基于国际平整度指数的华北地区路面不平度统计分析研究

介绍了路面不平度和国际平整度指数。详细论述了国际平整度指数的计算方法,其中内容包括测量设备、计算模型以及基于实际道路测量数据的计算实例。根据模糊聚类、层次划分的方法挑选出华北地区典型道路,对典型道路进行测量、计算得到国际平整度指数。对典型道路各路段的国际平整度指数进行统计分析,获取了华北地区道路路面平整度水平及分布特征,并分别按照技术等级、行政等级、铺装类型进行了分析,掌握了各种等级、类型道路的平整度状况和国际平整度指数分布区间。通过处理、分析得到的华北地区道路路面不平度特征数据可为汽车行业、公路行业提供极具价值的参考。     

由国际平整度指数模拟路面不平度方法研究

为了将实测得到的国际平整度指数IRI值引入到路面不平度模拟中,从而在车一路或车一桥相互作用的耦舍体系中更准确地模拟由路面不平度引起的车辆动荷栽,提出了一种通过实测IRI值得到该段路路面不平度的方法.由IRI的计算方法入手,通过建立1/4车模型来分析路面不平度的输入和车辆、地面的振动响应,并通过路面不平度标准差与IRI的关系等式作为中介,将IRI引入到路面不平度的模拟中,采用周期图表法,利用功率谱密度函数和傅立叶逆变换,进一步模拟出路面不平度.最后进行了实例模拟,通过程序分析,验证了该方法的有效性.     

路面国际不平度指数的两种描述及其应用

为理解和应用路面国际不平度指数,研究了路面国际不平度指数的时间域和时间频率域描述。基于路面国际不平度指数的标准车辆模型,建立了路面国际不平度指数的时间域描述和车辆模型的运动微分方程。在空间频率域,建立了路面不平度功率谱密度表示;在时间频率域,建立了路面激励功率谱密度表示。通过路面国际不平度指数标准车辆模型推导出悬架动挠度速度的频率响应表示,建立了路面国际不平度指数的时间频率域表示,分析证明了路面国际不平度指数和路面激励功率密度等效。利用美国LTPP项目实测路面不平度数据,求取了路面国际不平度指数时间域和时间频率域的结果,通过两者对比说明了国际不平度指数时间频率域描述的正确性和有效性,对实测路面不平度数据引入中值滤波可更好确定时间频率域路面国际不平度指数。     

国际平整度指数建模与影响因素综合分析

为了掌握国际平整度指数(IRI)主要影响因素的作用规律,建立1/4车模型的动力学方程及国际平整度指数的数学计算模型,解析IRI的不平整激励、行驶速度及行驶时间3类影响因素;在分析传统解析法和数值法求解IRI模型不足的基础上,提出基于Matlab/Simulink仿真模块的模型求解流程。分别以正弦函数形式路面、随机函数形式路面和实测高程路面生成相应不平整激励的数据集,定量综合分析国际平整度指数在行驶速度、波长、振幅和空间位置等影响因素作用下的分布特性。结果表明:(1)在3种不同路面激励下,国际平整度指数与速度整体上呈先增大后减小的趋势,而非传统的单调递增关系;(2)对正弦函数不平整激励,不同速度下IRI值与振幅成正比,IRI的敏感波段均位于0.5~2.7 m的短波范围,可用于解析实测路面的起伏波长和振幅对IRI值的作用关系;(3)对随机不平整激励,平稳的随机噪声使得每个分段内不平整激励的规律相同,IRI值随速度梯度的变化明显,可用于解析实测路面的随机噪声与IRI的作用关系;(4)与基于函数模拟的不平整激励相比,实测路面的国际平整度指数与速度的关系具有显著差异,IRI具有数值小、上升和下降速度相对缓慢的特征,实测路面不平整激励可看作是正弦函数和随机路面不平整激励的复杂组合。     

基于路面不平度自功率谱密度函数计算国际不平度指数的研究

提出了一种基于路面不平度自功率谱密度函数PSD计算国际不平度指数IRI(International Roughness Index)的方法。通过建立1/4车辆模型来分析路面不平度的输入和汽车振动的响应,由动态响应模型的理论分析得到路面不平度的自功率谱密度函数PSD(Power Spectral Density),再应用随机理论等方法,推得基于路面不平度自功率谱密度函数PSD的IRI值。用PSD计算IRI,能够使车辆和道路部门比较他们对路面不平度的各自评价标准,从而作为其设计、改进产品的依据,IRI的求得,为公路运输部门对道路的养护决策提供了依据。     

基于增广卡尔曼滤波并考虑车辆加速度的路面不平度识别

为实现车辆在实际加减速行驶工况下路面不平度的准确识别,提出了一种考虑车辆加速度、基于增广卡尔曼滤波算法的路面识别方法.以车辆纵向加速度作为已知输入,车身垂向振动和俯仰振动响应作为观测向量,设计增广卡尔曼滤波观测器估计路面不平度信息;求取固定位移窗长度内的国际平整度指数,实现了对路面的等级分类.仿真结果表明在典型非匀速工...     

基于动荷系数的路面行驶质量水平评价

根据国际平整度指数(IRI)与路面功率谱密度的关系,基于1/4车辆振动模型,推导了动荷系数与IRI、车辆运行速度的关系式,并结合我国现有路面行驶质量水平评定标准,考虑路面平整度和车辆运行速度的综合影响,提出了基于动荷系数的路面行驶质量水平评价诺谟图。     

基于幂函数的路面不平度白噪声激励模拟方法

对基于有理函数的路面不平度白噪声激励模拟方法进行了分析,指出了该方法存在的不足.提出了一种基于幂函数的路面不平度白噪声激励模拟方法,并对其两轮路面不平度输入的白噪声激励模拟方法进行了推导.通过对不同等级路面的仿真,验证了所提出方法的可行性.     

基于MATLAB的路面不平度数值模拟及验证

路面不平度是衡量路面质量的重要指标。文中使用MATLAB平台,建立了A,B,C级路面的路面不平度仿真模型,并采用滤波白噪声生成法模拟出A,B,C级路面的路面不平度功率谱。这种模拟仿真方法产生的路面不平度能够非常接近目标谱,很好地满足谱一致原则。     

变权重组合S型曲线在路面平整度预测中的应用

通过对路面平整度指数IRI随时间发展规律及其特点的分析与研究，得出平整度的发展基本经历了先慢后快再慢的过程，基于3种“S”型增长曲线模型，提出一种预测路面平整度发展规律的变权重组合预测方法，并建立了变权重组合“S”型增长模型，从而可根据有限的实测平整度观测数据预测路面平整度的发展过程。工程实例分析结果表明，使用该模型，其预测曲线与实测数据曲线基本吻合，可用于路面平整度的预测，为解决我国平整度模型预测精度不高提供一种有效而实用的方法。     

基于 ReliefF-RBF的路面不平度识别算法研究

路面不平度对道路车辆行驶安全性及车辆动力学响应具有重要影响。通过将路面不平度识别与先进悬架控制结合，有望能进一步提升乘员舒适性和车辆的操纵稳定性。现有基于数据驱动的路面分类方法难以高效处理时变参数与车速，现有基于模型的路面识别算法需要已知精确车辆模型，在实际应用中面临车辆物理参数难以获得的问题。提出一种融合模型和数据驱动的路面分类算法，采用基于模型的方法反算等效路面轮廓，结合数据预处理方法，对车辆响应和反算等效路面轮廓数据进行滤波；对等效路面轮廓和响应信息进行时域频域特征计算，采用 ReliefF 算法进行关键特征提取，构建基于径向基函数神经网络的路面分类器，进行路面分级识别；通过仿真试验和实车试验验证了不同车辆参数和车速下所提出的算法鲁棒性。     

基于BP神经网络的路面不平度识别

将BP神经网络作为识别路面不平度的工具，确定了用于识别的评价指标。建立了前后轮路面不平度滤波白噪声模型和汽车平顺性4 自由度平面模型，通过仿真获得车辆响应和前后轮路面不平度，作为BP 神经网络的输入和输出。采用3 层BP 神经网络识别路面不平度，先后构造了44 种车辆响应输入方案进行训练和测试，通过评价指标选出最优输入方案。研究结果表明，在车辆行驶的常用路面和车速条件下，识别前后轮路面不平度的最优输入方案由车轮垂直加速度、车轮垂直位移和悬架动挠度组成。     

费尔哈斯模型在路面平整度预测中的应用研究

通过对路面平整度随时间发展规律及其特点的研究,发现平整度的发展基本经历了先慢后快再慢的＂S＂形曲线的过程。由于多种因素的影响平整度的预测可以看作是一灰色系统。用灰色系统理论中的费尔哈斯模型方法建立路面平整度的预测模型,能运用较少的平整度观测数据建立起可靠性较好的预测模型,具有理论和实践意义。     

基于德尔菲法的路面不平度预测

为建立我国汽车路面谱数据库,需要路面不平度的相关信息.为此,在江苏省道路基本情况调查的基础之上,分析了影响路面平整度的因素,并选择公路技术等级、公路使用年份和路面铺装情况作为预测路面平整度的自变量.采用德尔菲法对车辆在道路上行驶质量的影响程度进行分析并用试验验证其可靠性,从而确定了铺装类型、技术等级、道路使用年份与路面平整度之间的定性关系,建立了路面行驶质量指数分布图.试验结果表明.该方法对于路面平整度的评估效果明显,符合实际.     

基于RBF神经网络识别路面不平度的研究

针对应用RBF神经网络识别路面不平度的输入选择、输入方案确定和识别效果评价3个问题，提出了一种解决方法。对RBF神经网络和训练过程进行了分析，选择车辆可以测试的车辆响应作为RBF神经网络输入，引入正交试验设计确定RBF 神经网络输入方案，采用相关系数和均方根误差作为RBF神经网络识别效果的评价指标。通过采用车辆和路面不平度系统4自由度平面模型仿真获得车辆响应和前轮路面不平度，应用RBF神经网络对常用路面等级和常用车速行驶下某汽车的前轮路面不平度进行了识别。结果表明，所提出的方法解决了基于RBF神经网络识别路面不平度的3个问题，可以用于其它神经网络识别路面不平度。     

路面平整度对小汽车噪声的影响研究

噪声作为交通环境污染的主要类型之一,正呈现出越来越严重的趋势。国内外大量研究表明,车辆在城市道路上行驶时产生的噪声主要有动力噪声和轮胎噪声两部分。而平整度对这两部分噪声的噪声源都有重要的影响。本文主要研究的是城市道路中路面的平整度对小汽车的噪声产生的综合影响。结果表明,在正常行驶时(不固定排档),平整度与噪声间有明显的线性关系。这一结果使得交通噪声的预测精度得到了一定的提高。     

基于谐波叠加法的路面不平度重构

对GB/T 7031-2005中提出的路面功率谱密度表达式及等分方法,应用谐波叠加法对路面不平度随机序列进行仿真,使用AR模型谱估计法验证仿真结果.结果表明通过谐波叠加法能很好地拟合路面不平度,且AR模型谱估计具有拟合结果平滑且精度高的特点.     

机场沥青道面平整度控制措施研究

基于民用机场与军用机场使用的不同特点,对机场沥青道面平整度要求进行了分析;结合机场沥青跑道工程实例对平整度控制方法进行了研究,从工程地质勘察、施工图设计、施工质量监控、使用管理、维护维修等方面提出了控制措施,以保证平整度满足使用要求.