路面結(jié)冰嚴重影響道路運營安全,監(jiān)測路面結(jié)冰狀態(tài)及預測結(jié)冰時間能夠有效指導路面結(jié)冰應對措施、減少事故發(fā)生頻率,研究路面結(jié)冰影響因素、構(gòu)建路面結(jié)冰時間預測模型是研究路面結(jié)冰監(jiān)測的重要內(nèi)容之一。目前多數(shù)路面結(jié)冰監(jiān)測的研究受限于結(jié)冰傳感器的開發(fā)與應用,難以滿足測量的量程與精度;預測模型多采用非線性回歸的方法構(gòu)建,模型準確度有待提高。近年來,適用于道路的結(jié)冰傳感器逐漸發(fā)展與應用,網(wǎng)絡學習方法更加適用于小樣本數(shù)據(jù)的訓練與預測,均為本文提供了理論與技術(shù)支持。因此,本文基于結(jié)冰傳感器的工作特性及性能分析,結(jié)合路域氣象站進行室外及室內(nèi)模擬結(jié)冰試驗,分析結(jié)冰時間的影響因素及影響規(guī)律,并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)樣本構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡預測模型。主要研究內(nèi)容及成果如下:首先,對比不同類型的結(jié)冰傳感器,針對道路環(huán)境,選取壓電式結(jié)冰傳感器作為路用傳感器。在不同狀態(tài)下（積水、結(jié)冰）對傳感器進行頻率標定,得到傳感器上不同狀態(tài)與頻率的對應關系。分別分析傳感器測的精確度、穩(wěn)定性及長效性,證明了壓電式結(jié)冰傳感器具有較好的工作性能。研究壓電式結(jié)冰傳感器的布設方法及數(shù)據(jù)傳輸方式,均滿足道路結(jié)冰監(jiān)測的需求。其次,開展室外結(jié)冰試驗,利用室外布設的結(jié)... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

光纖式結(jié)冰傳感器工作原理示意圖

紅外式結(jié)冰傳感器的工作原理如圖2-2 所示。2 '2cos sinrtP R RfPG (2-1)式中 f —— 反射系數(shù)；Pr—— 由冰層反射回來的光功率（mw）；Pt—— 激光發(fā)射的光功率（mw）；R —— 入射距離（m）；R’—— 反射距離（m）； —— 入射角； —— 反射角；G —— 系數(shù)。

圖 2-3 壓電式結(jié)冰傳感器工作原理示意圖結(jié)冰傳感器具有體積小、制作成本低、測量響應快、量程高、抗點，由于傳感器的諧振頻率與冰層間存在對應關系，因此具有較好式結(jié)冰傳感器廣泛應用于道路、航天、地質(zhì)等多個領域。面結(jié)冰傳感器選型上文中光纖式、紅外式、壓電式結(jié)冰傳感器的工作特點，針對道路，從制作成本、量程、抗干擾能力及測量精度四個方面綜合分析，所用結(jié)冰傳感器類型。傳感器各項工作特點如表 2-1 所示。表 2-1 不同類型結(jié)冰傳感器工作特點對比類型 制作成本 量程 抗干擾能力 測量精式 低 低 弱 高式 高 高 強 高式 低 高 強 高

【參考文獻】：
期刊論文
[1]寒區(qū)路面冰雪狀態(tài)感知與預警[J]. 譚憶秋,李濟鱸,徐慧寧.  中國基礎科學. 2020(05)



本文編號：3267288