基于复合分形的路面抗滑随机森林评估模型 被引量：1

1

作者 彭毅 张政奇 +1 位作者 李强 杨广伟 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第4期443-457,共15页

路面抗滑性能直接影响着道路交通安全,而基于路表纹理特征的路面抗滑性能评估方法目前存在着可解释性差、准确度不高的问题.该研究使用精度为0.05 mm的便携式三维激光表面分析仪采集了185组路面纹理数据,通过动态摩擦因数测试仪获得了... 路面抗滑性能直接影响着道路交通安全,而基于路表纹理特征的路面抗滑性能评估方法目前存在着可解释性差、准确度不高的问题.该研究使用精度为0.05 mm的便携式三维激光表面分析仪采集了185组路面纹理数据,通过动态摩擦因数测试仪获得了相应路段0~80 km/h速度范围内的路面摩擦数据,构建了综合表征路面纹理空间、横剖、深度方向复杂度的复合分形维数指标,建立了10 km/h和70 km/h速度下的路面抗滑性能随机森林评估模型.研究结果表明:复合分形维数具备独立描述纹理复杂程度的能力,但与路面动态摩擦因数之间不存在线性关系;复合分形维数对70 km/h速度下动态摩擦因数预估的准确度为0.78,可用于评价轮胎橡胶快速滑动状态下的路面抗滑性能;复合分形指标中的空间、横剖、表层、浅层、深层剖面分形特征共同影响着路面抗滑性能,在进行路面纹理形貌评价时,应从多种空间视角下进行纹理特征综合分析. 展开更多

关键词 道路工程 路面纹理 抗滑性能 分形维数 随机森林

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基于多特征检验的三维沥青路面裂缝检测 被引量：9

2

作者 邱延峻 王国龙 +2 位作者 阳恩慧 余孝丽 王郴平 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期518-524,共7页

针对由裂缝对比度低、路面纹理复杂多变等因素引起的沥青路面三维图像的裂缝检测精度低的问题,对原始三维裂缝图像进行尺寸降维、灰度校正、高斯滤波等预处理;然后以图像截面为研究对象,分别对4个方向的截面依次进行特别设计的倾斜度、... 针对由裂缝对比度低、路面纹理复杂多变等因素引起的沥青路面三维图像的裂缝检测精度低的问题,对原始三维裂缝图像进行尺寸降维、灰度校正、高斯滤波等预处理;然后以图像截面为研究对象,分别对4个方向的截面依次进行特别设计的倾斜度、高斯分布、边缘梯度3种特征检验,从而获得裂缝截面;接着对各个方向的裂缝截面进行融合和去噪,获得完整的裂缝二值图像;最后,根据路面粗糙度的高低,变化高斯分布特征检验中的相关参数,实现裂缝的高精度检测.研究结果表明:提出的算法能达到89.19%的准确率、93.69%的召回率及91.06%的F值,优于基于三维光影、种子识别的典型三维图像裂缝检测方法. 展开更多

关键词 道路工程 识别算法 图像处理 路面裂缝 多特征 三维图像

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基于三维图像的铁路扣件缺陷自动识别算法 被引量：18

3

作者 代先星 阳恩慧 +2 位作者 丁世海 王郴平 邱延峻 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期89-96,共8页

针对当前铁路扣件状态自动识别准确率和稳定性不高等问题,利用直射式激光三角测量法原理研发扣件检测系统,采集不受环境光影响的高质量轨道三维数据。提出基于三维图像的扣件区域定位方法,并利用先验知识验证扣件位置以保证扣件定位的... 针对当前铁路扣件状态自动识别准确率和稳定性不高等问题,利用直射式激光三角测量法原理研发扣件检测系统,采集不受环境光影响的高质量轨道三维数据。提出基于三维图像的扣件区域定位方法,并利用先验知识验证扣件位置以保证扣件定位的准确性;基于弹条的高度规律信息提取弹条,采用HGOH作为特征描述算子;根据特征向量的模是否等于零可识别出缺失扣件,将模不为零的特征向量送入已训练的SVM分类器,从而识别断裂扣件和完整扣件。室内试验研究结果表明,采用本文提出的扣件缺陷自动检测算法,识别准确率可达98.0%,能满足扣件缺陷自动化检测的需要。 展开更多

关键词 三维激光 铁路扣件检测 识别算法 准确率

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铁路扣件缺陷自动检测研究进展 被引量：10

4

作者 代先星 阳恩慧 +2 位作者 WANG Kelvin Chenping 邱延峻 LI Joshua Qiang 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2452-2459,共8页

基于计算机视觉和三维激光成像技术的扣件检测算法发展历程,重点针对铁路扣件图像的预处理、定位以及分类3个主要环节的算法进行综述,并探讨现有扣件检测算法存在的问题与困境。介绍三维激光成像技术及其在扣件检测领域的应用前景。

关键词 铁路扣件检测 扣件分类 三维激光成像

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基于宏微观纹理特征融合的路面摩擦性能预测 被引量：15

5

作者 战友 李强 +2 位作者 马啸天 王郴平 邱延峻 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期684-694,共11页

通过非接触式三维激光表面测试、机器学习,开展基于宏微观纹理特征融合的路面摩擦性能智能预测模型研究.来自俄克拉荷马州的45个测试站点被选取作现场测试平台.利用三维激光检测车和GripTester,分别获取行车道轮迹带路面摩擦数据、宏观... 通过非接触式三维激光表面测试、机器学习,开展基于宏微观纹理特征融合的路面摩擦性能智能预测模型研究.来自俄克拉荷马州的45个测试站点被选取作现场测试平台.利用三维激光检测车和GripTester,分别获取行车道轮迹带路面摩擦数据、宏观纹理;利用LS-40三维激光表面分析仪获取集料表面三维微观纹理数据,测算4类微观纹理参数.利用机器学习算法,将路面摩擦与宏微观纹理特征建立联系.综合模型训练与测试,评价路面摩擦性能预测模型的准确率.模型的测试标准差为0.047,测试集R2为0.865.研究结果表明,86.5%的测试数据适用于所建立的机器学习预测模型,开发的评价指标及预测模型能够较好地预测路面摩擦性能. 展开更多

关键词 道路工程 路面摩擦 路面宏观纹理 集料表观特性 机器学习

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智能发电路面压电元件保护措施设计及能量输出 被引量：16

6

作者 王朝辉 陈森 +2 位作者 李彦伟 石鑫 李强 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期41-49,共9页

针对压电换能器发电路面存在的技术缺陷,优选适用于道路发电的压电元件并进行结构改进处理,设计出4种保护措施方案,提出了综合性能评价指标并确定最优保护结构,测试评价了典型面层结构组合小尺寸试件电学输出效果,开发制作出能量采集实... 针对压电换能器发电路面存在的技术缺陷,优选适用于道路发电的压电元件并进行结构改进处理,设计出4种保护措施方案,提出了综合性能评价指标并确定最优保护结构,测试评价了典型面层结构组合小尺寸试件电学输出效果,开发制作出能量采集实体电路并探究了其实际应用工作状态。结果表明:直径35mm、厚度0.4mm圆形压电陶瓷片可满足发电路面各项技术要求,结构改进处理方案可有效延长压电元件使用寿命;D型刚性铜片与橡胶垫组合保护结构为最佳保护措施类型;薄层罩面复合AC-13型发电路面电学输出效果最优,可稳定连续输出峰值电压14V、有效输出功率0.44mW的交流电信号;标准能量采集改进电路可高效完成对道路压电微能量的转换和采集功能。 展开更多

关键词 道路工程 发电路面 压电性能试验 保护措施 压电元件 能量输出

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基于数字图像处理的路面裂缝自动分类算法 被引量：22

7

作者 彭博 蒋阳升 蒲云 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期10-18,24,共10页

为了充分掌握路面裂缝信息,给路面养护管理、路面性能评价与预测、路面结构和材料设计提供参考,对路面裂缝图像自动分类与严重程度识别进行研究。首先,将裂缝轮廓进行矢量化处理,从而分离出单个裂缝区域进行特征计算与分析,提取倾角、... 为了充分掌握路面裂缝信息,给路面养护管理、路面性能评价与预测、路面结构和材料设计提供参考,对路面裂缝图像自动分类与严重程度识别进行研究。首先,将裂缝轮廓进行矢量化处理,从而分离出单个裂缝区域进行特征计算与分析,提取倾角、块度、空洞等新的裂缝几何特征;然后,选择裂缝分类特征(裂缝空洞、长宽比和倾角明显程度),基于统计阈值区分线性裂缝和网状裂缝;最后,分别根据倾角和宽度对线性裂缝进行分类和严重程度识别,根据块度特征识别块状裂缝、龟裂及其严重程度。结果表明:裂缝分类和严重程度识别结果准确有效,可在无人为干预的情况下准确、自动、实时地提取路面裂缝种类和严重程度信息。 展开更多

关键词 道路工程 路面裂缝 图像处理 分类算法 轮廓矢量化 块度

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土基模量对水泥混凝土路面轮载疲劳开裂损伤的影响 被引量：6

8

作者 吴玉 蒋鑫 +2 位作者 吴朝阳 刘竹君 邱延峻 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期31-40,共10页

基于有限元软件KENSLABS,构建了水泥混凝土路面轮载损伤计算模型,引入地基季节调整系数与零养护疲劳准则,分析了土基模量整体削弱对路面疲劳开裂指数的影响,探讨了当量轴载系数与多轴通过一次的计算次数对土基模量的依赖性,研究了不同... 基于有限元软件KENSLABS,构建了水泥混凝土路面轮载损伤计算模型,引入地基季节调整系数与零养护疲劳准则,分析了土基模量整体削弱对路面疲劳开裂指数的影响,探讨了当量轴载系数与多轴通过一次的计算次数对土基模量的依赖性,研究了不同土基模量下板厚、水泥混凝土抗弯拉强度、单轴轴重、单轴每日重复作用次数等核心路面设计参数与路面开裂指数的关系。研究结果表明:水泥混凝土路面疲劳开裂指数随着地基季节调整系数的减小而增大,增大速度随地基季节调整系数的减小而加快,当地基季节调整系数从1.0减小为0.8和从0.4减小为0.2时,在单轴、双轴和三轴荷载作用下,路面开裂指数分别增大了2.8、2.9、1.5倍和49.8、269.0、1 351.4倍;当量轴载系数与多轴通过一次的重复计算次数受到板厚与土基模量的影响,在土基模量为60 MPa,板厚为15cm或35cm时,单轴荷载比双轴荷载更易产生损伤,双轴荷载比三轴荷载更易产生损伤,在土基模量为20MPa,板厚为15cm时也是如此,但在土基模量为20MPa,板厚为35cm时,结论则与前相反;水泥混凝土路面疲劳开裂指数随着面板厚度、水泥混凝土抗弯拉强度、单轴轴重、单轴每日重复作用次数而改变的幅度与土基模量直接相关,当土基模量为20、60 MPa时,面板厚度从21cm增加到25cm,疲劳开裂指数分别减小1.18×10、1.18×10^(-2),当混凝土抗弯拉强度从4.0 MPa增大到4.4 MPa,疲劳开裂指数分别减小1.28、2.20×10^(-3),当单轴轴重从80kN增大到160kN时,疲劳开裂指数分别增大5.48、7.36×10^(-3),当单轴荷载每日重复作用次数从50增加到90时,疲劳开裂指数分别增大2.05×10-1、5.07×10^(-4);增设厚度为15cm的水泥稳定基层后,设定工况下的路面疲劳开裂设计寿命增加3.42年;在提高土基模量的同时,宜优先考虑适当增加板厚,严禁超载,设置水泥稳定基层等措施,可以控制水泥混凝土路面受轮载作用的疲劳开裂破坏。 展开更多

关键词 道路工程 水泥混凝土路面 零养护疲劳准则 疲劳开裂损伤 土基模量 地基季节调整系数

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基于1mm精度路面三维图像的裂缝种子自动识别算法 被引量：9

9

作者 彭博 WANG K C P +1 位作者 陈成 蒋阳升 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期23-32,共10页

为了准确地检测路面裂缝,给路面养护管理、路面性能评价与预测、路面结构和材料设计提供参考,基于1mm·像素-1的路面三维图像对裂缝自动识别进行研究。首先,将源图像划分为8像素×8像素的子块以降低图像维度;其次,根据深度验证... 为了准确地检测路面裂缝,给路面养护管理、路面性能评价与预测、路面结构和材料设计提供参考,基于1mm·像素-1的路面三维图像对裂缝自动识别进行研究。首先,将源图像划分为8像素×8像素的子块以降低图像维度;其次,根据深度验证和对称性检测将8像素×8像素的图像子块识别为裂缝子块（即裂缝种子）或非裂缝子块;然后,根据深度和方向相似性连接裂缝片段;最后,设计去噪算法消除孤立噪声,获得裂缝图像。结果表明：所提出的算法具有较高的准确率（均值92.75%）、召回率（均值58.93%）和运行速度（平均2~3s·张-1）,以71.15%的F值优于Otsu分割,Canny边缘检测和另一种子识别算法。 展开更多

关键词 道路工程 路面裂缝 识别算法 图像处理 对称性检测 裂缝种子

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柔性接头地铁隧道穿越地裂缝的地震响应 被引量：3

10

作者 刘妮娜 刘军涛 +2 位作者 黄强兵 韩冬冬 BULUT Rifat 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期34-42,共9页

采用振动台模型试验,模拟地震荷载和地裂缝场地沉降,分析了穿越地裂缝区域且设置柔性接头的分段地铁隧道的动力响应,研究了地裂缝场地沉降、裂缝发育特征、地铁隧道加速度响应特征、土压力与隧道各区段不同部位的应变规律。分析结果表明... 采用振动台模型试验,模拟地震荷载和地裂缝场地沉降,分析了穿越地裂缝区域且设置柔性接头的分段地铁隧道的动力响应,研究了地裂缝场地沉降、裂缝发育特征、地铁隧道加速度响应特征、土压力与隧道各区段不同部位的应变规律。分析结果表明:由地裂缝场地沉降与地震荷载耦合作用所产生的差异沉降和裂缝多集中于柔性接头部位;各区段地铁隧道间的运动具有一定独立性,上盘靠近地裂缝的地铁隧道的加速度峰值是下盘隧道的3.2倍;距离地裂缝越近土压力越大,且在耦合荷载作用下,上盘土压力是下盘土压力的6.7倍;地铁隧道各区段左右拱腰应变较大,底板处应变次之,拱顶部位应变较小;柔性接头设置后各区段应变增率减小,在距离地裂缝较近部位未出现明显的应变增加现象。可见,在地震荷载与地裂缝场地沉降耦合作用下,柔性接头能够减小地铁隧道地裂缝位置处的集中应力与地裂缝场地的变形。 展开更多

关键词 地铁隧道 地震荷载 活动地裂缝 耦合荷载 地震响应

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地铁隧道邻近地裂缝带的地震响应 被引量：1

11

作者 刘妮娜 朱勇锋 +3 位作者 李俊 冯骁阳 马玉杰 BULUT Rifat 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期72-81,共10页

采用数值模拟方法,在不同震级人工地震波作用下,研究了具有近距离平行地裂缝的地铁隧道的加速度、位移和内力特征,计算了地裂缝的影响区域、围岩动土压力变化规律和隧道与围岩接触动土压力变化规律。研究结果表明:在地表距隧道水平距离... 采用数值模拟方法,在不同震级人工地震波作用下,研究了具有近距离平行地裂缝的地铁隧道的加速度、位移和内力特征,计算了地裂缝的影响区域、围岩动土压力变化规律和隧道与围岩接触动土压力变化规律。研究结果表明:在地表距隧道水平距离约25~50m范围内加速度响应存在一个附加放大区域;当输入地震动强度较小时(50年超越概率为63%),地铁隧道拱顶和拱底处相对水平位移都较小(约为0.39mm),但随着输入地震动强度的增大(50年超越概率为2%),拱顶和拱底的相对水平位移均逐渐增大,最终增大至1.53mm;在地震动作用下,隧道结构的左、右拱肩和拱脚处的轴力都较大,其中右拱脚处的轴力最大,为1 926kN;隧道结构的左、右拱腰处的弯矩和剪力都较大,其中最大弯矩与最大剪力在右拱腰处,分别为78.54kN·m与1 830kN;随着地震动强度的增大,隧道结构的内力逐渐增强;地裂缝附近的动土压力较大,并向两侧逐渐减小;在中震作用下隧道拱顶处,地裂缝上盘影响宽度为25m,下盘影响宽度为20m,在拱底处,地裂缝上盘影响宽度为26m,下盘影响宽度为22m;在大震作用下,地裂缝上、下盘影响宽度较中震时增大约35%;地裂缝附近的隧道拱顶和拱底的动土压力变化规律与无地裂缝时基本一致,但隧道结构附近的动土压力较大,其最大值为138kPa;在地震动作用下,隧道结构拱腰处的接触动土压力增量较大,右拱腰处即靠近地裂缝一侧最大,增量为45.27%,拱顶次之,增量为13.41%,拱底最小,增量为6.86%。 展开更多

关键词 地铁隧道 地震荷载 活动地裂缝 地震响应 数值模拟 动土压力

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