路面结冰影响因素研究及预测模型的构建

发布时间：2021-07-06 02:00

　　路面结冰严重影响道路运营安全,监测路面结冰状态及预测结冰时间能够有效指导路面结冰应对措施、减少事故发生频率,研究路面结冰影响因素、构建路面结冰时间预测模型是研究路面结冰监测的重要内容之一。目前多数路面结冰监测的研究受限于结冰传感器的开发与应用,难以满足测量的量程与精度;预测模型多采用非线性回归的方法构建,模型准确度有待提高。近年来,适用于道路的结冰传感器逐渐发展与应用,网络学习方法更加适用于小样本数据的训练与预测,均为本文提供了理论与技术支持。因此,本文基于结冰传感器的工作特性及性能分析,结合路域气象站进行室外及室内模拟结冰试验,分析结冰时间的影响因素及影响规律,并根据采集的数据样本构建神经网络预测模型。主要研究内容及成果如下:首先,对比不同类型的结冰传感器,针对道路环境,选取压电式结冰传感器作为路用传感器。在不同状态下（积水、结冰）对传感器进行频率标定,得到传感器上不同状态与频率的对应关系。分别分析传感器测的精确度、稳定性及长效性,证明了压电式结冰传感器具有较好的工作性能。研究压电式结冰传感器的布设方法及数据传输方式,均满足道路结冰监测的需求。其次,开展室外结冰试验,利用室外布设的结... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

光纤式结冰传感器工作原理示意图

红外式结冰传感器的工作原理如图2-2 所示。2 '2cos sinrtP R RfPG (2-1)式中 f —— 反射系数；Pr—— 由冰层反射回来的光功率（mw）；Pt—— 激光发射的光功率（mw）；R —— 入射距离（m）；R’—— 反射距离（m）； —— 入射角； —— 反射角；G —— 系数。

图 2-3 压电式结冰传感器工作原理示意图结冰传感器具有体积小、制作成本低、测量响应快、量程高、抗点，由于传感器的谐振频率与冰层间存在对应关系，因此具有较好式结冰传感器广泛应用于道路、航天、地质等多个领域。面结冰传感器选型上文中光纤式、红外式、压电式结冰传感器的工作特点，针对道路，从制作成本、量程、抗干扰能力及测量精度四个方面综合分析，所用结冰传感器类型。传感器各项工作特点如表 2-1 所示。表 2-1 不同类型结冰传感器工作特点对比类型 制作成本 量程 抗干扰能力 测量精式 低 低 弱 高式 高 高 强 高式 低 高 强 高

【参考文献】：
期刊论文
[1]寒区路面冰雪状态感知与预警[J]. 谭忆秋,李济鲈,徐慧宁.  中国基础科学. 2020(05)



本文编号：3267288