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原文传递沥青路面结构信息监测数据挖掘研究

论文题名：	沥青路面结构信息监测数据挖掘研究
关键词：	沥青路面;结构信息监测;数据挖掘;性能预估;数值模拟
摘要：	对沥青路面结构的动力响应进行实测研究是澄清复杂环境下沥青路面损坏机理的重要手段。传感器监测技术和计算机技术快速发展，对沥青路面结构进行长期监测并进行大量数据积累成为可能。许多监测项目积累了大量的路面结构动力响应数据和环境信息数据。然而，现有的研究侧重于对监测数据进行规律性描述，未能有效分析利用海量数据。　　为此，本文把数据挖掘理论引入沥青路面结构信息监测领域，实现对路面结构信息数据的有效分析利用。研究海量数据处理方法，在数据挖掘的基础上分析荷载和复杂环境下沥青路面结构动力响应，进行沥青路面性能预估。主要研究内容和成果如下：　　首先，分析常用的沥青路面结构监测数据采集存储方法，研究有效数据判定、数据滤波、关键信息提取等海量数据处理方法。分析数据挖掘在道路工程中的运用及桥梁监测、隧道监测、边坡监测等相关领域的数据挖掘技术，引入沥青路面结构信息监测数据挖掘概念。研究适用于沥青路面监测数据的挖掘方法，对海量路面结构信息数据进行数据挖掘。　　其次，结合数值模拟方法挖掘温度数据，研究实际温度场下的动力响应。建立沥青路面结构温度场分析有限元模型，研究基于实测沥青路面关键位置温度数据的沥青路面结构温度场数值模拟方法。与实测温度场对比分析，验证基于实测温度信息模拟路面结构温度场的有效性。使用ABAQUS软件建立沥青路面结构动力分析三维有限元模型，赋予实际温度场计算其动力响应，研究实际温度场下沥青路面结构的动力响应分布规律，并与使用等温模型计算的动力响应对比，分析等温模型在沥青路面力学计算中的不足。基于项目前期研究经验、现场轮迹线位置调查及数值模拟方法，结合项目已埋传感器位置信息及实测响应大小，分析沥青路面结构信息监测关键位置。　　再次，采用时间序列法研究应变影响因素，根据动态称重系统实测车辆信息数据进行轴载谱分析。根据关联方法建立最大竖向应变与轴载的关系，把设计年限内的交通量按轴载分级。考虑温度、交通量、轴重等参数，研究基于实测残余竖向应变的车辙预估方法。设计室内车辙试验，制作三层复合车辙板并埋入光纤光栅传感器，实测荷载作用下的竖向残余应变和一定荷载作用次数下的车辙变形，验证基于残余竖向应变的车辙预估模型。　　最后，分析实测纵向应变、横向应变的统计分布规律，研究应变衰变规律。基于时间序列自回归模型进行响应衰变预测，研究基于响应衰变进行沥青路面性能衰变预估的方法。　　本文重点对海量沥青路面结构信息数据进行挖掘研究，采用数据挖掘方法研究实际温度场下的动力响应，分析响应影响因素，进行使用性能预估。提高了对监测信息的利用度。
作者：	潘小康
专业：	道路与铁道工程
导师：	董泽蛟
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文