基于灰色系统理论的沥青路面使用性能预测

王新竹 孔令云

依托工程全长122.5 km,投资巨大,于2003年12月通车。本文根据依托工程各项参数跟踪观测结果,利用灰色预测模型GM(1,1)对其路面使用性能进行了预测,以便为今后依托工程的养护、维修工作提供依据。

1 灰色预测模型简介

表1 依托工程的性能指标汇总表

灰色预测模型(GM-Grey Model)主要是应用灰色系统理论,对所得的数据列建立动态模型。GM(1,1)是实际应用中最为普遍的一种灰色预测模型,是灰色系统理论的核心模型,该模型仅用4个数据就可以估计模型参数,且可达到一定的模拟精度。

GM(1,1)预测模型的适用条件:1)-a≤0.3时,GM(1,1)可用于中长期预测;2)0.3＜-a≤0.5时,GM(1,1)可用于短期预测,中长期预测慎用。

2 依托工程跟踪观测结果

选择了表1中的指标进行其中长期性能的预测。

1)PQI,PCI,RQI,SSI,BPN为我国JTJ 073-96公路养护技术规范中的综合评价指标;2)PSI[1]为日本道路维修纲要中的现时服务指数,其注重的是路面服务质量,模型影响参数为路面平整度和裂缝率;3)MCI为日本建设省土木研究所提出的养护控制指数[1];4)R4为我国学者提出的综合评价指标[2];5)PCI计算中,车辙换算系数按公式K=0.000 064RD3计算得到;6)各指标的维修养护标准见表2。

表2 各指标的维修技术标准汇总表

3 依托工程长期使用性能预测精度分析

发展系数-a是灰色预测模型预测精度的一个重要体现,根据预测结果对各指标的发展系数-a进行了汇总,见表3。

表3 发展系数(-a)汇总表

根据相关分析可知,发展系数-a的绝对值为0.005 25时,预测精度最高,在该点两侧,预测误差呈对称的、单调的形式向上发展。……