准做法详见《道路工程制图标准》 GB50162-92 。制图首先应满足国家有关制图标准及道路施工图设计深度的要求。 1.2 内容包括封面、设计图纸目录、设计说明、总平面图(四至图) 、平面设计图、纵断面设计图、横断面设计图和必要的道路大样,如无障碍通道、侧石、围栏等。 1.3 标明图纸要素:图名、图签、指北针、比例尺、图例等。 2 道路设计总说明 2.1 设计依据: 包括委托书、合同书、任务书、各阶段设计批复文件、道路规划文件等。 2.2 设计标准和工程验收标准 2.2.1 采用的规程、规范。 2.2.2 道路类别、等级、立交形式、计算行车速度、路面类型、设计年限等。 2.2.3 工程验收标准 2.3 工程概括 2.3.1 道路性质、规划宽度、路副、道路地理位置、工程范围、总长度, 沿线立交和桥梁、交叉口概况。 2.3.2 主要设计内容。 2.4 调查资料 2.4.1 道路必要的现场调查资料(如有旧路,其路面结构、路况等)。 2.4.2 交通调查预测资料。 2.4.3 地质勘察、试验资料。 2.5 道路平、纵、横设计技术指标和技术要点。 2.6 路基设计技术要点。如:软基处理措施及要求、杂填土处理措施及要求等。 2.7 路面结构设计: 包括组合形式、路面材料和设计技术指标, 采用的技术措施( 含主、辅路、非机动车道和人行道)。 2.8 纳入本道路工程内容的附属工程的技术要点,如挡土墙、雨水设施改造等。 2.9 施工注意事项 2.9.1 施工前准备工作,包括拆迁、征地、迁移障碍物等。 2.9.2 管线升降、挪移、加固、预埋及与其他市政管线的协调配合。 2.9.3 新技术、新材料等的施工方法及特殊路段或构筑物的做法和要求。 2.9.4 重要或危险性的现状地下管线施工时应注意的事项。 2.9.5 对施工的特殊要求。 2.10 主要工程量的统计:应以便于概预算编制使用为原则。做到不重复、不遗漏(如土方量、破除旧路面、杂填土处理量等的计算)。 3 总平面图(四至图) 3.1 比例: 应视路线长短及复杂程度适当选取比例。推荐比例 1:500 。 3.2 内容: 应反映设计道路在道路路网中的位置, 图面内容应标注设计道路的工程起点、终点桩号。 3.3 图线: 规划道路( 未建) 应采用细虚线, 已有道路、设计道路应采用细实线, 并且设计道路沿中线绘制粗实线。 3.4 标注:在图的右上角标注指北针。 3.5 必要的设计说明标在图纸的右下角 4 道路平面设计图 4.1 绘制内容 4.1.1 规划道路中线与设计道路中线及控制点坐标。 4.1.2 红线宽度、机动车道、辅路( 非机动车道)、人行道( 路肩) 及道路各部分尺寸。 4.1.3 平曲线要素;路口路缘石曲线半径。 4.1.4 各种管线和附属构筑物的位置与尺寸,拆迁房屋、迁移线杆、征地范围等。 4.1.5 相交的主要道路规划中线、红线宽度、道路宽度等。 4.2 图线的规定 4.2.1 道路中心线应采用细点划线表示。 4.2.2 征地界线采用中粗点划线表示。 4.2.3 规划红线采用粗双点划线表示。 4.2.4 尺寸界线和尺寸线、分图线、导线、引出线、原有道路边线应采用细实线表示。 4.2.5 路面设计边线采用粗实线表示 4.2.6 中央分隔带边线、人行道边线应采用中粗实线表示 4.2.7 原有管线采用细实线表示, 设计管线采用粗实线表示, 规划管线采用细虚线表示。 4.3 数字精度的规定 4.3.1 桩号单位以米计,精度一般保留二位小数。 4.3.2 坐标单位以米计,精度一般保留三位小数。 4.3.3 高程单位以米计,精度一般保留二位小数或三位小数。 4.3.4 宽度单位以米计时,尺寸一般保留二位小数。 4.3.5 曲线参数单位以米计,一般保留三位小数。 4.4 标注的规定 4.4.1 测量图的标注规定 4.4.1.1 平面测量图按《 1:500 、 1:1000 、 1:2000 地形图图式》 GB/T 的规定绘制。 4.4.1.2 绘制坐标方格网, 控制道路中心线的坐标, 起伏大的地形、丘陵、山区绘制等高线。 4.4.1.3 平面测量图应有指北针。图面的绘制方向,一般为自下向上或自左向右。 4.4.1.4 测量图应满足设计提出的标记管线高程、古树位置等要求。 4.4.2 设计图的标注规定 4.4.2.1 图纸比例为 1/500 (或以规划设计条件、规划批准文件的要求为准)。 4.4.2.2 有绘制在现状地形图上的四至图。 4.4.2.3 标注中线坐标、转弯半径、宽度、设计范围、施工起止点、设计里程等道路要素及无障碍坡道等。 4.4.2.4 图纸幅面宜采用 A2 (可加长)。 4.4.2.5 标明道路及各相交道路的名称 4.4.2.6 在道路中心线对应桩号法线方向适当位置标注直缓点(ZH) 、缓圆点(HY) 、圆曲线中点(QZ) 、圆缓点(YH) 、缓直点(HZ) 的名称和对应桩号。 4.4.2.7 与道路相交的生活区支路交叉口、街坊路口, 应标注出施工范围, 控制标高或路面随坡长度及坡度。 4.4.2.8 应标注降低立缘石的长度, 有分隔带的道路, 应标注每段分隔带起、终点的控制桩号及分隔带圆头半径。 4.4.2.9 道路桩号、尺寸、文字等标注应符合《道路工程制图标准》 GB50162-92 的规定。里程桩号的标注应在道路中线上从路线起点至终点, 按从小到大、从左到右的顺序排列。 5 道路纵断面设计图 5.1 绘制内容 5.1.1 设计路面高程,原地面高程,纵断面设计线,原地面线。 5.1.2 地下水位线。设边沟时边沟纵断面设计线。 5.1.3 坡度及变坡点高程,竖曲线及其参数。 5.1.4 有关交叉重要管线位置, 尺寸及高程, 主要附属构筑物、相交道路的位置及标高。 5.2 图线规定 5.2.1 设计路面线采用粗实线表示。 5.2.2 原地面线采用细实线表示。 5.2.3 变坡点切线采用细虚线。 5.2.4 地下水位线采用细双点划线及水位符号表示,地下水位测点可仅用水位符号表示。 5.3 画面布置规定 5.3.1 设计路面线、原地面线等应布置在图幅上部。 5.3.2 测设数据表应布置在图幅下部。 5.3.3 高程标尺应布置在测设数据表的上方左侧。 5.4 数字精度的规定(标注单位以米计) 5.4.1 桩号栏一般保留二位小数。 5.4.2 坡度/ 距离栏,坡度一般保留三位小数,距离一般保留二位小数。 5.4.3 标高、填挖栏一般保留二位小数或三位小数。 5.4.4 直线及平曲线栏一般保留三位小数。 5.4.5 超高栏一般保留二位小数。 5.5 纵断面图标注的规定 5.5.1 纵断桩距宜为 20m ,最大不超过 50m 。地形突变或存在构筑物处等应加密详测。 5.5.2 沿线横向交叉口、构筑物, 可在道路设计线的上方用竖直引出线标注。竖直引出线应对准构筑物或交叉口的中心位置,线左侧标注桩号,水平线上标注构筑物名称、规格、交叉口名称等。 5.5.3 1
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