基于极限梯度提升和探地雷达时频特征的水泥路面脱空识别 |
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引用本文: | 张军,姜文涛,张云,罗婷倚,余秋琴,杨哲.基于极限梯度提升和探地雷达时频特征的水泥路面脱空识别[J].同济大学学报(自然科学版),2024(1):104-114+121. |
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作者姓名: | 张军 姜文涛 张云 罗婷倚 余秋琴 杨哲 |
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作者单位: | 1. 长安大学公路养护装备国家工程实验室;2. 长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室;4. 广西交科集团有限公司 |
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基金项目: | 陕西省自然科学基础研究计划(2022JM-249); |
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摘 要: | 针对探地雷达(GPR)数据解译依赖于人工经验,存在费时费力和主观偏差的问题,提出了基于极限梯度提升(XGBoost)和GPR时频特征的水泥路面脱空识别方法。采用正演模拟、室内试验和现场试验获得了脱空病害数据源,建立含有标签的脱空GPR数据集;通过重采样方法统一GPR数据采样频率,并对预处理后的GPR数据进行时频域特征提取,建立了包含18个时域和12个频域特征的数据集。以时频域特征为输入,是否存在脱空病害为输出,采用XGBoost算法构建脱空识别模型,并与随机森林(RF)和人工神经网络(ANN)算法进行对比。结果表明,模型的识别准确率排序为XGBoost(98.10%)>ANN(95.10%)>RF(93.17%),XGBoost模型识别精度最高,并能在实际路面上准确定位脱空区域。
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关 键 词: | 道路养护 探地雷达(GPR) 脱空病害 极限梯度提升(XGBoost) 时频域特征 |
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