水泥混凝土路面使用性能评价与预估方法及基于GIS的路面管理系统开发

摘要

路面管理系统(PMS)为公路管理部门提供了解路面现状、合理地分配有限资源的依据，是公路管理的有效工具。路面管理系统主要包括数据库管理系统、路面使用性能评价、路面使用性能预估、路面寿命周期费用分析等。本文重点研究水泥混凝土路面使用性能评价方法和预估方法，并在地理信息系统(GIS)的平台上对路面管理系统进行开发。 论文依托于广西交通厅《水泥混凝土路面早期破坏机理与防治技术》，根据路面系统本身所具有“灰色”本质的特点，应用灰色系统理论的灰色聚类方法，对水泥混凝上路面状况进行综合评价，提出了灰色聚类指标HSPJ，建立了灰色聚类指标与破坏之间的隶属函数。用特征分析的思想，研究了等维递补灰色GM模型和马尔可夫预测模型在路面使用性能预估中的应用。提出路面使用性能预估的灰微分方程，构建了灰微分方程的背景值，使微分方程的求解得以简化；将马尔可夫链引入路面使用性能预估，建立逆矩阵求概率转移矩阵的方法，提出了转移矩阵在路面使用性能预估中的物理意义，使繁琐的预估模型易于理解。在理论研究的基础上，建立了基于GIS路面管理系统框架，重点对使用性能评价和预估模块进行了开发。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1选题依据和研究意义

1.1.1选题依据

1.1.2研究意义

1.2研究现状

1.2.1路面使用性能评价的研究现状

1.2.2路面使用性能预估的研究现状

1.2.3路面管理系统的研究现状

1.3本论文的主要工作

第二章路面使用性能评价

2.1概述

2.2路面使用性能研究现状

2.2.1国外路面使用性能研究现状

2.2.2我国路面使用性能研究现状

2.3路面使用性能单指标评价方法

2.3.1路面破损状况评价

2.3.2路面行驶质量评价

2.3.3路面抗滑性能评价

2.3.4应用实例

2.4路面使用性能综合评价

2.4.1加权法路面使用性能综合评价

2.4.2灰色聚类法路面使用性能综合评价的提出

2.4.3灰色聚类法路面使用性能综合评价模型的建立

2.4.4灰色聚类法路面使用性能综合评价的基本方法

2.4.5显著性和可靠性分析

2.4.6应用实例

2.5本章小结

第三章路面使用性能预估

3.1概述

3.2路面使用性能预估方法分析

3.2.1路面性能指标

3.2.2预估模型的建立原则

3.2.3路面使用性能的影响因素

3.2.4路面性能预估模型类型

3.4等维递补灰色GM预估模型

3.4.1灰色GM模型的建立

3.4.4等维递补灰色GM模型

3.5路面使用性能马尔可夫预估

3.5.1马尔可夫预估模型在路面预估中的基本假定

3.5.2逆矩阵法求转移概率矩阵

3.5.3应用实例

3.6本章小结

第四章GIS在路面管理系统中的应用

4.1概述

4.2地理信息系统原理与概述

4.2.1地理信息系统的基本概念

4.2.2地理信息系统的基本功能

4.2.3地理信息的描述方法

4.2.4地理信息系统的数据模型

4.3 GIS在路面管理系统中的应用

4.3.1将路面管理系统组建于GIS平台的优势

4.3.2 GIS软件的选择

4.3.3空间数据的获取

4.3.4 GIS在路面管理系统中的具体功能及实现

4.3.5路面管理系统数据库设计

4.4 GIS对传统路面管理系统的影响和改变

4.5本章小结

第五章基于GIS路面管理系统的开发

5.1概述

5.2系统开发软硬件环境

5.3系统应用介绍

5.3.1系统主界面

5.3.2模型参数系统

5.3.3公路数据库系统

5.3.4公路地理信息系统

5.4本章小结

第六章结论与建议

6.1本文的主要结论

6.2进一步研究的建议

致 谢

参考文献

附 录

攻读硕士学位期间发表论文及参与科研情况