路面不平度的分形重構(gòu)方法研究.pdf

1、在車(chē)輛工程研究領(lǐng)域，路面不平度是車(chē)輛運(yùn)行環(huán)境中的主要因素，是車(chē)輛行駛的主要激勵(lì)和振動(dòng)源，路面不平使車(chē)輛在行駛中產(chǎn)生行駛阻力和振動(dòng)，行駛阻力消耗車(chē)輛的功率并且影響車(chē)輛動(dòng)力系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)的壽命。在道路工程領(lǐng)域，路面不平度也是國(guó)內(nèi)外路面工程質(zhì)量的評(píng)定指標(biāo)之一，不平度檢測(cè)貫穿于路面施工質(zhì)量檢測(cè)、評(píng)定、驗(yàn)收及運(yùn)營(yíng)期路面質(zhì)量檢測(cè)維護(hù)等環(huán)節(jié)。研究分析路面不平度、建立合理的路面重構(gòu)模型對(duì)車(chē)輛工程和道路工程領(lǐng)域均具有重要意義。
　　 本文圍繞路面

2、不平度分形特征、路面不平度分形模型等技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行了深入和系統(tǒng)的研究。具體工作如下：
　　 介紹了路面不平度的采集系統(tǒng)一非接觸式激光不平度檢測(cè)儀的結(jié)構(gòu)和原理，并給出通過(guò)激光不平度檢測(cè)儀測(cè)得的部分典型道路的路面不平度數(shù)據(jù)。然后對(duì)實(shí)測(cè)路面不平度數(shù)據(jù)進(jìn)行功率譜分析，結(jié)果表明，路面不平度具有明顯的分形特性，即尺度(空間頻率)與測(cè)度(功率譜)在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上呈線性關(guān)系。
　　 對(duì)不同的分形維數(shù)計(jì)算方法進(jìn)行比分析，結(jié)果表明對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)使

3、用功率譜法求取其分形維數(shù)；對(duì)于實(shí)測(cè)路面，基于均方根法的精度穩(wěn)定性，在研究其分形特性時(shí)宜采用均方根法。通過(guò)路面不平度的分級(jí)圖分析發(fā)現(xiàn)，分形維數(shù)不能唯一確定某一路面不平度狀況，即分形維數(shù)在表征實(shí)測(cè)路面不平度中存在相對(duì)性。通過(guò)分析路面等級(jí)劃分規(guī)律、均方根法的求取過(guò)程，發(fā)現(xiàn)對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)路面可以采用分形維數(shù)和路面不平度系數(shù)來(lái)唯一表征路面不平度，而對(duì)于實(shí)測(cè)路面不平度，則宜采用分形維數(shù)以及擬合直線在縱坐標(biāo)上的截距來(lái)唯一的表征路面不平度。
　　

4、 提出利用理想分形曲線對(duì)路面不平度進(jìn)行一維重構(gòu)。通過(guò)求解理想分形曲線的分形參數(shù)，分別對(duì)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)路面和實(shí)測(cè)路面進(jìn)行了一維重構(gòu)，通過(guò)功率譜對(duì)比和相對(duì)誤差分析表明建立的一維路面不平度模型精度較高。
　　 對(duì)于二維路面不平度的重構(gòu)，采用了基于分形布朗運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)中點(diǎn)位移的插值算法通過(guò)求解分形參數(shù)和路面方差，分別建立了標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)路面和實(shí)測(cè)路面的重構(gòu)模型，并通過(guò)任意縱斷面的功率譜與目標(biāo)功率譜的對(duì)比和相對(duì)誤差分析證明建立的二維路面不平度重構(gòu)模型的