基于支持向量机的水泥道面脱空检测与判定方法_李忠玉.pdf
《基于支持向量机的水泥道面脱空检测与判定方法_李忠玉.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于支持向量机的水泥道面脱空检测与判定方法_李忠玉.pdf(9页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 卷第 期重 庆 交 通 大 学 学 报(自 然 科 学 版)年 月 ():基于支持向量机的水泥道面脱空检测与判定方法李忠玉,冯汉卿,丛 林,陈永辉(河南省高等级公路检测与养护技术重点实验室,河南 新乡;同济大学 道路与交通工程教育部重点实验室,上海)摘要:针对高速弯沉仪检测数据的规律和特点,提出了基于支持向量机模型的水泥道面板底脱空检测方法。介绍了高速激光弯沉仪的系统组成及测量原理;对高速弯沉仪和重型落锤式弯沉仪进行了对比试验研究,分析了基于弯沉比的脱空判定方法对高速弯沉仪检测结果的适用性,基于支持向量机模型建立了道面板底脱空程度分类识别模型。结果表明:高速弯沉仪与重型落锤式弯沉仪对道面薄
2、弱区段的识别结果显示较高的一致性;所建立的支持向量机脱空程度分类模型具有较好的综合性能,二分类和三分类均有较高的预测精度。关 键 词:道路与机场工程;水泥道面;脱空检测;高速激光弯沉仪;支持向量机;道路检测中图分类号:U 4 1 6.2 1 6文献标志码:A文章编号:1 6 7 4-0 6 9 6(2 0 2 3)0 1-0 6 6-0 8V o i dD e t e c t i o na n dD e t e r m i n a t i o nM e t h o do fC o n c r e t eP a v e m e n tB a s e do nS u p p o r tV e c
3、t o rM a c h i n eL IZ h o n g y u1,F E NG H a n q i n g2,C ONGL i n2,CHE NY o n g h u i1(1.H e n a nK e yL a b o r a t o r yo fH i g hG r a d eH i g h w a yD e t e c t i o na n dM a i n t e n a n c eT e c h n o l o g y,X i n x i a n g,H e n a n4 5 3 0 0 3,C h i n a;2.K e yL a b o r a t o r yo fR o
4、a da n dT r a f f i cE n g i n e e r i n go f t h eM i n i s t r yo fE d u c a t i o n,T o n g j iU n i v e r s i t y,S h a n g h a i 2 0 1 8 0 4,C h i n a)A b s t r a c t:A c c o r d i n g t o t h e r u l e s a n d c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e t e s t d a t a o f t r a f f i c s p e e dd
5、 e f l e c t o m e t e r(T S D),am e t h o db a s e do ns u p p o r t v e c t o rm a c h i n e(S VM)m o d e lw a sp r o p o s e d t od e t e c t t h ev o i da t t h eb o t t o mo f c e m e n tp a v e m e n t s l a b.T h e s y s t e mc o m p o s i t i o na n dm e a s u r i n gp r i n c i p l eo fT S
6、D w a si n t r o d u c e d.T h ec o n t r a s tt e s to fT S Da n dh e a v yw e i g h td e f l e c t o m e t e r(HWD)w a s c a r r i e do u t.T h e a p p l i c a b i l i t yo f t h e v o i dd e t e r m i n a t i o nm e t h o db a s e do nd e f l e c t i o n r a t i o t o t h e d e t e c t i o n r e
7、s u l t so fT S Dw a s a n a l y z e d,a n dt h ec l a s s i f i c a t i o nr e c o g n i t i o nm o d e lo f t h ev o i dd e g r e ea t t h eb o t t o mo f t h ep a v e m e n ts l a bw a se s t a b l i s h e db a s e do nt h eS VM m o d e l.T h e r e s u l t s s h o wt h a t:t h e i d e n t i f i c
8、 a t i o nr e s u l t so fw e a ks e c t i o n so f t h ep a v e m e n tb yT S Da n dHWDs h o wh i g hc o n s i s t e n c y;t h ec o n s t r u c t e dS VM v o i dd e g r e ec l a s s i f i c a t i o n m o d e lh a sg o o dc o m p r e h e n s i v ep e r f o r m a n c e,a n db o t ht w oa n dt h r e e
9、 c l a s s i f i c a t i o nh a v eh i g hp r e d i c t i o na c c u r a c y.K e yw o r d s:r o a da n da i r p o r te n g i n e e r i n g;c o n c r e t ep a v e m e n t;v o i dd e t e c t i o n;t r a f f i cs p e e dd e f l e c t o m e t e r(T S D);s u p p o r tv e c t o rm a c h i n e(S VM);r o a
10、dd e t e c t i o n 引 言板底脱空是水泥道面的常见损坏形式,对水泥混凝土道面的结构性能有着显著的影响,易诱发断板、错台、沉陷等病害。准确识别板底脱空,对于控制道面的结构性损坏有着重要意义。民用机场道面评价管理技术规范规定:采用重型 落 锤 式 弯 沉 仪(,)的现场弯沉测试指标来评定机场飞行区道面板底脱空状况,评定方法包括单一弯沉值法、弯沉比法及最大截距法,应用最普遍的是弯沉比法。然而,基于 的现场弯沉测试方法在机场飞行区应用场景中存在一定局限性:在宽广的道面区域中,限于离散化的抽样检测,收集的结构信息有限;在 收稿日期:;修订日期:基金项目:国家重点研发计划政府间国际科技创
11、新合作重点专项项目();民航机场安全与运行工程技术研究中心开放课题();上海市交通委 年度科研计划项目()第一作者:李忠玉(),男,河南新乡人,高级工程师,主要从事道路检测技术方面的研究。:通信作者:丛 林(),男,山东威海人,教授,博士,主要从事路基路面工程方面的研究。:机场夜间停航的时间限制下,限于停走、转场的操作,测试速度缓慢,时间成本较大。高速激光弯沉仪(,)的应用或将克服这些局限。在高速行驶过程中,利用多普勒激光技术测试地面在荷载作用下的垂直下沉速度,再通过分析程序计算出最大弯沉及弯沉盆数据。国外学者对 与 检测结果进行了一系列对比分析。等对总里程 的道路网进行检测分析,验证了两种设
12、备可靠的相关关系;等采用由弯沉测量值计算得到的表面曲率指数()和基层底面损伤指数()来评价两种设备测量结果的一致性;等等通过回归分析发现两种设备的最大弯沉值 和 具有线性关系;等指出两种设备的比较结果取决于检测设备、操作模式和路面条件,应该重点研究分析方法,而不是比较结果;等指出 与 测量值呈现相同变化趋势,但由于两者测量机制不同,因此应将关注的重点放在弯沉趋势的比较上,而不是实际值本身。综上,研究人员普遍认为 种设备的测量结果存在一致性。不过,当前对 的应用研究集中于沥青路面,鲜有对水泥道面的测试先例。在弯沉数据分析与应用方面,弯沉数据处理方式是基于样本数量较少的情况下规定的,而 采集的弯沉
13、信号是对道面结构性能的连续性描述,蕴含了丰富的信息,在分析与应用方面有着重要的研究价值。等对高速弯沉仪测量数据进行离群值分析,以判定路段是否存在薄弱点;等采用聚类算法来识别具有类似结构承载力的均匀路段;等采用小波去噪法来识别路段中反射裂缝和接缝造成的薄弱点;等验证了高速弯沉仪测量值能够在网络级预测沥青混凝土层底部的疲劳应变;等利用 测试数据计算的路面结构曲率指数 与 数据库中的疲劳裂缝进行了相关性分析;等基于粒料基层柔性路面的结构性能状况建立了将 测试数据转换为 等效结构数的数学模型;等提出了一种基于 测试数据的用于 网络级水平评估的路面有效结构数计算方法;利用 模型计算数据以及 现场测试数据
14、对各种路面结构进行了弯沉盆指标敏感性分析;开发了基于层状线性黏弹性路面模型的 专用模量反算程序。高速弯沉仪快速化、连续化的测试能力已在柔性路面网级评估中得到证实和应用,但在刚性路面中的应用研究非常有限。因此,研究刚性道面的高速弯沉测量方法,对于提升机场道面结构检测速度及检测评估能力具有重要意义。从数据挖掘角度分析,道面脱空判定可以被视为一个脱空程度的分类问题。而支持向量机()模型在小样本、非线性、高维度的样本数据分类中表现突出,具有良好的学习能力和泛化能力。笔者分析了高速弯沉仪检测数据的规律和特点,研究了 与 检测结果的一致性,并基于 模型建立了道面板底脱空程度分类识别模型。该模型能够对脱空数
15、据进行有效分类,从而对板底脱空程度实现较高精度的识别。基于激光多普勒技术的弯沉测试原理 路面垂直变形速度的测量高速弯沉测量技术的原理是,以测量路面变形速度为基础,进而测量路面弯沉。车辆在高速行驶过程中,后轴荷载对路面施压使得路面产生变形,不同位置的弯沉变形速度由安装在载荷车辆上的多个激光多普勒测速传感器同步测出(图),再通过弯沉计算数学模型出相应测点的弯沉值。图 高速激光弯沉仪测试原理 多普勒测速技术的原理是,发射到测试表面的一束频率为 的光波会在荷载作用下的测试表面发生垂直移动,该光波被发生垂直移动的测试表面反射出去的频率为,通过激光多普勒传感器测出频率变化后,根据 公路路基路面现场测试规程
16、可计算测试表面垂直移动速度:()()式中:为测试表面垂直移动速度;为光波发射频率;为光波反射频率;为发射光波波长。由式()可知,是用多普勒激光传感器测得第 期李忠玉,等:基于支持向量机的水泥道面脱空检测与判定方法的路面变形速度来反演路面弯沉的。为了消除行车速度对路面弯沉速度的影响,引入“弯沉斜率”的概念:()()式中:()为弯沉盆 点处的弯沉斜率;为瞬时行车速度;其它符号同前。弯沉斜率就是弯沉的一阶导数。通过测量路面变形速度,可以计算得到路面弯沉。基于弹性梁微分方程的求解假定路面结构为文克勒地基模型上的弹性板,所受荷载大小与挠度成正比,应用欧拉伯努利梁理论和文克勒地基模型,可以推导出弹性梁微分
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 支持 向量 水泥 脱空 检测 判定 方法 李忠玉
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。