[發明專利]一種基于主成分分析法的瀝青路面歷史養護效益量化評價方法

有效

• 申請號: 201911187531.5
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN111062583B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 羅蓉;于曉賀;王錦騰;程博文;成豪杰;楊洋
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06F17/18
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 李煒

1.一種基于主成分分析法的瀝青路面歷史養護效益量化評價方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）獲取路段歷史養護發生年份前后至少各一年的路面使用性能指標檢測數據，利用孫氏衰變模型對使用性能指標PCI和RQI的衰變進行非線性曲線擬合；

（2）將步驟（1）的擬合曲線進行一階求導，求解歷史養護介入后一年的使用性能指標PCI和RQI的衰變速率；

（3）獲取路段歷史養護發生年份前至少一年的路面使用性能指標檢測數據，利用步驟（1）（2）的方法模擬并求解出無養護介入狀態下步驟（2）歷史養護介入后一年同年的使用性能指標PCI和RQI的衰變速率；

（4）求解百分化下的使用性能指標PCI、RQI的提升修正值、和衰變速率改善值、；

提升修正值的計算公式如下：

式中：為提升修正值，%；為提升幅度，%；為可提升最大幅度；

利用同樣的方法計算出RQI提升修正值C；

所述衰變速率改善值計算公式如下：

式中：為養護介入前后的PCI衰變速率的差值；

利用同樣的方法計算出D；

（5）構建歷史養護對使用性能改善情況的評價體系；

所述評價體系公式如下：

式中：為路面使用性能改善指數；為提升修正值及其權重系數；為衰變速率改善值及其權重系數；為提升修正值及其權重系數；為衰變速率改善值及其權重系數；

（6）通過主成分分析法求解評價體系中各項權重系數，完成指標體系構建以評價歷史養護對路面使用性能的改善情況。

2.根據權利要求1所述的基于主成分分析法的瀝青路面歷史養護效益量化評價方法，其特征在于：所述步驟（1）中孫氏衰變模型擬合公式如下：

（1）

其中，y為PCI或RQI，x為服役年限；為使用性能指標在道路新建時的初始值，為100；、為模型擬合參數，的大小和路面使用壽命長短有關，的大小反映曲線形狀的差異。

3.根據權利要求1所述的基于主成分分析法的瀝青路面歷史養護效益量化評價方法，其特征在于：所述步驟（2）的公式如下：

（2）

其中，y’為PCI或RQI的衰變速率；為使用性能指標在道路新建時的初始值，為100；、為模型擬合參數，的大小和路面使用壽命長短有關，的大小反映曲線形狀的差異。

4.根據權利要求1所述的基于主成分分析法的瀝青路面歷史養護效益量化評價方法，其特征在于：所述是以《公路瀝青路面技術規范》中對PCI分級的取值范圍確定其可提升的最大范圍。

5.根據權利要求1所述的基于主成分分析法的瀝青路面歷史養護效益量化評價方法，其特征在于，所述步驟（6）權重系數的計算方法如下：以求解的A、B、C、D四項指標計算值為原始數據，通過構建3×4的原始數據矩陣，代入SPSS數據分析軟件的因子分析中，通過主成分分析法求解各分項指標權重系數。

6.根據權利要求5所述的基于主成分分析法的瀝青路面歷史養護效益量化評價方法，其特征在于，所述主成分分析法如下：采用因子分析算法輸出包含有初始因子載荷的成分矩陣；將初始因子載荷轉換成特征向量數值；然后通過特征向量數值和每一類指標下對應的原始數據相乘并求和，得到各分項指標；再計算各分項指標占總指標的比例，將其值作為各分項指標的權重；將各成分對應特征值從大到小排序，把累計方差貢獻率超過80%的成分視作主成分，其中方差最大的為第一主成分，次之為第二主成分，以此類推。