发明名称 地下道路复合式路面使用性能评估方法
摘要 本发明涉及道路使用性能评价技术。为提供一种将随机性与模糊性相结合,准确评价路况,为达到上述目的,本发明采取的技术方案是,地下道路复合式路面使用性能评估方法,包括下列步骤:采集下列路况指数:路面状况指数PCI、行驶质量指数RQI、路面结构强度指数PSSI及抗滑性能指数SRI;样本点的信息分配值的计算:计算路面使用性能在概率论域中的模糊概率分布:路面使用性能在各区间的模糊随机风险的确定:路面使用性能模糊随机风险综合水平计算:数据输出模块:路面使用性能评价等级的判别。本发明主要应用道路使用性能评价。
申请公布号 CN102663252A 申请公布日期 2012.09.12
申请号 CN201210104968.X 申请日期 2012.04.11
申请人 天津市市政工程设计研究院 发明人 王海燕;王晓华;马士宾;邢锦;张彩利;娄中波;郑利;赵巍;刘治国;康娟萍
分类号 G06F19/00(2006.01)I;G06F17/18(2006.01)I 主分类号 G06F19/00(2006.01)I
代理机构 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201 代理人 刘国威
主权项 1.一种地下道路复合式路面使用性能评估方法,其特征是,包括下列步骤:采集下列路况指数:路面状况指数PCI、行驶质量指数RQI、路面结构强度指数PSSI及抗滑性能指数SRI;样本点的信息分配值的计算:(2-1)设定地下道路复合式路面使用性能检测数据样本集:X={x<sub>1</sub>,x<sub>2</sub>,…,x<sub>i</sub>,…,x<sub>n</sub>}            (1)式中x<sub>1</sub>,x<sub>2</sub>,…,x<sub>i</sub>,…,x<sub>n</sub>为包括前述路况指数的各路面使用性能指标值;(2-2)由路面使用性能指标直方图区间中点值形成的离散论域:U={u<sub>j</sub>|j=1,2,…m}                   (2)u<sub>j</sub>为第j个直方图区间中点值,m为离散论域的最大数;(2-3)按照频率直方图方法及信息分配理论计算数据样本集的信息分配值:<maths num="0001"><![CDATA[<math><mrow><msub><mi>q</mi><mi>ij</mi></msub><mo>=</mo><mfenced open='{' close='}'><mtable><mtr><mtd><mn>1</mn><mo>-</mo><mfrac><mrow><mo>|</mo><msub><mi>x</mi><mi>i</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>u</mi><mi>j</mi></msub><mo>|</mo></mrow><mi>h</mi></mfrac></mtd><mtd><mo>|</mo><msub><mi>x</mi><mi>i</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>u</mi><mi>j</mi></msub><mo>|</mo><mo>&le;</mo><mi>h</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mo>|</mo><msub><mi>x</mi><mi>i</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>u</mi><mi>j</mi></msub><mo>|</mo><mo>></mo><mi>h</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>3</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></math>]]></maths>h为步长;计算路面使用性能在概率论域中的模糊概率分布:对于路面使用性能区间I<sub>j</sub>,将X分成两个部分:X<sub>1</sub>和X<sub>2</sub>;对于<img file="FDA0000152364600000012.GIF" wi="180" he="51" />x<sub>i</sub>∈X<sub>1</sub>,丢失的信息量为<img file="FDA0000152364600000013.GIF" wi="247" he="59" />对于x<sub>i</sub>∈X<sub>2</sub>,此信息增量为<img file="FDA0000152364600000014.GIF" wi="72" he="60" />即<img file="FDA0000152364600000015.GIF" wi="48" he="60" />代表此信息增量;然后根据各样本点在X<sub>1</sub>和X<sub>2</sub>中的分布,计算路面使用性能区间I<sub>j</sub>范围内的模糊概率分布<img file="FDA0000152364600000016.GIF" wi="194" he="62" />k=1,2,…,n+1;<img file="FDA0000152364600000021.GIF" wi="1804" he="2329" />设X={x<sub>1</sub>,x<sub>2</sub>,…,x<sub>i</sub>,…,x<sub>n</sub>}为事件空间,P={p<sub>k</sub>}为事件x<sub>i</sub>发生的概率论域,i=1,2,…,n,k=1,2,…,n;π(x<sub>i</sub>)={π<sub>k</sub>}为x<sub>i</sub>发生的概率为p<sub>k</sub>的可能性论域,则称<img file="FDA0000152364600000022.GIF" wi="272" he="140" />为事件x<sub>i</sub>的模糊随机风险;令S为X<sub>1</sub>的指标集,<img file="FDA0000152364600000023.GIF" wi="160" he="48" />则x<sub>s</sub>∈X<sub>1</sub>,且X<sub>1</sub>={x<sub>s</sub>s∈S};令T为X<sub>2</sub>的指标集,t∈T,则x<sub>t</sub>∈X<sub>2</sub>,且X<sub>2</sub>={x<sub>t</sub>|t∈T};S和T分别称为内指标集和外指标集;其中:∧表示“取小”符号,即在计算<img file="FDA0000152364600000031.GIF" wi="192" he="82" />时丢失信息量按从小到大的顺序排列;∨表示“取大”符号,即在计算<img file="FDA0000152364600000032.GIF" wi="193" he="82" />时丢失信息量按从大到小的顺序排列;s<sub>i</sub>、t<sub>i</sub>表示各指标的信息分配值处于何种范围之内,与各指标所取的X<sub>i</sub>具体值相对应;<img file="FDA0000152364600000033.GIF" wi="185" he="66" />分别表示信息处于X<sub>1</sub>、X<sub>2</sub>时的信息丢失量;<img file="FDA0000152364600000034.GIF" wi="58" he="72" />表示信息处于X<sub>1</sub>时的信息增量;<img file="FDA0000152364600000035.GIF" wi="210" he="74" />表示信息属于X<sub>2</sub>,指标大小分别处在t<sub>1</sub>、t<sub>2</sub>时的信息增量;n<sub>1</sub>为X<sub>1</sub>中的样本点个数;路面使用性能在各区间的模糊随机风险的确定:<maths num="0002"><![CDATA[<math><mrow><msub><mi>F</mi><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><munderover><mi>&Sigma;</mi><mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>l</mi></munderover><msub><mi>&pi;</mi><msub><mi>I</mi><mi>j</mi></msub></msub><mrow><mo>(</mo><msub><mi>p</mi><mi>k</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>&times;</mo><msub><mi>p</mi><mi>k</mi></msub><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>5</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></math>]]></maths>式中F<sub>i</sub>为路用性能指标x<sub>i</sub>的模糊随机风险;路面使用性能模糊随机风险综合水平计算:由公式5求得各路面使用性能的模糊随机风险后,采用式6确定路面使用性能模糊随机风险综合水平:<maths num="0003"><![CDATA[<math><mrow><msubsup><mi>F</mi><mi>j</mi><mi>z</mi></msubsup><mo>=</mo><munderover><mi>&Sigma;</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>m</mi></munderover><mrow><mo>(</mo><msub><mi>F</mi><mi>i</mi></msub><mo>&CenterDot;</mo><msub><mi>w</mi><mi>i</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>6</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></math>]]></maths>式中,w<sub>i</sub>为第i个路面使用性能指标的权重;<sub>w</sub>i取值范围在[0,1]之间;数据输出模块:路面使用性能评价等级的判别若把路面使用性能分为6个等级若<maths num="0004"><![CDATA[<math><mrow><msubsup><mi>F</mi><mi>p</mi><mi>z</mi></msubsup><mo>=</mo><mi>max</mi><mo>{</mo><msubsup><mi>F</mi><mi>j</mi><mi>z</mi></msubsup><mo>}</mo><mo>,</mo></mrow></math>]]></maths>1≤j≤6,p∈[1,2,…,6]                           (7)则认为该路面使用性能属于P类;<img file="FDA0000152364600000039.GIF" wi="67" he="70" />为不同路面使用性能等级的模糊随机风险综合水平最大值。
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