基于bp神经网络路面使用性能评价方法探究

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1、基于BP神经网络路面使用性能评价方法探究　　摘要：沥青路面使用性能评价是路网进行养护决策管理的基础，评价结果的真实与否关系到整个路面管理决策的成败。由于传统的通过单项统计分析或多元线性分析回归分析建立路面使用性能综合评价指标的方法存在着不足，建立的具体回归关系式很难真实反映其内在的复杂的非线性关系，适应性受到一定的限制，文中对BP神经网络的设计路面性能评价指标的选择进行了详细的阐述，并对基于BP神经网络的路面性能评价方法加以实现。关键词：沥青路面；评价方法；BP神经网络；路面性能中图分类号：U416.217文献标识码：A文章编号

2、：路面性能评价是路面管理系统中的重要组成部分。在公路养护计划决策支持系统中，对各公路路段性能的恰当评估是系统正确评价的基础，目前在许多路面性能影响因素难以做到准确量化的情况下，利用积累的经验和失策数据建立经验仿真模型，对路面性能的变化情况进行模拟和预测，对于下一步制定路面养护队测具有重要的意义，随着人工智能技术的发展，这项新技术逐渐被应用到路面性能预测模型中。6神经网络技术是一种模拟忍耐神经网络的计算机系统，他具有内部自组织，自学习的能力，能不断的适应外部环境，有效地处理各种模糊或随机的问题，特别是能有效地处理无法量化的因素对最

3、终的结果影响的问题。在众多的神经网络中，BP神经网络是最具代表性和应用最广泛的一种网络模型，其功能也发展最全面和完整，因此本文运用BP神经方法对沥青路面的使用性能进行评价。1、BP神经网络BP神经网络，即误差与误差反向传播算法的学习过程，由信息的正向传播和误差的反向传播两个过程组成。输入层各神经单元负责接收来自外界的输入信息，并传递给中间层各神经元，经进一步处理，完成一次学习的正向传播过程，由输出层向外界输出信息处理结果。周而复始的信息正向传播和误差反向传播过程，是各层权值不断调整的过程，也是神经网络学习训练的过程。BP神经网络

4、模型应用在路面使用性能预测中具有以下优点：（1）运算效率高速度快。由于BP神经网络模型具有高度的并行运算能力，并且能处理非线性问题，能够快捷高效的计算出路面使用性能。（2）能够动态反应路面使用性能。由于BP神经网络具有很强的自适应自学习能力，能够动态反应路面使用性能。6（3）可移植性强。BP神经网络不考虑如何建立功能函数，只需将影响路面使用性能的关键因素作为输入层节点单元带入模型即可，具有很强的可移植性。2、路面影响因素分析影响路面使用性能的衰变因素比较多，为了建立可靠的性能预估模型，要充分分析路面使用性能的影响因素。这些因素主

5、要有一下几类：（1）路面类型：路面类型包括面层类型，基层类型，面层厚度，基层厚度以及路面的材料特性。（2）气候条件：气候因素包括温度和湿度。温度对沥青路面的影响因素很重要，高温时容易出现车辙，低温时容易出现开裂。湿度影响路基的承载力。（3）交通量：交通量对路面状况恶化起着非常重要的作用，交通荷载和环境的共同作用是是路面使用性能衰变的主要原因。（4）路龄因素：路面破坏状况与路龄有很大的关系，随着路龄的增加，路面将可能产生疲劳破坏。　　（5）施工和养护水平：路面使用性能的衰变和施工质量密切相关。对于相同地区，养护使用技术差别不大，因

6、此对于一个地区而言，同类路面的养护费用大小可以近似的反映养护水平的高低。3、路面使用性能评价的BP网络设计路面使用性能是表征路面状况和服务功能在行车和环境作用下变化规6律的一个综合性概念，它从不同侧面反映了路面状况对行车要求的满足或适应的程度，通常包括功能性能和结构性能。具体的体现为路面的行驶质量，路面破损状况，结构承载力和路面抗滑性4个方面。下面将针对我国沥青交通量大，区划交通现象突出，重载超载车辆多等具体特点，特定影响沥青路面综合评价指标的分项指标因素。（1）平整度路面平整度是指路面表面诱使车辆出现震动的高程变化。通常用平整

7、度的大小来表征路面行驶质量的舒服与否。在此平整度作为性能综合评价指标的分项指标。由于本次研究分项指标采用线性无量纲化的方法，因此，对于平整度标准偏差有较好线性相关的国际平整度指数IRI同样可以直接作为神经网络评价的输入数据，这样使得神经网络评价的通用性和方便性加强。（2）路面破损率路面破损状况直接影响行驶车辆的舒适性和安全性，是判断确定养护或改建策略的主要依据。对于表征路面的破损状况，路面破损率DR能够准确反映或计量每个路段路面不同类型不同程度和范围的破坏。（3）结构强度系数6作为服务于运营车辆的道路，要保证直接作用在路面结构上

8、的车辆能够快速安全和舒适的行驶，其自身必须具有足够的强度和稳定性。通过对路面结构承载能力进行评价，可以清楚掌握路网内的道路承载能力是否较差或不足，以便及时确定是否应该改建等。（4）车辙深度根据高速公路行车及路面破损的特点，将车辙破损作为一个指标进行单独的考虑。此