本发明涉及道路结构安全监测，具体涉及一种道路下结构监测方法及系统。
背景技术：
1、随着现代交通基础设施的不断发展，公路、机场跑道等道路的数量和规模显著增加。然而，这些道路下部结构长期受到自然环境和车辆载荷的影响，容易出现塌陷、变形等风险，直接关系到交通和生命财产安全。然而，传统的地下探测方法如探地雷达等，存在成本高、实时性差、覆盖范围有限等问题。
技术实现思路
1、为此，本发明提供一种道路下结构监测方法及系统，旨在解决现有技术中针对道路下结构安全监测存在的成本高、实时性差、覆盖范围有限的技术问题。
2、为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：
3、依据本发明第一方面，本发明提供一种道路下结构监测方法，所述方法包括：
4、在道路预设位置设置震动传感模块，利用所述震动传感模块采集所述道路下产生的震动数据；所述道路包括公路和/或机场跑道；
5、对所述震动数据进行特征提取，得到所述震动数据的共振峰分布特征；
6、将所述共振峰分布特征转换为深度域，绘制得到地下结构图像；
7、根据与道路特性相匹配的预警规则对所述地下结构图像进行稳定性评估，得到稳定性评估结果，对不满足稳定性要求的道路结构进行预警。
8、可选地，所述在道路预设位置设置震动传感模块，包括：
9、在所述道路预设位置设置多部间隔有一定距离的震动传感装置；所述震动传感装置为高敏加速度传感器或地震仪；
10、其中，道路预设位置包括边坡顶部、滑动面以及潜在裂缝处中至少之一。
11、可选地，所述对所述震动数据进行特征提取之前，所述方法还包括：
12、对所述震动数据进行数据预处理，得到有效的震动数据；
13、其中，所述数据预处理包括去均值、去趋势、去噪以及滤波处理中至少之一。
14、可选地，所述对所述震动数据进行特征提取，得到所述震动数据的共振峰分布特征，包括：
15、对所述有效的震动数据提取共振峰分布特征，得到频率分布特征和功率谱分布特征。
16、可选地，所述将所述共振峰分布特征转换为深度域，绘制得到地下结构图像，包括：
17、对所述频率分布特征和功率谱分布特征进行修正，得到目标分布特征；
18、利用fft傅里叶变换方法对所述目标分布特征进行时域反变换，得到特征时域信号；
19、将所述特征时域信号根据预设映射规则转换为深度域信号，得到表征所述道路深度对应的震动特征参数的地下结构图像。
20、可选地，所述根据与道路特性相匹配的预警规则对所述地下结构图像进行稳定性评估，得到稳定性评估结果，包括：
21、将所述地下结构图像中道路深度对应的震动特征参数与预警阈值进行对比；
22、若所述震动特征参数未超过所述预警阈值，则所述道路下结构的稳定性评估结果满足安全需求；
23、若所述震动特征参数超过所述预警阈值，则所述道路下结构的稳定性评估结果不满足安全需求；
24、其中，所述预警阈值根据所述道路的边坡特性和历史震动数据确定。
25、可选地，所述对不满足稳定性要求的道路结构进行预警，包括：
26、根据所述震动特征参数超出所述预警阈值的程度确定所述道路下结构的风险等级；
27、针对不同的风险等级设置多级预警信号进行相应预警。
28、可选地，所述方法还包括：
29、利用人机交互界面对所述稳定性评估结果和预警信息进行页面展示、存储和/或下载。
30、依据本发明第二方面，本发明提供一种道路下结构监测系统，所述系统包括震动传感模块、数据采集模块和中央处理模块；所述数据采集模块分别与所述震动传感模块和所述中央处理模块通讯连接；
31、所述震动传感模块设置于道路预设位置，用于采集道路下产生的震动数据；
32、所述数据采集模块用于接收来自所述震动传感模块的震动数据，并将所述震动数据传输至所述中央处理模块；
33、所述中央处理模块用于对所述震动数据进行特征提取，得到所述震动数据的共振峰分布特征；将所述共振峰分布特征转换为深度域，绘制得到地下结构图像；根据与道路特性相匹配的预警规则对所述地下结构图像进行稳定性评估，得到稳定性评估结果，对不满足稳定性要求的道路结构进行预警。
34、可选地，所述数据采集模块包括至少一个具备高采样率和低功耗特性的数据采集装置。
35、本发明采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：
36、通过本发明方案，在道路预设位置设置震动传感模块，利用所述震动传感模块采集所述道路下产生的震动数据；对所述震动数据进行特征提取，得到所述震动数据的共振峰分布特征；将所述共振峰分布特征转换为深度域，绘制得到地下结构图像；根据与道路特性相匹配的预警规则对所述地下结构图像进行稳定性评估，得到稳定性评估结果，对不满足稳定性要求的道路结构进行预警。由此，提供了一种利用震动数据探查和监测公路、跑道下部结构及其稳定性的方案，能够低成本实时监测和评估交通设施下部的空间稳定性，发现潜在的塌陷、变形风险，并提供预警信息。
37、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
1.一种道路下结构监测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在道路预设位置设置震动传感模块，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述震动数据进行特征提取之前，所述方法还包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述震动数据进行特征提取，得到所述震动数据的共振峰分布特征，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述共振峰分布特征转换为深度域，绘制得到地下结构图像，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据与道路特性相匹配的预警规则对所述地下结构图像进行稳定性评估，得到稳定性评估结果，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对不满足稳定性要求的道路结构进行预警，包括：
8.根据权利要求1~7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
9.一种道路下结构监测系统，其特征在于，所述系统包括震动传感模块、数据采集模块和中央处理模块；所述数据采集模块分别与所述震动传感模块和所述中央处理模块通讯连接；
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述数据采集模块包括至少一个具备高采样率和低功耗特性的数据采集装置。
