基于灰色定权聚类理论的机场道面使用性能评价方法

机场道面使用性能评价为道面使用管理和设计维护维修方案提供决策依据.为评价机场道面的使用性能,建立了机场道面使用性能评价指标体系和评价标准,根据指标的相对重要性用模糊一致性理论确定了指标聚类权重值,用灰色聚类理论通过确定灰类的白化函数和构造聚类行向量完成了机场道面使用性能综合评价;利用单一综合指标和状态向量两种方法表示机场道面使用性能评价等级,既便于评价结果排序又能分析评价结果成因.算例分析显示机场道面表面破损和道面摩擦能力减弱是影响机场道面使用性能的主要原因,案例机场道面使用16年后道面使用性能下降为Ⅲ级(中),机场道面维护维修方案应针对道面表面和摩擦能力的恢复进行设计.     

模糊数学法在机场道面使用性能评价中的应用

通行覆盖率和道面不平整度是影响机场道面使用性能的两个主要因素,通过建立相应的数学模型,进而通过模糊数学计算方法,对机场道面使用性能进行综合评价。本文选取国内中西部3座机场进行调研和收集数据后,应用模糊数学法对其进行使用性能评价,进过计算可知,计算结果与实际情况基本吻合,从而可以应用于广大机场使用性能评价。     

基于Fourier逆变换法的桥面不平度模拟及测试分析

桥面不平度是影响车桥耦合振动的主要因素之一。研究了基于Fourier逆变换法在路面功率谱已知的情况下,构造路面不平度随机序列的算法,通过与三角级数叠加法对比,结果表明,Fourier逆变换法模拟的路面不平度功率谱与预期谱能更好的吻合。同时,根据实测的上饶乔木湾乐安河大桥桥面不平度数据,计算该桥面不平度功率谱密度并与国家标准GB/T7031-86进行对比,结果显示该桥桥面处于B级到C级之间,这为精确计算车桥耦合振动提供了有利的理论依据。     

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。     

基于国际平整度指数IRI的路面不平度仿真研究

国际平整度指数IRI和路面功率谱密度PSD是评价路面平整度的两大指标,通过理论公式的推导,建立了两大指标的换算关系.在此基础上,给出了基于离散傅立叶逆变换的路面不平度仿真过程,推导得出了基于国际平整度指数IRI的路面不平度仿真过程,并对仿真精度进行了验证.仿真结果表明:利用该方法可以直接通过国际平整度指数豫,对路面不平度进行时域仿真,且仿真精度较高.最后,结合实测高速公路的国际平整度指数IRI对实际路面进行了不平度仿真,得到实际路面的不平度起伏情况.     

基于逆变换的路面不平度仿真研究

针对使用现有方法仿真公路路面不平度时其结果存在误差的问题,研究了基于逆变换的路面不平度仿真的新方法。该方法直接研究给定的路面不平度功率谱密度,然后根据功率谱密度和离散FOURIER变换的性质以及信号采样定理,对数据进行截断、补充和一系列变换后获得路面的不平度。在考虑了汽车固有振动频率及行驶速度后。利用该方法对A、E两个等级的公路路面进行数值仿真。仿真结果显示：利用该方法所得路面不平度的功率谱密度与给定的功率谱密度准确一致,并且该方法简洁、便于使用。     

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。     

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.     

机场水泥混凝土道面使用性能评价的可拓方法

建立了机场水泥混凝土道面使用性能评价的可拓评价模型。研究表明,将可拓学应用于道面使用性能评价是可行的,能够较好地反映各因素对道面使用性能的影响。     

基于热管技术的机场道面融雪性能试验研究

为准确分析基于热管技术的机场道面融雪系统工作性能，综合考虑地热能、机场道面、热管间的传热特性，建立了热管加热融雪道面足尺试验系统；基于长期实测数据对融雪系统的道面融雪性能、温度场分布特性及其影响因素进行了分析；并在此基础上，通过研究融雪系统地下土壤热源热量长期消耗及回补特性探讨了融雪系统的可持续性工作性能。研究结果表明：基于热管技术的机场道面融雪系统可在冬季不改变道面温度分布特性的基础上，自动提高道面温度约15℃，有利于抑制道面结冰并融化道面积雪；在热管道面融雪过程中，当道面无雪率超过40%后，道面融雪过程将进入加速期；减少热管与道面表面的竖直距离，降低相邻热管间的水平间距均可改善热管道面温度分布规律，并有效提高道面融雪效率，而热管直径的变化对道面融雪性能影响相对较弱；随着气温降低，热管道面融雪效率逐渐下降，且当气温低于-9℃时，热管道面融雪性能受到较大限制；积雪经过适当压实作用，可缩短热管道面融雪时间；冬季地下热管的取热作用使得地下土壤温度约降低10℃，而夏季地下土壤温度逐渐恢复，随时间大致呈周期性变化，表明地下土壤可为热管道面融雪系统长期提供热量，持续保障热管道面融雪性能，实现机场道面冬季安全运行。     

跑道动荷载与国际平整度指数关系研究

跑道平整度是体现机场道面性能的重要参数,该文基于公路路面平整度与动荷系数之间的关系,通过建立飞机在道面滑跑状态下的力学平衡方程,得到了考虑飞机升力作用下国际平整度指数IRI与动荷系数之间的定量关系.结合某机场的平整度实测结果,分析了跑道不同区域的力学状态,研究成果可为机场道面性能评估与维护以及道面力学性能的研究提供参考.     

机场道面使用性能参数的灰色预测

本文针对道面结构承受的飞机荷载和环境因素的作用是随机的、复杂多变的；并使用性能受到道面结构材料和施工变异及养护措施等多方面因素的影响，用灰色系统理论对表征道面使用性能的参数（道面强度ＰＣＮ、道面平整度ＰＺＤ、摩擦系数μ、道面破损率ＰＳＬ）进行了预测，取得了满意的结果。可为机场道面的使用管理和养护维修提供决策依据并可用于机场道面使用寿命的预测。     

用灰色理论预测机场水泥混凝土道面剩余寿命

道面剩余寿命预测是道面使用性能评价的重要内容。将灰色预测理论引入对道面剩余寿命的预测,建立了机场水泥混凝土道面的剩余寿命预测模型,并结合实例对模型的计算初值进行了改进,提高了模型的预测精度。     

汽车道路谱标准现状与趋势研究

道路谱是研究路面不平度的重要手段与方法.通过对道路谱的研究,可以改善汽车行驶的平顺性,提高汽车的可靠性及操纵稳定性等.现有的ISO/TC108 SC2N67与GB/T 4970-1996存在着路面不平度分级范围过广,可用分级覆盖率低,功率谱拟合表达式及等级划分方法与现有路面铺装状况不相符,路面不平度的采集处理精度过低等问题.现在道路谱研究已经朝着路面不平度重构,室内道路模拟实验及虚拟车辆试验,开发高精度的路面采集设备,对路面不平度进行高精度的处理等方向发展.     

基于GIS和有限元的机场道面健康监控系统研究

为便于机场道面的实时健康监控,以华中某机场道面为例,建立了机场道面健康监控系统(HMS).首先,运用VB.NET和ARCGIS开发工具建立了机场道面健康监控系统的基本框架.其次,使用ANSYS有限元软件建立了机场道面三维有限元分析模型,分析了机场道面在动力荷载作用下的FWD力学性能.之后,将FWD理论分析数据和实际测量数据保存于HMS数据库之中.最后,通过HMS内机场道面健康监控模块对理论结果和实际数据作出快速响应,从而保证对机场道面的实时在线监控.基于地理信息系统(GIS)和ANSYS有限元分析系统的机场道面健康监控系统为机场道面的管理者提供可视化和实时的机场道面信息,为机场决策者提供强大的管理决策功能.实际测量系统、理论分析系统和GIS的有机结合,能够极大地提高机场道面监控效率,同时,也为机场道面的安全运行提供了有利的保障.     

基于实测不平度的路面等级分析与评价

通过经改良的平整度仪的实际测量得到了路面不平度数据,将所测得的频域信号转化为位移信号后,采用经验模态分解去均势项和小波硬阈值去噪等方法对数据进行了预处理。再对预处理后的数据进行傅里叶变换得到功率谱密度曲线,并用倍频程的平滑滤波法得到了平均功率谱密度曲线。然后运用谐波叠加法重构了A级路面谱并将其与实测路谱进行对比,最后用特征参数提取法评价所测路段的路面等级,并在分析和处理所有测量路段后,基于统计结果对整个林场的路面状况进行了评价。结果表明试验方法可行,所测区域路面整体水平较好,大部分集中在A级和B级,整体路面不平度在B级以上。     

路面不平度重构的AR模型阶数确定方法研究

为了进一步提高对虚拟路面的重构精度,根据路面不平度是实平稳随机过程这一特点,按给定的标准路面不平度功率谱密度建立其相应的时间序列模型—AR模型。以此对路面不平度进行重构并对重构结果作相应的谱分析。通过对重构不平度的功率谱密度与标准功率谱密度之间的相对误差控制来确定AR模型的最优阶数,即当相对误差在某一阶数下取得最小值时,则此阶数就为模型的最优阶数。利用该方法对标准路面进行重构,结果表明,重构的功率谱和不平度均方根值的拟合精度相对传统的阶数确定方法都有较大的提高,从而证明此阶数确定方法的可行性和优越性。     

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.     

路面不平度数学模型的研究进展

分别阐述了路面不平度的功率谱分析模型、时间序列分析模型、分形分析模型及小波分析模型,对每一种路面模型进行了系统评价,并指出了路面不平度研究发展方向。     

路面随机谱激励的数值计算方法及统计特征

对路面随机谱激励的3种白噪声输入及由其计算输出的2种数值方法进行了比照,分析了其统计特征.在正态分布、均匀分布和同余法产生的零均值白噪声的输入下,计算了基于标准路面等级输入的三角级数模型,以及基于实测数据的自回归模型的路面随机谱激励.结果表明:3种白噪声的输入在时域上的频次与其子区间的长度正相关,路面随机谱激励幅值的频次特征决定于其分布类型,且由此具备不同统计特征;均匀分布宜作为三角级数法的随机相位角输入;路面不平度系数的大小决定了幅值频次和路面功率谱密度的分布区间.