本發(fā)明涉及瀝青路面壓實(shí)，尤其涉及一種公路改擴(kuò)建工程瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量精準(zhǔn)預(yù)測(cè)算法。

背景技術(shù)：

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，公路交通在國民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著越來越重要的地位。公路改擴(kuò)建工程作為提升交通承載能力和改善道路狀況的重要手段，其質(zhì)量控制尤為關(guān)鍵。壓實(shí)是路面施工中重要的工序之一，直接影響路面的施工質(zhì)量和耐久性。

2、長期以來，我國瀝青路面施工質(zhì)量控制方法一直采用“事后控制”的模式，只能對(duì)完工后的瀝青路面性能進(jìn)行檢測(cè)。這使得施工檢測(cè)數(shù)據(jù)反饋時(shí)間較長。業(yè)主、監(jiān)理和施工方無法及時(shí)地掌握施工質(zhì)量情況。發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)，只能對(duì)已完工的部分進(jìn)行鏟除重鋪，既影響路面質(zhì)量，浪費(fèi)嚴(yán)重，又耽誤工期。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本技術(shù)的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會(huì)做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。

2、鑒于上述一種公路改擴(kuò)建工程瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量精準(zhǔn)預(yù)測(cè)算法的問題，提出了本發(fā)明。

3、因此，本發(fā)明目的是提供一種公路改擴(kuò)建工程瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量精準(zhǔn)預(yù)測(cè)算法，其用于解決“我國瀝青路面施工質(zhì)量控制方法一直采用“事后控制”的模式，只能對(duì)完工后的瀝青路面性能進(jìn)行檢測(cè)。這使得施工檢測(cè)數(shù)據(jù)反饋時(shí)間較長。業(yè)主、監(jiān)理和施工方無法及時(shí)地掌握施工質(zhì)量情況。發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)，只能對(duì)已完工的部分進(jìn)行鏟除重鋪，既影響路面質(zhì)量，浪費(fèi)嚴(yán)重，又耽誤工期”問題。

4、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種公路改擴(kuò)建工程瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量精準(zhǔn)預(yù)測(cè)算法，包括：

5、步驟s1，數(shù)據(jù)采集：利用傳感器、智能設(shè)備技術(shù)手段，實(shí)時(shí)采集施工過程中與壓實(shí)質(zhì)量相關(guān)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)；

6、步驟s2，數(shù)據(jù)預(yù)處理：對(duì)采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、去噪、歸一化預(yù)處理操作；

7、步驟s3，特征提取：根據(jù)瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量的影響因素，從預(yù)處理后的數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵特征；

8、步驟s5，模型構(gòu)建：通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，輸入關(guān)鍵特征數(shù)據(jù)，構(gòu)建壓實(shí)質(zhì)量預(yù)測(cè)模型，生成多維度碾壓云圖和質(zhì)量報(bào)告；

9、步驟s6，模型訓(xùn)練：利用歷史施工數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練集，對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練和優(yōu)化；

10、步驟s7，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)與反饋：在施工過程中，實(shí)時(shí)采集當(dāng)前施工中與壓實(shí)質(zhì)量相關(guān)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，輸入到訓(xùn)練好的預(yù)測(cè)模型中，得到當(dāng)前瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量的預(yù)測(cè)值，將預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)；

11、步驟s8，持續(xù)優(yōu)化與迭代：根據(jù)實(shí)際施工情況和預(yù)測(cè)結(jié)果，不斷收集新的數(shù)據(jù)，對(duì)模型進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化和迭代。

12、作為本發(fā)明所述一種公路改擴(kuò)建工程瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量精準(zhǔn)預(yù)測(cè)算法的一種優(yōu)選方案，其中：所述數(shù)據(jù)采集包括瀝青混合料的溫度、濕度、壓實(shí)遍數(shù)、壓路機(jī)型號(hào)及參數(shù)、路面結(jié)構(gòu)層厚度。

13、作為本發(fā)明所述一種公路改擴(kuò)建工程瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量精準(zhǔn)預(yù)測(cè)算法的一種優(yōu)選方案，其中：所述特征提取包括瀝青混合料的物理性質(zhì)、施工機(jī)械的工作狀態(tài)以及環(huán)境條件。

14、作為本發(fā)明所述一種公路改擴(kuò)建工程瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量精準(zhǔn)預(yù)測(cè)算法的一種優(yōu)選方案，其中：所述傳感器包括加速度傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、高精度rtk定位傳感器、紅外溫度傳感器；

15、所述加速度傳感器用于監(jiān)測(cè)和獲取壓路機(jī)鋼輪的振動(dòng)情況和數(shù)據(jù)，并通過振幅和振頻計(jì)算出連續(xù)壓實(shí)度指標(biāo)ecv；

16、所述壓力傳感器用于獲取輪胎或鋼輪對(duì)地面的壓力；

17、所述溫度傳感器用于監(jiān)測(cè)壓路機(jī)作業(yè)時(shí)的溫度，包括壓路機(jī)本身的溫度以及被壓實(shí)材料的溫度；

18、所述高精度rtk定位傳感器用于為壓實(shí)機(jī)械提供高精度的gps數(shù)據(jù)，并且精確記錄作業(yè)區(qū)域內(nèi)每一點(diǎn)的相關(guān)作業(yè)數(shù)據(jù)，包括壓實(shí)遍數(shù)、方向、速度；

19、所述紅外溫度傳感器用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)攤鋪溫度和壓實(shí)溫度。

20、作為本發(fā)明所述一種公路改擴(kuò)建工程瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量精準(zhǔn)預(yù)測(cè)算法的一種優(yōu)選方案，其中：所述智能設(shè)備包括貝塔射線揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)儀、噪聲監(jiān)測(cè)設(shè)備、核子濕度儀和超聲波風(fēng)速儀；

21、所述貝塔射線揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)儀用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)tsp、pm10和pm2.5顆粒物的濃度值，并通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將數(shù)據(jù)反饋給施工人員或環(huán)保部門；

22、所述噪聲監(jiān)測(cè)設(shè)備用于實(shí)時(shí)采集噪聲數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)噪聲水平進(jìn)行評(píng)估和預(yù)警；

23、所述核子濕度儀用于實(shí)時(shí)檢測(cè)物料的濕度；

24、所述超聲波風(fēng)速儀用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)速變化。

25、作為本發(fā)明所述一種公路改擴(kuò)建工程瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量精準(zhǔn)預(yù)測(cè)算法的一種優(yōu)選方案，其中：所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包含一個(gè)輸入層、一個(gè)隱藏層和一個(gè)輸出層，輸入層為與壓實(shí)質(zhì)量相關(guān)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，輸出層為壓實(shí)質(zhì)量預(yù)估值，隱藏層為歷史施工數(shù)據(jù)，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練算法包括前向階段、后向階段、以及迭代與終止階段；

26、所述前向階段算法具體為：

27、

28、其中wij是輸入層神經(jīng)元i和隱藏層神經(jīng)元j之間的權(quán)重，θj是偏置，uj和hj是隱藏層中每個(gè)神經(jīng)元的輸入和輸出信號(hào)標(biāo)記；

29、

30、其中，lk和ck分別是輸出層神經(jīng)元的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)，vjk是隱藏層神經(jīng)元j和輸出層神經(jīng)元k之間的權(quán)重，γk是偏置。

31、作為本發(fā)明所述一種公路改擴(kuò)建工程瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量精準(zhǔn)預(yù)測(cè)算法的一種優(yōu)選方案，其中：所述后向階段算法具體為：

32、dk＝(yk-ck)ck(1-ck),k＝1,2,

33、

34、vjk(n+1)＝vjk(n)+α1dk(n)hj

35、γk(n+1)＝γk(n)+α1dk(n)

36、wij(n+1)＝wij(n)+α2ej(n)hj

37、θj(n+1)＝θj(n)+α2ej(n)

38、其中i＝1，2，...，m；j＝1，2，...，q；k＝1，2，...，n；α1和α2是取值范圍在0到1的學(xué)習(xí)率；n表示當(dāng)前訓(xùn)練輪數(shù)的編號(hào)。

39、作為本發(fā)明所述一種公路改擴(kuò)建工程瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量精準(zhǔn)預(yù)測(cè)算法的一種優(yōu)選方案，其中：所述連續(xù)壓實(shí)度指標(biāo)ecv的計(jì)算公式具體為：

40、evc＝c×a×f

41、其中，a是振幅，f是振頻，c為實(shí)驗(yàn)得出的材料特性；

42、所述連續(xù)壓實(shí)度指標(biāo)ecv與壓實(shí)度之間建立回歸分析模型為：

43、y＝ax+b，y壓實(shí)度，x為連續(xù)壓實(shí)度指標(biāo)ecv值。

44、本發(fā)明的有益效果：

45、本技術(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備和傳感器實(shí)時(shí)采集壓路機(jī)的碾壓遍數(shù)、速度、軌跡、溫度以及振動(dòng)數(shù)據(jù)，并將壓實(shí)度數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的信息化監(jiān)管關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，建立人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，實(shí)現(xiàn)信息化監(jiān)管關(guān)鍵參數(shù)對(duì)壓實(shí)度的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，實(shí)時(shí)掌握施工質(zhì)量，因此避免了后期對(duì)已完工的部分進(jìn)行鏟除重鋪，既保證了路面質(zhì)量，又加快了施工工期。