基于GPR与概率神经网络的城市道路路基病害预警模型研究

近年来由道路路基病害所导致的城市道路塌陷事故频繁发生,造成人员伤亡和巨大的经济损失。针对城市道路路基病害所带来的诸多问题与安全隐患,提出了一种基于探地雷达与概率神经网络的城市道路路基病害预警模型。首先在分析路基病害成因的基础上建立了城市道路路基病害评价指标体系;然后依托城市道路路基病害动态演化物理模型,使用探地雷达采集并积累样本数据;最后基于样本数据建立概率神经网络预警模型并进行仿真分析,结果表明预警准确率达到88.9%。该预警模型在郑州市中牟县的滨河路和荟萃路进行了应用试验,预警结果与实际情况基本吻合,表明该预警模型可对城市道路路基病害做出有效预警,为道路养护和工程整治设计提供技术支撑。     

广州地区城市道路病害探测图谱与优化方法

针对运营中的城市道路在路基病害探测中无法封路的情况,以广州市广花一级公路为工程背景,阐述了城市道路探地雷达(GPR)检测原理,并对检测精度影响因素进行了总结.提出了不影响正常交通条件下城市道路二维、三维探地雷达快速联合检测优化方法,以三维雷达图像进行初判、二维雷达深入检测并进行对比分析,实现道路病害的精确解译.运用此优...     

基于级联卷积神经网络的公路路基病害识别

针对当前公路路基病害识别中探地雷达(GPR)技术的数据分析还依赖于人工识别,识别效率低、准确性差问题,建立了级联卷积神经网络来实现自动识别探地雷达图像所反映路基病害的任务。级联卷积神经网络系统由2个卷积神经网络组成,分别用于识别低分辨率和高分辨率探地雷达图像。神经网络的建立包括训练、验证和测试3个步骤。通过训练和测试的结果验证了级联卷积神经网络系统的稳定性,并将级联卷积神经网络和Sobel边缘检测,K值聚类分析进行比较,以论证其优越性。结果表明:级联卷积神经网络在路基病害分类训练中的识别准确率为97.46%,验证中的识别准确率为95.80%,其识别路基病害的精度较高;级联卷积神经网络对发射频率300、500、900 MHz的图像分类准确率分别为94.20%、93.89%、94.57%,对不同公路结构的图像分类准确率分别为94.80%、94.78%、94.28%、94.21%,可见级联卷积神经网络的识别准确性不受雷达发射频率和路面结构的影响;当图像分辨率较低时,Sobel边缘检测和K值聚类分析无法准确提取路基病害几何特征信息,级联卷积神经网络可通过分类器2准确识别;当图像分辨率较高时,Sobel边缘检测和K值聚类分析仅能提取路基病害的部分特征,后续病害类型的识别需要人工完成。可见级联卷积神经网络较其他算法在路基病害识别方面更准确、高效。     

基于GPRSIM的道路地下病害体探地雷达正演模拟研究

探地雷达因其便捷、高效、无损的优势目前被广泛应用于道路地下病害体探测任务中,但雷达图像识别又缺少统一的解释标准,所以亟需为病害体探测提供判别依据。因GPRSIM探地雷达正演软件可自定义模型形状、天线频率大小及正演速度快等优点,所以研究基于GPRSIM设计了不同填充类型、形状、规模、埋深、天线中心频率的道路路基空洞病害模型进行正演模拟研究,并分析总结病害雷达特征。其结果对雷达图像的解译具有重要的指导作用,同时,也为病害体识别提供了客观的理论依据。     

基于GPR的城市道路地下病害差值检测方法研究

地下工程施工对道路路基破坏产生的地下空洞等病害是导致城市道路路面坍塌事故频发的主要原因,探地雷达(GPR)以其无损、快捷以及浅层高分辨率的优势被广泛应用于道路地下病害检测中。针对目前GPR技术在地下病害一次性检测中存在的环境干扰严重和检测精度低的问题,提出了一种基于差值检测的道路地下病害检测方法。首先通过差值检测算法对配准后的不同时相雷达图像进行差值处理,识别出变化区域即病害可能出现区域,然后利用改进的核匹配追踪算法,识别并提取道路病害特征。根据回波波组形态、振幅和相位特性、吸收衰减特性等方面特征,初步建立地下病害属性划分标准,进而将不同种类病害分级以指导施工修复。对北京四环路部分路段进行应用实验,结果表明:该检测方法有效提高道路地下病害的检测精度至80%。该方法可实现道路病害检测由一次性检测技术向周期性监测技术的转换,为保障城市道路和地下管线安全提供有效的技术支撑。     

探地雷达在检测道路路基病害中的应用

社会经济和物流业的快速发展对道路路基抗病害能力提出了更高要求。探地雷达技术利用测线剖面图和单道波形图,对道路路基开挖引起的路基病害产生机理进行分析,总结归纳出土体脱空、疏松和滑移等典型地基病害的图像特征,为准确探明路基病害的位置和严重程度,解决道路路基病害问题提供了技术支持。     

重载铁路既有线路基病害探地雷达无损检测方法

选用探地雷达进行路基病害无损检测试验,通过对探地雷达获取数据的解译和资料调查,研究路基下沉、道砟陷槽、路基翻浆冒泥和路桥过渡段填土不均匀沉降等不同类型的路基病害,从雷达信号反射波的波形、能量变化、同相轴等方面总结不同类型路基病害的雷达图像识别特征.选取具体试验地段,进行动力触探试验,并结合路基岩土体参数进行对比分析.试验结果和探地雷达检测结论基本一致,验证了探地雷达无损检测方法的有效性和适用性.     

结构光三维扫描技术在道路病害识别方面的研究

目前利用探地雷达进行路基病害探测是一种较为科学的方法。如果同时能够获取路面三维模型,将地上路面信息与地下路基信息进行关联互补,将能够有效地检测出道路病害。利用基于HALCON的激光三角测量法完成对道路模型的测量,以大型跨平台开源点云库(PCL)为主,应用大量点云相关的通用算法和高效数据结构,针对道路病害特点,对点云进行获取、滤波、特征提取、曲面重建、可视化等处理,能够从三维重构图中清晰分辨出道路病害的情况。     

泡沫混凝土路基病害地质雷达正演模拟研究

尝试将地质雷达运用于浙江某大桥工程泡沫混凝土路基质量测试,获得了泡沫混凝土雷达图像信号,并对其信号特征进行了分析,得到了泡沫混凝土路基结构情况;建立了理想条件下泡沫混凝土路基结构模型,采用基于时域有限差分法(FDTD)的GPRMax程序,通过MATLAB编程对泡沫混凝土路基疏松、脱空、分层等病害进行地质雷达正演模拟,得出路基病害在雷达图像上的典型特征信号;同时分析病害形状、大小对信号的影响以及之间的定量关系.本研究成果有助于对泡沫混凝土实测雷达图像的解读,为地质雷达在泡沫混凝土路基病害测试应用提供参考.     

运营公路路基病害快速无损综合检测新技术

针对现有路基病害无损检测方法检测精度低、速度慢、对交通影响大以及很难在运营公路上进行路基病害检测等问题,本研究从探地雷达、高密度电法及瑞雷波法检测原理出发,对上述3种检测设备进行改造,设计了路基病害综合处理平台,提出了运营公路路基病害快速无损综合检测新技术．研究结果表明,采用空气耦合天线探地雷达,并对高密度电法电极及瑞雷波法检波器布设方法进行改造,可实现公路路基病害快速检测;以不同检测方法检测指标及检测对象互补性为基础,采用多传感器融合的数据采集和处理方法,可实现路基病害综合检测;通过路基病害综合处理平台,可实现路基病害检测数据的联合解译及路基病害的可视化及网格化显示．运营公路路基病害快速无损综合检测新技术的应用,可以提高路基病害检测精度与效率,大大促进路基检测与养护水平的发展．     

探地雷达在厂区道路路基空洞探测中的应用效果

本文通过分析实测探地雷达的图像特征,阐述了探地雷达技术在厂区道路路基空洞探测中的应用效果.     

探地雷达在高速公路改扩建工程中的应用探讨

探讨探地雷达作为一种新型的路基路面无损检测技术在高速公路改扩建工程中的应用,并结合工程实践,说明了探地雷达可以快速、准确地探测基层和路基中的各种病害和缺陷,能够切实有效地指导高速公路改扩建工程设计和施工。     

路基注浆试验与仿真分析

路基注浆可使路基沉陷、松散、空洞等病害得到有效充填或压密,显著提高路基的承载力。从室内试验与数值模拟两个方面研究了路基注浆对路基路面的影响。室内试验部分采用平面尺寸140 cm×140 cm,高度为50 cm的钢箱,分层填筑路基土和水泥稳定碎石基层,养护28 d后,进行路基注浆。通过探地雷达和开挖相结合的方法观测水泥浆分布,进而分析了注浆对路基的加固机理。数值模拟部分采用ANSYS有限元软件建立路基路面三维模型,考虑注浆半径、注浆区域模量、注浆横向位置及注浆深度4个因素,分析了局部注浆和道路纵向多点连续注浆对行车荷载作用下路基路面受力变形的影响。结果表明,注浆半径对道路受力变形的影响最显著,注浆区域模量影响较小,注浆位置在行车道中间下方且靠近路基顶面时较有利。     

基于BP神经网络的高校学生管理工作绩效评价模型

文章基于BP神经网络方法,建立了高校学生管理工作绩效评价模型,然后运用MATLAB,用样本数据训练了神经网络评价模型,并利用该模型进行了验证计算。结果表明,该模型对科学、公正地评价高校学生管理工作绩效是行之有效的。     

道路路基脱空病害雷达波场数值模拟与瞬时属性分析

针对道路路基脱空病害的快速识别,采用时间域有限差分法进行病害的雷达波长数值模拟,模拟了脱空病害不同大小、长度、位置及填充的差异,并通过图像增益和复信号分析技术提取雷达波场的振幅、相位和频率等瞬时属性特征,分析了不同脱空地质的雷达波场响应特征。研究结果表明：根据路基脱空病害的地质雷达瞬时振幅图像和单道波归一化幅值可推算出脱空病害上界面信息和脱空区域介质类型;根据充气脱空病害和充水脱空病害瞬时相位图像特征,可判断出路基结构层间信息和脱空病害区域和边界位置;根据充水脱空病害和充气脱空病害瞬时频率图像,可判断出高频和低频电磁波存在位置。此外,根据充水脱空病害单道波瞬时频率图,可得到正向电磁波存在位置,并作为脱空病害下界面位置判断依据。研究成果可为道路病害的智能识别和快速判识提供理论依据。     

基于支持向量机的大学财务困境预警模型

为了解决大学的财务风险预警模型由于样本稀疏造成预测准确率偏低的问题,该文提出了一种基于支持向量机(SVM)的预警模型的构造方法.选取教育部64所大学的7个财务评价指标并将其分为轻警、重警和巨警3种类别进行了训练计算.与误差反向传播(BP)神经网络模型相比较,在小样本数据条件下,基于SVM的大学财务困境预警模型是大学财务困境预警的有效方法.研究结果可以较好地对大学财务困境进行预警监测.     

教学工作水平评估的神经网络模型

文章基于神经网络方法,建立了教学工作水平综合评价模型;首先构建了神经网络评价模型的结构,然后用样本数据训练了神经网络评价模型,最后通过数据测试,验证了该模型对全面、公正、科学地评估高校教学工作是行之有效的。     

基于B/S模式的城市道路病害信息管理系统

文中设计开发的基于B/S模式的城市道路病害信息管理系统[1]即是根据雷达检测道路病害信息通过地图标记定位实现城市道路隐患管理[2]。本系统分为普通用户和管理员用户,实现了将雷达检测[3]的道路状态信息从数据库中读取出来,将病害信息在地图上进行定位,将直观的、可视图化的结果显示给用户,用户根据显示当前道路状态和历史道路状态判断道路健康状况,及时发现隐患,排除危险,具有一定的研究价值和使用价值。     

基于组网技术的防空雷达探测系统仿真与评估

防空雷达探测系统主要用于搜索、发现、识别和跟踪远方空中来袭的目标,为防空作战系统提供必要的目标参数和预警.本文主要阐述了基于组网技术的现代防空雷达探测系统的概念模型,并利用Bayes理论对该模型进行了分析、推导,得出了某防空雷达组网探测系统的最大后验概率比判决模型;最后,对该系统的整体性能进行了仿真评估.     

基于探地雷达的城市道路地下空洞探测研究

地下空洞是道路常见病害之一,为了提高空洞识别的水平,对城市地铁沿线道路下方不同充填介质的空洞进行探地雷达反射波响应特征的研究,假设空洞形状为矩形,以探地雷达理论为基础,运用时间域有限差分法进行波场的数值模拟,并与现场实测结果进行对比,结果表明:探地雷达可以探测到矩形空洞的存在,并能准确识别出充水空洞,但并不能通过反射波中双曲线的弧长来判定空洞的水平范围。应用效果表明探地雷达可有效应用于城市地铁沿线道路空洞的探测。