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高速公路沥青路面路面管理系统分析与开发

作　者: 朱罡
导　师: 张起森；曾胜
学　校: 长沙理工大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 路面管理系统灰色聚类马尔可夫链路面性能评价路面性能预测
分类号: U416.217
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 285次
引　用: 3次
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内容摘要

自从上世纪八十年代以来,我国高速公路的建设取得了巨大的成就,尤其是高速公路沥青路面的建设正处于空前高速增长期。随着我国高速公路网的逐步完善,公路管理部门工作重心将从大规模建设公路网逐步转向养护、改建、维护和改善现有公路网,这凸显路面管理系统的重要性。因此,本文在开展了对高速公路沥青路面路面管理系统的研究,主要包括五个部分:高速公路沥青路面路况数据采集;高速公路沥青路面使用性能评价;沥青路面使用性能预测;高速公路沥青路面养护优化决策;高速公路路面管理系统的开发。路面性能数据采集是路面管理系统的基础。本文介绍并研究了基于新设备和新方法的路面数据采集方法,对采集的数据进行分析得到路面性能指标,为建立高速公路沥青路面的评价模型和预测模型提供的依据。在路面使用性能方面,对国内先行的评价方法进行了分析,针对当前路况数据具有灰色的特点,并将车辙指标纳入评价体系,建立了灰色聚类评价的模型。在沥青路面使用性能预测方面,系统总结了国内外使用性能预测的研究现状,针对湖南省高速公路路面使用性能数据较少的特点,建立了灰色马尔可夫预测模型,提出利用MATLAB中FAMINCON函数解约束优化问题的马尔可夫状态转移矩阵法。在路面使用性能决策优化方面,本文利用0-1整数规划原理,建立了高速公路沥青路面养护决策优化模型。最后,本文在上述基础上建立了湖南省高速公路路面管理系统,阐述了系统的总体设计和系统的功能,同时叙述了本文研究的结论,对进一步研究的内容进行了展望。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-17
  1.1 研究目的与意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-14
    1.2.1 路面管理和路面管理系统  11-12
    1.2.2 国外的研究状况  12-13
    1.2.3 国内的研究状况  13-14
  1.3 本文的技术路线  14-15
  1.4 本文主要研究内容  15-17
第二章高速公路沥青路面路况数据采集  17-26
  2.1 概述  17-18
  2.2 平整度  18-20
  2.3 路面破损  20-21
  2.4 弯沉  21-23
  2.5 车辙  23-24
  2.6 抗滑能力  24-25
  2.7 本章小结  25-26
第三章高速公路沥青路面使用性能评价  26-44
  3.1 路面性能评价概述  26-27
  3.2 我国现行的高速路面沥青路面评价标准  27-31
    3.2.1 单项评价指标  27-30
    3.2.2 综合评价方法  30-31
  3.3 基于灰色系统理论的路面综合性能评价  31-38
    3.3.1 灰色系统理论的一般原理  32-35
    3.3.2 沥青混凝土路面白化权函数的构造和模型建立  35-37
    3.3.3 沥青路面使用性能的灰色聚类评价方法的步骤  37-38
  3.4 实例分析  38-43
    3.4.1 各指标白化权函数的构造  38-41
    3.4.2 计算过程  41-42
    3.4.3 评价与分析  42-43
  3.5 本章小结  43-44
第四章沥青路面使用性能预测  44-62
  4.1 路面使用性能预测模型的研究现状  44-47
    4.1.1 确定型模型  44-46
    4.1.2 概率型模型  46-47
  4.2 灰色-马尔可夫组合预测模型  47-56
    4.2.1 GM(1,1)模型  47-49
    4.2.2 模型预测精度检验  49-50
    4.2.3 马尔可夫链  50-52
    4.2.4 马尔可夫状态转移矩阵的求解  52-55
    4.2.5 路面使用性能灰色-马尔可夫链预测模型的建立  55-56
  4.3 实例分析  56-60
    4.3.1 工程概括  56
    4.3.2 灰色GM(1,1)预测模型的计算  56-58
    4.3.3 转移矩阵的计算  58-60
    4.3.4 沥青路面路面使用性能的预测  60
  4.4 本章小结  60-62
第五章高速公路沥青路面养护优化决策  62-71
  5.1 路面养护决策的过程  62-63
  5.2 路网养护需求分析以及养护方案  63-66
    5.2.1 影响养护决策因素分析  63-64
    5.2.2 养护对策分析  64-65
    5.2.3 路面养护对策的决策树分析  65-66
  5.3 高速公路沥青路面优化模型  66-70
    5.3.1 0－1 整数规划法的原理  66-67
    5.3.2 效果的计算  67-69
    5.3.3 决策模型目标和约束的确定  69-70
  5.4 本章小结  70-71
第六章湖南省高速公路路面管理系统的开发  71-80
  6.1 系统的总体设计和功能组成  71-73
    6.1.1 地图维护管理  71
    6.1.2 路况信息管理  71-72
    6.1.3 决策与支持  72-73
  6.2 系统的功能介绍  73-79
    6.2.1 系统的进入  73-74
    6.2.2 数据采集  74-75
    6.2.3 统计查询  75-76
    6.2.4 路面性能评价  76-77
    6.2.5 路面性能预测  77-78
    6.2.6 路面决策优化  78
    6.2.7 图表输出  78-79
  6.3 系统主要特点  79-80
第七章结论与展望  80-82
  7.1 本文的主要结论  80
  7.2 有待进一步解决的问题  80-82
参考文献  82-85
致谢  85-86
附录A 攻读学位期间发表论文目录及参加的科研项目  86

高速公路沥青路面路面管理系统分析与开发

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