基于多重分形与SVM的高速列车运行状态识别方法

为了评估高速列车服役性态问题,提出基于多重分形与支持向量机(SVM)的高速列车状态识别新方法.该方法计算了高速列车振动信号的多重分形谱,分析了多重分形谱参数与列车状态之间的关联关系,提取了多重分形谱宽度、分形维数差和谱偏斜度作为高速列车状态的特征,使用支持向量机来对高速列车状态进行识别.获取了某型列车的正常状态、抗蛇行减震器失效、空簧失效3种典型的多重分形特征,训练了不同速度下的SVM和单一速度为160 km/h的SVM,并进行了工况识别实验.所提方法对高速列车的状态识别率大于88.8%,表明了该方法的有效性.      

基于神经网络的沥青路面破损图像识别研究

提出了一种减少沥青路面破损图像识别计算量的图像分割方法.将路面图像等分为64×64像素的子块图像,并用灰度方差值描述子块图像特征.设计了基于BP神经网络的子块图像模式分类器,利用子块图像模式分类结果所组成的矩阵作为路面破损图像分割结果.并将路面破损图像子块分布特征作为路面破损图像的整体特征,在此基础上设计了基于全局优化算法的路面破损前馈神经网络分类器.最后进行了路面破损图像识别试验,识别率达到96.7%.     

空中交通流非线性分形特征

为了给空中交通流建模与预测提供科学依据,建立4种时间尺度的时间序列,采用替代数据法进行了非线性检验,确定5 min尺度的时间序列作为后续研究对象;应用小波分解方法研究了时间序列的自相似性特征,通过R/S方法计算了全局和局部Hurst指数,研究了时间序列的长相关性特征;应用关联积分的二阶差分法计算了时间序列的无标度性区间;采用多重分形谱方法研究了时间序列的多重分形特征,应用Grassbeger-Procaccia （GP）算法计算了时间序列的关联维数. 研究结果表明:5 min时间尺度的时间序列具有非线性因素的概率为99.2%,其他3种时间序列的非线性尚不明确;从小波分解图可定性观察出时间序列具有较强的自相似性;全局Hurst指数为0.756 5,局部Hurst指数均大于0.5,表明时间序列具有长相关性;关联积分二阶差分法能够有效识别出无标度区间,说明时间序列具有无标度性,不同嵌入维数对应的无标度区间是不同的;多重分形谱图呈现钟型,说明具有多重分形特征;关联维数为6.89,表明至少需要7个变量才能清晰描述本时间序列对应的空中交通流.      

基于调制白噪声与查表法的非平稳路面不平度建模方法

针对实测道路功率谱密度频率结构不同与汽车行驶速度变化引起的非平稳问题, 分析了现有路面不平度模型的准确性, 提出了一种基于调制白噪声与查表法的非平稳路面不平度建模方法; 结合白噪声生成方法和离散功率谱密度的计算公式, 推导出了能够确保路面不平度计算功率谱与设计功率谱完全吻合的Band-Limited White Noise模块参数设定方法; 通过不同设定值组合的白噪声功率谱密度与路面不平度功率谱密度计算结果对比, 验证了所提出的Band-Limited White Noise模块参数设定值的准确性; 为解决频率指数不等于2的空间域内非平稳路面不平度建模问题, 提出了由1个基准项和若干个精度校正项组成, 且调制传递函数模的平方逼近具有任意频率指数的道路功率谱表达式; 为获取考虑车速变化影响的频率时变的时域内非平稳路面不平度输入模型, 基于空间路面不平度固定不变的原理, 提出了利用查表法, 获得变车速工况下时域内非平稳路面不平度; 通过空间域内非平稳路面不平度建模及考虑车速变化的非平稳路面不平度建模应用, 验证了所提建模方法的优越性。研究结果表明: 使用基于调制白噪声的非平稳路面不平度建模方法构建的空间域路面不平度功率谱曲线, 与应用实例中的设计目标曲线吻合良好, 且结合查表法可以有效地解决时变车速带来的时域内非平稳路面不平度建模问题。      

粗集料表面纹理的分形评定及沥青混合料性能试验

采用激光轮廓仪测量了7种不同粗集料的表面纹理曲线,应用结构函数法分析了粗集料表面纹理的分形特性,采用特征粗糙度综合表征了粗集料表面纹理的粗糙度、形状和坡度特性,并考察了特征粗糙度对沥青混合料性能的影响。分析结果表明:粗集料表面纹理在一定范围内具有分形特性,其特征粗糙度与沥青混合料动稳定度和冻融劈裂强度比具有显著的线性相关性;随粗集料表面纹理特征粗糙度的增加,沥青混合料高温抗变形能力、抗水损害能力和低温抗裂性能逐渐增强。     

摩擦面波状磨耗的分形描述方法

在自行搭建的销-盘试验机上进行自激励振动条件下的滑动摩擦试验,通过销-盘的摩擦运动来模拟轮轨间的平均接触应力。利用激光位移传感器测量盘试件摩擦面的波状磨耗尺寸,得到了不同试验条件下盘试件摩擦面的波状磨耗曲线。运用功率谱法对摩擦面的波状磨耗进行分形描述,根据功率谱指数与分形维数的关系计算不同试验条件下波状磨耗的分形维数,分析了分形维数与转速、法向载荷、转数等参数的关系。试验结果表明:在相同法向载荷下,利用功率谱法求得的分形维数随转速的增加而增大;在相同转速下,分形维数随法向载荷的增加而增大;在相同转速和法向载荷下,分形维数随转数的增加而减小;盘试件摩擦面波状磨耗的分形维数为1.79~1.92,分形特征显著,分形维数越大,盘试件摩擦面波状磨耗越严重,波状磨耗波长越长。利用功率谱法求得的结果与试验结果一致,可用分形维数定量描述摩擦面的波状磨耗。     

基于多特征检验的三维沥青路面裂缝检测

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.      

特征融合与约简的纹理分类方法研究

提出了一种新的基于多特征融合的纹理分类算法.首先,通过灰度共生矩阵(GLCM)、高斯马尔科夫随机场(GMRF)和二进制小波(Wavelet)抽取纹理特征,采用基于K近邻域(K-NN)分类器的留一法交叉验证错误率作为顺序前向搜索算法(SFS)的评估函数进行特征约简,从而有效地将多特征进行融合,最后利用K-NN分类器对融合后的特征进行分类.对Brodaz纹理库的测试结果证实:(1) GCLM,GMRF和Wavelet方法提取的纹理特征具有互补性与协同性;(2)与单独的纹理特征提取方法相比,多特征融合与约简的方法取得了更高的识别精度;(3) 与简单的特征联合方法相比,文中提出的方法识别率可提高约4%;(4) 与经典特征降维方法(主成分变换(PCA)、Fisher判别(LDA)法)相比,文中提出的方法在识别精度和识别效率方面更具有优势,是一种实用的纹理分类方法.     

基于"3S"的大型水上桥梁识别系统

目标识别长期以来一直是图像处理研究的热点之一,在军事和民事方面有重要的应用.文中基于大型桥梁的先验知识,研究了通过水域的纹理特征来检出水域的方法,再应用"3S集成技术",通过数字高程模型(DEM)检出桥梁域,从而提供了对大型水上桥梁识别的一种新方法.     

岩石表面轮廓线坐标数据分形维数算法探讨

对岩石表面轮廓线对应的原始数据采用多种分维计算方法进行分析,并利用MATLAB平台编程计算各类岩石表面轮廓线坐标数据的分形维数,结果表明采用计盒维数法可靠可行。岩石表面纹理维数越大则粗糙程度越复杂,据此可为路面层石料的优选提供新的方法和指标。     

旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层技术探讨

旧水泥混凝土上加铺沥青混凝土面层,是改造旧水泥混凝土路面行之有效的方法之一,在公路的改建、扩建中大部分地区已普遍采用.虽然目前我国尚未有比较成熟的相关设计规范和方法,但近年来国内许多科研、设计单位面对广大工程改造的迫切需要,在这方面的研究中取得了不少有益的、值得借鉴的经验供同行参考.     

龙高公路路况调查及路面处治

以龙高一级公路大修工程为例,阐述了一级公路大修的过程,以及在路况调查、路面处治中需考虑的问题.     

辽宁省农村公路沥青路面病害特点及养护对策的研究

通过对辽宁地区农村公路沥青路面的病害现状调查,结合2003~2006年辽宁省已建成农村公路网调查情况,介绍了辽宁省农村公路沥青路面的常见病害,较详细地分析了病害产生的原因,并提出了相应的养护维修对策。     

高速公路路面结构与路面主要病害成因分析

随着日益增长的交通量以及大型化、重载超载车辆比例的不断增加，交通对路面的要求越来越高。因此，设计与采用更加科学合理的路面结构，不断提高路面的使用性能，减少路面病害的发生，成为技术人员研究的主要课题。     

沥青再生剂对乌鲁木齐市政道路路用性能影响的研究

文章结合鸟鲁木齐市市政道路沥再生试验段工程,介绍了乌鲁木齐市沥再生试验路的检测方法及检测依据,对比分析了沥再生对鸟鲁木齐市政道路沥青路面的各种使用性能的影响,综合评价其在新疆这种干旱少雨的气候条件下的改善效果和适应性,为日后鸟鲁木齐及类似地区市政道路的养护、施工和路面检测提供参考。     

沥青路面结构设计方法探讨

我国的沥青路面结构设计方法是基于力学的方法,而按照该方法设计沥青路面往往使用不到10年就需要进行大中修,甚至使用2~3年就出现早期损坏,远远未能达到设计寿命。就我国沥青路面出现的问题进行探讨,分析现行路面设计方法存在的缺陷,在此基础上对沥青路面设计方法的发展前景作初步的展望。     

中湿和干燥状态下路面结构的设计比较

路基是公路的承重主体,对现有规范和材料的各参数进行比较,有助于设计出在路基中湿和干燥两种状态下均能满足要求的路面结构。     

路面保护及其效益分析

通过对路面保护、路面保护计划及其相关的养护活动等概念的介绍．并结合美国的一些经验对路面保护的效益进行深入分析,从而有效论证实施路面保护的重要性及必要性,对于路面保护的开展和推广具有积极的意义。     

离散Hopfield神经网络在沥青路面使用性能评价中的应用

为使沥青路面使用性能评价更加科学合理,提出了基于离散Hopfield神经网络的评价方法,该方法综合了行驶质量、路面破损状况、结构承载力和路面抗滑性能等4个主要内容对路面使用性能的影响。通过设计离散Hopfield神经网络对沥青路面使用性能进行了综合评价,最后通过实例计算并将计算结果与传统方法的评价结果进行比较。结果表明:该方法合理有效,且相对于传统的方法操作简单、成本更低、易推广,具有一定的优越性。     

沥青路面水损害及其预防

通过理论分析和实践调查,从面层进水、结构层排水、沥青的剥落、不合理施工及养护等方面分析沥青路面水损害的成因,从路面的设计、施工、养护等方面提出了有效的预防措施,为今后的道路施工和养护提供参考.