基于灰色-马尔可夫模型的机场道面使用性能预测#br#

中国民航大学学报 ›› 2019, Vol. 37 ›› Issue (3): 22-26.

基于灰色-马尔可夫模型的机场道面使用性能预测#br#

杜浩，杨戈，刘海伦

（上海同科交通科技有限公司，上海200092）

出版日期:2019-06-27 发布日期:2020-04-01
作者简介:杜浩（1981—），男，湖北荆州人，博士，研究方向为机场道面设施管理.
基金资助:
国家自然科学基金青年科学基金项目（51308412）

Airport pavement performance prediction based on Gray-Markov model#br#

DU Hao, YANG Ge, LIU Hailun#br#

（Shanghai Tongke Transportation Technology Co., Ltd, Shanghai 200092, China）

Online:2019-06-27 Published:2020-04-01

摘要/Abstract

摘要： 针对机场道面使用性能原始数据少、性状变化复杂的特点，将灰色系统理论与马尔可夫预测方法相结合，提出灰色-马尔可夫预测道面使用性能的方法，并结合实例详细分析描述了该方法的具体应用。首先建立GM（1，1）灰色拟和模型，对道面使用性能进行近期预测，补充样本数据信息；在此基础上采用最小二乘法替代传统的回归法确定马尔可夫状态转移概率矩阵，然后应用马尔可夫方法实现道面使用性能的中长期预测，并根据预测结果对模型精度进行敏感性分析。结果表明：该方法预测精度较高，能较好地解决道面使用性能预测中样本数据少、变异性大的问题，工程实用性较强，可作为机场道面使用性能预测的有效工具。

关键词: 机场道面, 性能预测, 灰色模型, 马尔可夫预测, 道面管理

Abstract: Aiming at the lack of airport pavement original data and its stochastic variability, a new method that integrates Gray model and Markov chain is presented and is described in details by instance. Firstly, a GM (1, 1) model is built to conduct short-term PCI prediction and to expand the dataset. Secondly, least-square method is applied based on the expanded dataset to derive Markov state transition probability matrix. Using this matrix, middle and long term pavement performance is predicted by Markov chain. Thirdly, the precision sensitivity is analyzed,proving the high precision of this integrated model with big variability and sample data. This method can be used as an effective tool for airport pavement performance prediction.

Key words: airport pavement, performance prediction, Gray model, Markov prediction, pavement management

中图分类号:

V351.11
U416

杜浩, 杨戈, 刘海伦. 基于灰色-马尔可夫模型的机场道面使用性能预测#br#[J]. 中国民航大学学报, 2019, 37(3): 22-26.

DU Hao, YANG Ge, LIU Hailun. Airport pavement performance prediction based on Gray-Markov model#br#[J]. Journal of Civil Aviation University of China, 2019, 37(3): 22-26.

参考文献 8

[1]	姚祖康.路面管理系统[M].北京:人民交通出版社，1993.
[2]	王艳丽,王秉纲. 应用人工神经网络预测路面使用性能[J]. 西安公路交通大学学报, 2001, 20(1): 42-45.
[3]	王国晓, 安景峰, 陈荣生. 灰色理论在路面使用性能预测中的应用[J].公路交通科技, 2002, 19(3): 16-19.
[4]	李相勇, 张南, 蒋葛夫. 道路交通事故灰色马尔可夫预测模型[J].公路交通科技, 2003, 20(4): 98-100, 104.
[5]	傅东阳,胡昌斌.高速公路沥青路面使用性能马尔可夫概率预测[J].福州大学学报（自然科学版）, 2005, 33(4): 518-522.
[6]	高传昌,刘新阳.等维灰数递补动态模型在城市生活用水量预测中的应用[J].灌溉排水学报, 2005, 24(6): 71-73.
[7]	ORTIZ-GARC魱A J J, COSTELLO S B, SNAITH M S. Derivation of transition probability matrices for pavement deterioration modeling[J]. Journal of Transportation Engineering, 2006, 132(2): 141-161.
[8]	SHAHIN M Y. Pavement management for airports, road, and parking lots[M]. London: Chapman & Hall, 1994: 155-157.

[1]	支雁飞, 王辉, 刘建颖. CFRC 道面板电热效应模拟研究[J]. 中国民航大学学报, 2023, 41(5): 42-48.
[2]	吴堃, 林熙杰, 陈宇, 李长辉. ECC-混凝土组合机场道面力学性能及疲劳寿命分析[J]. 中国民航大学学报, 2023, 41(5): 27-33.
[3]	史超, 张磊, 田帅团, 姚鹏飞. 考虑荷载型反射裂缝的沥青加铺层寿命预测[J]. 中国民航大学学报, 2023, 41(1): 41-46.
[4]	戚春香, 刘超佳, 韩卓, 崔晓云, 高玉换. 机场道面不平整度对接缝传荷性能的影响[J]. 中国民航大学学报, 2022, 40(1): 47-52.
[5]	吴大林, 杨玉兰. 传力杆偏位对机场道面水泥混凝土应力的影响[J]. 中国民航大学学报, 2021, 39(5): 34-39.
[6]	程国勇, 杨依恒. 一种机场道面薄层修复材料配比方案[J]. 中国民航大学学报, 2020, 38(3): 23-27.
[7]	陈飞, 李龙浦, 李斯. 机场道面除冰雪车辆编队运动控制方法研究#br#[J]. 中国民航大学学报, 2019, 37(5): 25-29.
[8]	凌颖琦, 刘诗福, 林盛, 吴磊, 宾雪阳. 实测不平整激励下跑道平整度评价方法对比#br#[J]. 中国民航大学学报, 2019, 37(3): 27-32.
[9]	邢志伟，陈亚雄，罗谦，陈飞. 枢纽机场道面除冰雪机群资源优化配置[J]. 中国民航大学学报, 2017, 35(6): 36-40,51.
[10]	戚春香，杨简，崔晓云，张润峰. 基于挠度传荷系数的机场道面接缝刚度模型[J]. 中国民航大学学报, 2017, 35(2): 31-34，40.
[11]	李龙海，仝晔. 机场用导电混凝土除冰雪热功率优化研究[J]. 中国民航大学学报, 2016, 34(3): 22-27.
[12]	邵显智，袁捷，杨山，凌建明. 基于分布式应用策略的机场道面管理系统实践[J]. 中国民航大学学报, 2015, 33(5): 11-15.
[13]	游庆龙，马靖莲，袁捷. 不同设计方法对沥青道面结构设计厚度的影响[J]. 中国民航大学学报, 2014, 32(4): 39-42.
[14]	程国勇，郭志光，孟曙东，胡辉. 基于统计原理的板边弯矩计算方法[J]. 中国民航大学学报, 2013, 31(1): 73-75.