邢荣军[1]2011年在《高速公路路面破损自动识别与智能评价》文中研究说明交通运输业是我国社会经济发展的基础产业,是推动我国经济发展和社会进步的强大动力。上世纪80年代,高速公路在我国实现了零的突破,并很快进入了高速建设阶段。在过去的11年间,我国高速公路从1992年的652公里增加到2003年的近3万公里。到2009年底,中国的高速公路通车里程已达到了6.5万公里,通车总里程已仅次于美国,名列世界第二位。随着经济社会的发展,人们对道路养护提出了科学养护、从矫正性养护过渡到预防性养护的新需求。因而,快速、准确、无需人工干预的调查路面病害数据,客观准确的评价道路的使用性能,成为了人们亟待解决的问题。本文从路面图像预处理、路面图像分割、路面性能评价和公路管理系统四方面展开研究。首先分析了路面破损图像噪声产生的根源,并对噪声进行了分类。指出路面破损图像的噪声主要分为脉冲噪声和高斯噪声两类。进而,在图像噪声检测的基础上,对传统的噪声滤除方法进行了改进,即利用噪声检测理论对路面破损图像进行自适应预处理。该方法在有效滤除噪声的同时,又很好的保持了路面图像的边缘细节,为路面图像后续的处理提供了基础。在分析路面破损图像灰度分布特征的基础上,综合路面破损图像分割的一般思路,利用广义结构元理论对路面破损图像进行分割。该方法采用动态梯度分割阈值与灰度值分割阈值相结合的分割算法,将两者相结合作为不同像素的分割阈值,进行路面破损图像分割,对路面图像背景复杂、存在阴影、光照不均、对比度不同等具有很好的适应性。最后通过计算机仿真验证了算法的可行性。对于路面使用性能的评价,首先分析了回归分析法、模糊综合评判等方法的优劣后,设计了基于熵权雷达图的路面性能评价方法,该方法执行效率高,评价结果与实际路面性能吻合。最后,构建了基于GIS的数字化公路管理系统。详细分析了系统的整体框架,对各功能模块做了详细的分析设计,并应用C#作为开发语言,Oracle10g作为空间数据库,ArcGIS Server9.3为平台进行开发实现。
谢峰[2]2012年在《基于GIS的高速公路路面管理智能决策模型研究》文中提出近年来高速公路交通量大幅度增加,在过重的交通荷载和自然环境的综合作用下,公路病害尤其是路面病害日益增多,而路面管理工作是路网养护管理中核心内容。但是目前我国公路养护管理事业总体上还处于较低的发展水平,现代信息技术等高新技术的集成与应用比较薄弱,高速公路养护管理部门采用的传统管理手段与养护需求之间的矛盾日益突出,提高高速公路养护管理的科学化、信息化与智能化成为交通部门的一个重要课题。本文以路面管理为目的,在道路工程学和管理科学理论的基础上,以高速公路养护管理决策为主要研究对象,采用现场调研与数值计算相结合的综合研究手段,并运用了现代数学理论、地理信息理论以及人工智能等先进技术,以GIS技术为开发平台,通过系统分析的方法构建既能交互式运行又有自适应能力的决策管理模型,可为路面管理决策者进行路面使用性能评价与预测,并在预定的标准和约束条件下合理确定多目标的路面管理决策优化方案,促使路面管理过程系统化,用以满足现代化、大规模和高质量的路面养护要求,这对于高速公路运营和社会经济的可持续发展都具有很重要的理论和现实意义。本文主要研究内容有：1.阐述了论文研究的背景及研究意义,全面分析了国内外路面管理系统的内涵、组成和发展现状,并对目前国内路面管理系统研究动态进行剖析和对比,确定本文的研究思路和方向。2.通过研究国内外高速公路路面养护管理模式和业务需求的现状,提出以GIS技术为平台的养护管理总体设计,根据高速公路养护管理部门的操作业务流程,制定了系统的数据处理流程和功能组成,并设计了系统的总体框架和混合模式的网络结构模型,确定了系统部署方案和原则。3.根据养护管理数据需求分析,确定了养护管理空间数据库和属性数据库的主要内容,设计高速公路数据采集的录入标准,外业数据包括路面破损、路面弯沉、路面平整度、抗滑性能、交通量等,内业数据有路面结构类型、路段编码、路面维修历史数据等。通过动态分段技术实现对公路空间数据和属性数据的有效关联,实现适合于高速公路养护管理的GIS数据库管理。4.路面状况评价是路面管理系统的必要的功能模块,是进行路况预测、优化对策的基础。以沥青混凝土路面养护实际检测中经常采用和易于仪器测量的路面破损状况、行驶质量、强度及安全四个单项评价为基础,针对影响路面性能的不确定因素,提出符合高速公路养护管理实际工作需求的基于模糊神经网络的路面使用性能综合评价模型。5.针对影响路面性能的主要因素进行分析,根据当前高速公路大多数运营时间较长的实际情况,通过对数据库中的历史数据进行训练、测试,建立可以自学习、自适应的BP神经网络模型的路面性能预测模型,为跨年度的道路养护资金需求提供参考。6.路面的养护决策优化是整个路面养护管理系统的核心,在研究养护决策优化和多目标优化的基础上,针对传统数学规划方法进行的高速公路路面养护决策优化运行效率较低和难以实际运用的不足,建立带约束条件的多目标离散PSO养护决策模型,通过各个粒子在解空间追随最优的粒子进行搜索优化,从而得到在养护资金等多个约束条件下的全局最优养护方案Pareto解,解决了大规模复杂路网的管理策略优化的问题,以实现养护管理决策的智能化。
周岚[3]2015年在《高速公路沥青路面使用性能评价及预测研究》文中认为随着我国高速公路使用年限的延长和交通流量的增加,高速公路病害类型不断增加,病害发展速度不断加快,高速公路将进入养护的“高峰期”,养护管理的任务十分艰巨,对高速公路技术状况的检测技术、诊断技术、养护技术、决策等技术的需求将不断增大。本文的研究目的是构建高速公路沥青路面结构技术状况评价指标体系,建立高速公路沥青路面关键指标的预测模型,提出养护管理决策体系框架,实现养护科学决策。结合已有研究基础,以江苏省高速公路为依托,对高速公路沥青路面使用性能评价与预测进行系统研究。基于国内外路面性能评价及预测研究的现状和发展趋势,分析了目前高速公路检测评估与养护管理工作中的存在问题；通过收集江苏省高速公路路面相关数据资料,开展了江苏省高速公路路面结构与材料、交通量轴载状况、路面性能状况及其发展趋势的研究。结果表明车辙、横向裂缝和修补等病害是现阶段江苏省高速公路路面养护工程中亟需解决的主要问题。依据江苏省高速公路历年路面破损数据,本文对江苏省高速公路沥青路面损坏特征进行了深入分析,提出了新的路面损坏分类结构。结合江苏省高速公路沥青路面性能特点,对路面结构技术状况指标进行分类,分别为路表功能性指标、路面结构性指标、路面结构承载力指标和路面材料性能评价指标；基于分类结果,确定了合理的高速公路路面使用性能单项评价指标。针对我国现行规范路面使用性能评价方法在实际应用过程中所存在的问题,依据路面性能实测数据,采用假设检验法和专家问卷调查,提出了新的高速公路路面平整度状况和车辙状况评价模型和评价标准。针对我国现行规范中路面损坏状况评价方法的不足,提出了横向裂缝评价指数TCEI、路面修补状况指数PPCI和路面表面损坏状况指数PSCI三个新的项目级路面破损评价指标；基于指标权重动态变化的思想,采用层次分析法和熵值法分别确定属性权重和等级权重,提出了一种新的路面破损状况变权综合评价方法。基于分层评价原理,本文采用FWD多点弯沉差值指标作为路面各结构层状况的评价指标,通过各结构层实测弯沉盆反算模量和弯沉盆参数之间相关性分析,验证路面结构强度状况评价指标的有效性和合理性。最终建立了高速公路沥青路面结构技术状况评价指标体系,以路面车辙状况、平整度状况、裂缝状况、修补状况、破损状况、路面结构层状况为关键评价指标,以路面材料高温稳定性能为辅助评价指标。选取实际路况检测数据,分别采用现行规范评价指标体系和本文建立的评价指标体系进行路面性能评价,验证了该评价体系的合理性和适用性。针对江苏省高速公路路面性能数据特点,对常用的预测模型方法的优缺点进行比较,依据路面性能数据特点,确定了高速公路沥青路面使用性能的预测方法。并依据实际路面性能检测数据,分别建立了聚类灰色预测模型、多元回归预测模型和基于灰色理论和多元回归分析的组合预测模型。根据江苏省高速公路路面养护历史资料,对路面养护对策进行了总结分析。基于高速公路路面养护管理决策需求,对路面养护决策指标层次,养护对策决策方法及养护方案的优先排序问题进行了研究。基于已有研究成果,构建了高速公路路面养护管理决策体系框架,并通过实例分析,验证了框架的合理性。本文研究成果是养护决策科学化的具体体现,不仅适用于江苏省高速公路,同时也适用于其他相似省份的高速公路,为管理部门提供了分析工具与依据,为我国高速公路路面养护管理提供了技术支持,具有非常重要的现实意义和理论价值。
王宁宁[4]2008年在《农村公路区域路网养护管理决策研究》文中认为近年来,我国农村公路建设取得突飞猛进发展的同时,极大的促进了农村经济的发展。公路的质量决定了其所能发挥作用的大小,随着使用年限及交通量的不断增加,自然因素的损害等原因,许多农村公路已经出现车辙、龟裂、坑槽等病害,其性能、服务能力正逐渐降低。目前,我国公路管理部门对农村公路的管理缺少系统的检测、评价和科学的养护管理,公路养护管理主要依靠工程师对公路状况的定性了解和经验来进行。在决策过程中,常常由于经验限制及缺乏对公路破损状态和程度的定量掌握,使公路养护方案不尽合理,由此造成了养护资金浪费、公路质量下降等一系列不良后果。为了改变传统落后的公路养护管理方式,本文系统的研究了农村公路路网养护管理决策方法,以适应现代化、大规模和高质量的公路养护管理要求。公路养护管理是公路管理的一个子系统,其决策的关键是有效利用养护资金,使公路处于最佳服务水平或产生最大的经济效益。本文针对我国农村公路养护管理现状,以地区级范围内的农村公路路网养护管理决策问题为研究对象,通过对公路技术状况的检测,对使用性能进行评价和预测,在此基础上构建了农村公路路网养护管理决策研究的框架,对养护资金进行优化分配。本文在分析农村公路养护管理现状和农村公路技术状况的基础上,主要研究了农村公路路面使用性能评价、使用性能预测和养护管理决策等方面的问题。在路面使用性能评价方面,本文采用了基于属性评价和综合权重计算的模糊综合评价法;在路面使用性能预测过程中,采用将灰色系统预测模型与马尔科夫概率预测模型相结合的方法,并通过两者的结合得出一种计算转移概率矩阵的简单方法。公路养护管理决策是本文研究的核心内容,其目标是在一定研究规划期内制定科学合理的养护维修计划和资金分配方案。在公路养护管理决策中本文首先根据路网养护管理决策的特点对养护管理进行养护需求分析及养护措施分析;其次确定路网养护中各路段的优先顺序;最后,重点研究了养护资金分配优化问题,建立起养护资金分配优化的0-1线形规划模型,并采用了遗传算法求解该模型,实现养护资金分配优化的目标。
朱莹[5]2014年在《高速公路养护管理系统的研究与运用》文中研究说明本文通过对国内外高速公路养护系统的发展现状进行研究，探讨我国现有的高速公路管理模式及特点，详细分析目前我国养护体制存在的弊端。高速公路作为我国建设的基础设施，养护管理体制不健全，养护人员整体素质不高，缺少专业化的养护知识，至今也没用全国统一的养护标准和技术准则，养护机械设备比较落后。对于我国养护体制的不足，可以借鉴国外先进的养护技术和管理模式，再结合我国公路的具体情况和特征，提出相对应的改进方法。同时加快构建健全良好的养护体制，提高养护设备机械化水平，结合专业化的技术人员，采用先进的科技设备，以养护经验为参考依据，不断发展新的养护技术。在高速公路养护管理系统中心建立数据库，并将管理的范围划分为项目级管理系统与网级管理系统，对路面的属性数据如公路的宽度、车道数和路面状况数据如路面的抗滑性能、服务指数、病害等必要信息进行统一管理工作，进行数据自动化监测，将当代高速公路信息化与管理科学现代化结合在一起。利用这个现代化的数据库平台，可以及时了解和掌握高速公路当前的运营状况和病害程度。针对不同结构类型的公路病害如槽坑、车辙、龟裂、翻浆等的成因进行分析，并以沥青混凝土和水泥混凝土这两种主要的路面类型为例提出路面病害的解决对策，详细阐述了路面养护工作的重要性。并提出预防性养护的观点，对路面进行实时监控，针对路面出现的裂缝、沉降等各种病害，采用灌浆、罩面等方式，及时控制路面病害的蔓延，实行“预防为主，防治结合”的政策，通过对比预防性养护和路面大修养护的经济效益和社会效益，强调了路面预防性养护的重要性。本文以湖北省汉十高速为例,通过系统研究了汉十高速公路路面结构、气候、交通、工程等影响路面性能因素以及路面平整度、抗滑性能、弯沉指数等各项使用性能指标，并根据路面影响因素的权重分配，对路面养护维修费用进行解剖，强调了高速公路养护的经济效益，并提出可持续发展的新型养护体制。通过对路面使用性能及结构破损状况进行模拟、评估，结合路面的养护需求、对策分析以及养护费用的优化分配，为高速公路的养护决策提供了最科学、有效的依据，让高速公路的养护管理系统有了更大的发展空间。
王栋[6]2000年在《公路管理系统路况破损检测与评价》文中研究表明随着我国公路建设的网络化建设，公路养护管理的科学化、系统化、资金利用最优化十分重要。路面管理技术的研究始于六十年代末，我国在“六五”期间开始进行沥青路面养护管理系统研究，“七五”期间使其研究高层次专题化。开发了、研究了“24—3—4”干线公路（省，市级）路面评价养护系统；本人为主研人之一。经过十年多的研究及应用工作，本文分析了国内外提出的路面使用性能评价模型，分析了正在国内推广应用的CPMS系统的使用性能预测模型及CPMS系统养护决策模型。通过对预测及决策的分析，对如何正确进行路况数据调查，怎样进行路况病害分类，数据库数据的二次修改补充方面作了大量的实际工作。另一方面，本文介绍了路况三大指标（病害、强度、平整度）的各种检测方法和检测设备。CPMS系统在公路养护管理中的实际应用具有实际意义。
喻翔[7]2005年在《高速公路路面养护管理系统决策优化的研究》文中指出路面管理系统(PMS)是一种科学的管理方式和辅助决策工具,能够有效改变传统的经验决策模式,发挥路面资源的最佳效益,保证路面管理决策的系统化、科学化和现代化。作为PMS的一个子系统,路面养护管理系统(PMMS)决策的关键是有效利用养护资金,使路面处于最佳服务水平或产生最大经济效益。随着我国高速公路建设的发展和高速公路网的逐渐形成,高速公路的养护管理问题显得越发突出和重要。由于目前我国尚缺乏统一的高速公路养护技术标准和规范,而且各地的高速公路养护管理模式都有所不同,因此本文的研究对高速公路自身和区域社会经济的可持续发展都具有重要的理论意义,对高速公路主管部门和具体养护部门的管理决策工作有积极的现实意义。 本文针对我国高速公路路面养护管理的现状,以省级范围的高速公路网级路面养护管理决策问题为研究对象,在路面使用性能评价和预测的基础上,构建了高速公路网级路面养护管理系统决策优化研究的主要框架,建立了路面养护资金分配优化模型,讨论了模型的求解算法,并结合四川省高速公路养护管理的现状,运用本文提出的方法与模型,进行了网级路面养护管理决策的案例分析。 论文研究的两个关键问题是:路面使用性能预测与评价、路面养护管理决策优化。 在路面使用性能评价方面,论文提出了一种适用于我国高速公路路面使用性能评价的基于属性评价和客观性权重计算的模糊综合评价方法,将属性综合评价的思路与方法用于属性测度计算,采用向量夹角余弦的客观性权重计算方法,并探讨了权重系数的调整确定原则;在路面使用性能预测方面,论文提出了一种将灰色系统预测模型与马尔可夫概率预测模型相结合的方法,并给出了一种计算转移概率矩阵的简化方法。 论文研究的核心内容是高速公路网级路面养护管理系统的决策优化问题,其目标是在一定规划期内制定科学合理的路面养护维修计划和资金分配方案。首先根据各种决策优化方法在该领域的应用情况,构建了网级路
李红梅[8]2017年在《基于物元模型的网级高速公路沥青路面养护决策研究》文中提出随着高速公路网的不断完善,高速公路的里程不断增加,各高速公路路面都存在着不同程度的损坏,但每年的养护预算是有限的,难以满足所有高速公路的养护需求。因此如何把给定的道路养护预算分配到路网中最需要处治的路段上,是高速公路管理部门急需解决的难题。本文以江苏省高速公路为依托,基于项目级路面养护管理决策支持系统的研究成果,对高速公路沥青路面网级决策问题进行系统研究。网级路面养护决策是一个多因素、多属性的决策问题。根据路网的具体特点,采用工程经验结合专家调查法,对影响路面养护决策的因素,包括路面性能和结构强度、路面结构材料、交通轴载、路龄和道路的地位等进行深入研究,提取其中的主要影响指标作为网级养护决策的特征指标。运用主客观联系和概率统计方法,研究各因素对路面养护决策的影响,采用曲线拟合的方法,对各影响指标进行规范化评价,将评价指标的特征值变换到[0,100]区间上。对路面结构材料、交通轴载和路龄的的决策影响参数,根据拟合精度,选取幂函数、对数函数和立方函数进行拟合。采用层次分析法计算得到各影响因素的权重。网级决策各影响因素包括路面性能,路面结构强度,路面结构材料,交通轴载,路龄和道路等级对应的权重向量为WP=[0.5176,0.1840,0.1271,0.1020,0.0405,0.0287]T。进行历史养护费用和路面残余寿命对网级决策各影响因素的敏感性分析,分析结果与层次分析法得到的权重分析结果基本吻合。运用物元分析理论,采用各决策影响指标的规范化分值和权重,对物元模型建立过程中的各影响评价指标与养护路段的关联度进行分析确定,从而对各高速公路路段的养护紧迫性程度进行综合排序。通过对路面性能直接检测指标主要包括车辙深度和平整度的比较,选取车辙深度RD作为路面养护效益分析的路面性能指标。对于路面使用性能综合评价指标,主要采用路面破损状况指数PDCI计算路面养护的效益。从回归模型精度以及回归模型的显著性上来比较,选取立方模型进行回归分析建立路面车辙深度RD和破损状况指数PDCI的发展曲线。通过对工程经济分析方法的比较,选用年度等额费用法和效益费用比法对江苏省常见的预防性养护措施的费用-效益分析比较,在轻、中交通条件下,选择预防性养护措施时需要优先考虑微表处和薄层罩面;在重、特重交通条件下,则应主要选择普通罩面和就地热再生。通过对主要的几种确定型预测模型的分析比较,选取灰色预测模型对路面车辙深度的发展进行预测。根据路面性能预测,采用决策树进行项目级决策,确定需要养护的路段,并为每个路段选择适宜的路面养护措施,制定未来几年的路面养护需求计划。对高速公路网级路面养护决策优化问题提出了基于动态规划思想的决策规划模型,并采用整数规划的算法进行求解,以多年内总的效益费用比最大为目标。基于物元模型得到各需要养护路段的综合排序,把排序结果应用到路网的养护计划的优化分析过程,能够大大减少计算量。把动态规划法用于网级系统决策优化,得到未来3年系统内江苏省14条高速公路的路面养护资金分配计划,显示模型的的合理性和实用性。本文的研究成果可用于建立合理的网级高速公路路面养护管理系统,为我国今后的高速公路路面养护管理提供技术支持,对我国高速公路沥青路面的养护与管理具有非常重要的意义。
瞿荣辉[9]2007年在《宁波市公路养护管理现代化研究》文中指出改革开放以来，我国交通基础设施建设基本跨越了“瓶颈制约”阶段，迅速发展到“逐步缓解”阶段，为国民经济的快速发展立下了汗马功劳。近年来，各地参照国外发达国家先进经验，纷纷开展了交通现代化研究，公路养护现代化是交通现代化的重要环节，却尚未引起人们的足够重视。以此为背景，本论文就宁波市公路养护管理现代化进行研究。本论文主要对公路养护现代化的内涵和评价模型、宁波市公路养护管理分析决策模型、宁波市公路养护现代化分析三个基本问题进行了研究。在公路养护现代化的内涵和评价模型分析方面，利用管理学和现代化研究理论，明确了公路养护现代化概念，构建了公路养护现代化评价指标体系。在公路养护管理分析决策模型方面，进行了养护管理决策需求分析、决策方法探讨，建立了基于路况实时数据的公路养护决策评价指标体系和决策模型，并引入智能决策理念，初步构建了公路养护管理智能决策支持系统框架。根据前二个问题的研究结果，在深入分析了宁波市公路养护管理现状的基础上，参照宁波市交通现代化建设目标，明确了养护现代化建设总体目标、实现时间及量化目标值，进行了2002年、2005年养护现代化综合指数验证，进而提出了2010年中期目标及近期推进养护现代化进程措施。目前，我国对公路养护现代化理论和方法研究很少，本论文将以往的管理现代化理论进行整合利用，用定性与定量相结合的方法，初步构建了公路养护现代化研究体系，而且实例研究结果为公路管理部门提供了科学的决策参考依据。
王嘉祺[10]2006年在《城市道路路面管理系统研究》文中研究表明我国城市发展的速度是惊人的,城市道路网是组织城市各部分的“骨架”,代表着一个城市的形象,城市道路的维护与管理成为当今世界日益重要的课题。经过实践证明,路面管理系统是一个统筹养护资金分配,维持路网服务水平的有效工具。因此,本论文开展了对城市道路路面路面管理系统的研究,其主要内容包括四个方面:现代城市道路路面管理系统数据的采集方法;城市道路路面性能评价;城市道路路面性能预测;城市道路路面养护决策分析。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,提出适合我国目前城市道路现状和未来需求的路面数据调查方法。根据采集到的数据分析得出的路面性能指标为建立城市道路的评价体系和预测模型提供了全面的依据。以往的路面管理系统的评价体系比较宽泛,没有针对城市道路专门提出相关的评价指标。本文参照有关规范提出了基于检测数据的城市道路结构强度评价指标PSSI,行驶质量评价指标RQI和损坏状况评价指标PCI这三项分项评价指标为主和以PQI为综合指标的城市道路路面性能评价体系。对于综合指标PQI的评价改进了原有的层次分析法的评价方法,采用了更为科学的方法来确定各分项指标的权重以适应城市道路路面养护管理的需求。路面性能预测模型是城市道路养护决策的关键,本研究针对城市道路的特点,采用了分类回归分析以及马尔可夫过程预测城市道路各性能指标。随着历史数据的不断完善,预测模型的准确性也将不断提高。城市道路管理系统的最终目的是给决策者提供进行路面养护决策的参考,本文第五章研究了城市道路养护决策的过程、各组成部分并且提出了预防性养护的概念,这样才能全面提高我国城市道路的养护水平。
参考文献：
[1]. 高速公路路面破损自动识别与智能评价[D]. 邢荣军. 重庆交通大学. 2011
[2]. 基于GIS的高速公路路面管理智能决策模型研究[D]. 谢峰. 西南交通大学. 2012
[3]. 高速公路沥青路面使用性能评价及预测研究[D]. 周岚. 东南大学. 2015
[4]. 农村公路区域路网养护管理决策研究[D]. 王宁宁. 重庆交通大学. 2008
[5]. 高速公路养护管理系统的研究与运用[D]. 朱莹. 湖北工业大学. 2014
[6]. 公路管理系统路况破损检测与评价[D]. 王栋. 河北工业大学. 2000
[7]. 高速公路路面养护管理系统决策优化的研究[D]. 喻翔. 西南交通大学. 2005
[8]. 基于物元模型的网级高速公路沥青路面养护决策研究[D]. 李红梅. 东南大学. 2017
[9]. 宁波市公路养护管理现代化研究[D]. 瞿荣辉. 长沙理工大学. 2007
[10]. 城市道路路面管理系统研究[D]. 王嘉祺. 东南大学. 2006