[發(fā)明專利]基于多重分類器系統(tǒng)的實測軸載譜確定方法

有效

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• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN107273605B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖鵬;沈燕;楊繼偉;康愛紅;伏偉俐
• 申請（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州大學(xué)
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 吳茂杰

本發(fā)明公開一種基于多重分類器系統(tǒng)的實測軸載譜確定方法，包括以下步驟：(10)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集：利用動態(tài)稱重系統(tǒng)，采集和存儲高速公路不同車道的車輛特征參數(shù)和荷載參數(shù)，建立車輛特征和荷載參數(shù)數(shù)據(jù)庫；(20)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)建立：將車輛特征參數(shù)和荷載參數(shù)進(jìn)行編碼組對，得到特征數(shù)據(jù)對；(30)荷載數(shù)據(jù)多重分類處理：將特征數(shù)據(jù)對輸入多重分類器，得到荷載時間?空間分布表和荷載時間?空間分布圖；(40)實測軸載模型回歸：根據(jù)荷載時間?空間分布表和荷載時間?空間分布圖，采用混合正態(tài)分布回歸方法，擬合得到實測軸載譜。本發(fā)明的實測軸載譜確定方法，精確度高、可操作性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于路面設(shè)計領(lǐng)域，特別涉及一種精確度高、可操作性好的基于多重分類器系統(tǒng)的實測軸載譜確定方法。

背景技術(shù)

實測軸載譜用于描述道路交通量和軸載，實測軸載譜中的軸重大小和軸次頻率分布直接影響路面結(jié)構(gòu)設(shè)計承載力和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。分析實測軸載譜，對道路交通特性有較為系統(tǒng)的認(rèn)識，確定交通流中重型車的比例，為分析車輛荷載作用下的道路面層結(jié)構(gòu)力學(xué)特性特供依據(jù)。

我國現(xiàn)行的瀝青路面設(shè)計方法選取路表彎沉值作為主要設(shè)計指標(biāo)。設(shè)計完成后，利用瀝青層層底彎拉應(yīng)力作為驗算指標(biāo)。現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范中路表彎沉值是一個重要的參數(shù)，我國現(xiàn)階段瀝青路面大部分都是半剛性基層，相比于半剛性基層的剛度而言，其他層位的剛度可以忽略不計。

此外，隨著柔性路面的廣泛使用，現(xiàn)行的路表彎沉設(shè)計體系不能滿足實際的建設(shè)需要，也無法描述與病害之間的數(shù)量關(guān)系。雖然交通運(yùn)輸部對此開展了很多相應(yīng)的研究(如：瀝青路面設(shè)計指標(biāo)體系、瀝青路面設(shè)計指標(biāo)和參數(shù)研究等)，主要將國外的研究經(jīng)驗結(jié)合我國實際道路現(xiàn)狀進(jìn)行擴(kuò)展，構(gòu)建了我國新的瀝青路面設(shè)計規(guī)范，根據(jù)實際工程實用性，2017年公布了《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范JTG D50-2017》，從9月1日開始實施，其中對瀝青路面軸載換算做了進(jìn)一步明確，但是仍保留了累計軸載換算的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，無法滿足實測軸載譜的描述。

現(xiàn)有研究成果中缺乏對瀝青路面結(jié)構(gòu)中交通荷載影響的系統(tǒng)研究。現(xiàn)行的設(shè)計方法中，對于交通荷載的處理辦法是依據(jù)等效破壞原則將所有交通荷載轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸載作用次數(shù)(ESAL)。由于交通荷載軸載類型的多樣性，目前的分類方法不能準(zhǔn)確的反映實際的交通荷載組成情況，容易將軸載組合差距較大的不同車型劃分為同一類別。

《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范JTG D50-2017》中將車輛分為11個大類，超過20種不同的車型。但是，在現(xiàn)行的車輛分類方法在將車輛分為6類，每類車輛的代表車型均取一個典型軸重值，這種典型值的方法本身就存在隨意性，在取值過程中調(diào)查數(shù)據(jù)的陳舊與不足進(jìn)一步增加了標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸載轉(zhuǎn)化時的誤差，對于標(biāo)準(zhǔn)軸載換算系數(shù)的標(biāo)定十分不利。

我國在瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計體系中對于實測軸載譜法的應(yīng)用實例還很少，系統(tǒng)性的交通數(shù)據(jù)也比較缺乏。部分地區(qū)開展了交通總量、車輛類型以及軸重數(shù)據(jù)的搜集與分析工作，其結(jié)果主要服務(wù)于計重收費(fèi)和超載查處，并不能有效地服務(wù)于路面結(jié)構(gòu)設(shè)計。而且，數(shù)據(jù)搜集過程中存在弄虛作假和把關(guān)不嚴(yán)的情況，數(shù)據(jù)與真實情況不能很好地吻合。加上不同地區(qū)使用的搜集渠道與分析方法大相徑庭，所得結(jié)果缺乏普遍適用性。

《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范(JTG D50-2017)》中標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次計算公式雖然也涵蓋了軸載數(shù)據(jù)的應(yīng)用，但是仍有不足之處：其一，規(guī)范中涉及的軸載數(shù)據(jù)呈現(xiàn)不連續(xù)的柱狀分布，無法比較不同軸載特性的分布差異；其二，規(guī)范中的標(biāo)準(zhǔn)軸載當(dāng)量軸次與累積當(dāng)量軸次之間沒有聯(lián)系，使得計算過程無理可據(jù)。

總之，由于(1)現(xiàn)行瀝青路面設(shè)計軸載分析過程較為復(fù)雜，車輛分類方法各地區(qū)差異較多，分類準(zhǔn)確性不一；(2)《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范(JTG G-2017)》中規(guī)定11種車型，在實際實施多采用6類典型車型，統(tǒng)計具有局限性；(3)現(xiàn)行路面軸載分析多采用標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸載作用次數(shù)表征軸載特征，該技術(shù)局限于軸載總量層面，忽略了不同車型實測軸載特征；(4)現(xiàn)行的軸載譜擬合過程沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和方法，擬合精度和軸載譜函數(shù)的實用性無法得到保障等多種原因，導(dǎo)致軸載譜精確度不夠，可操作性不強(qiáng)。