《面向抗滑的路面多尺度特徵識別方法研究》是依託武漢工程大學，由王維鋒擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：面向抗滑的路面多尺度特徵識別方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王維鋒
- 依託單位：武漢工程大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
路面紋理是影響路面抗滑性能的關鍵因素之一，以往的研究僅從垂直方向、水平方向或單重分形層面刻畫路面紋理整體的幾何形貌，未能揭示出路面紋理所蘊含的整體相似性、局部差異性、複雜性等關鍵特徵，因而也未能有效估計路面抗滑性能。本項目創新性的提出採用多重分形技術識別不同尺度下的路面紋理特徵，試圖找到能全面反映具有抗滑差異性的路面紋理之間的奇異譜及其快速求解方法，探尋最能表述紋理豐富信息的新參數集，並通過大量的實驗分析與理論推導闡明新參數集對路面抗滑性能產生顯著影響的物理意義；嘗試採用多元統計和人工神經網路技術構建基於紋理多重分形特徵向量的路面抗滑性能非線性最優估計模型及其校驗方法，該模型可用於指導路面紋理施工，為鋪制具有不同抗滑性能的路面提供理論支撐。
結題摘要
路面紋理是影響路面抗滑性能的本質性與關鍵性因素，繼而影響胎-路之間的運行安全。項目主要研究了基於高精度雷射測距儀的路面二維紋理採集技術、基於圖像的路面三維紋理採集技術、基於多重分形理論的路面紋理多尺度特徵表達方法、以及路面紋理多尺度特徵與抗滑值的非線性關係等內容。研究結果表明：①雷射測距儀與圖像算法得到的路面紋理特徵數據變化趨勢一致，且相對誤差較小，驗證了基於圖像分析技術採集路面三維紋理具有可行性。②路面局部紋理呈現出不同的奇異強度，具有多重分形特徵；不同材料和級配組成的路面紋理具有不同的多重分形特徵，若集料最大公稱粒徑越大、表面空隙越寬、結構越複雜，則分形譜寬度和最大、最小機率子集分形維數的差值越大，多重分形譜參數能夠有效描述路面紋理的粗糙程度和尖銳程度；相同材料和級配組成的路面紋理具有相近的多重分形特徵，多重分形譜形狀及其參數能夠穩定的識別這種聚類特徵。③互動作用下的多重分形參數和垂直方向紋理參數與路面抗滑性能之間存在對數回歸關係，其相關係數均超過0.8，擬合優度較高，當顯著性水平為0.05時，t檢驗的回歸係數均顯著。本研究成果對於揭示路面紋理的抗滑機理、指導路面施工工藝、提升道路交通安全性具有科學意義。
