高速公路路基路面健康监测数据处理方法及其效果评估

王书娟¹，陈志国¹，王亚博^2*，易军艳²

(1. 吉林省交通科学研究所 季节性冻土区公路建设与养护技术交通行业重点实验室，吉林 长春 130012;2. 哈尔滨工业大学 交通科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150090)

摘　要：　随着交通运输行业的快速发展，高速公路作为重要的基础设施，面临着日益增长的交通量及其带来的重载压力与气候变化等外部因素的挑战，对路基和路面结构的安全性与使用寿命产生了深远影响。为保障高速公路的安全性与耐久性，实施路基路面的健康监测尤为重要。基于吉林某高速公路长寿命沥青路面试验段，构建了一个综合性的健康监测系统，布设了横向和纵向应变传感器、温度和湿度传感器、土压力计和渗压计等多种设备，实时采集路基和路面的动态响应特征和环境数据。然而，在监测过程中，存在数据冗余与存储、数据噪声、基线漂移和数据缺失或不完整等问题，严重影响了数据的质量及后续分析的可靠性。为此，提出了一系列数据处理方法，包括使用阈值法和斜率阈值法进行有效数据筛选，采用基线归零方法消除基线漂移，利用Savitzky-Golay滤波进行信号降噪，以及使用卡尔曼滤波处理数据缺失或不完整问题。研究结果表明，这些方法显著提高了数据质量和信噪比，其中Savitzky-Golay滤波有效保留了信号的关键特征。该研究为高速公路路基路面健康监测提供了高效且可靠的数据处理方案，显著提升了监测系统的整体性能，为路面养护和管理提供了科学依据。

关键词：　路基路面; 健康监测; 噪声过滤; 基线漂移; 数据缺失; 数据筛选

基金项目： 吉林省交通运输创新发展支撑(科技)项目(2022-1-4)

引文格式： 王书娟，陈志国，王亚博，等. 高速公路路基路面健康监测数据处理方法及其效果评估[J]. 市政技术，2025，43(2)：175-181. (WANG S J，CHEN Z G，WANG Y B，et al. Data processing methods and effectiveness evaluation for health monitoring of highway subgrade and pavement[J]. Journal of municipal technology，2025，43(2)：175-181.)