车辆荷载激励下的水泥混凝土路面振动信号时频能量解析及车速估算

来源：中国血液净化杂志2024年第12期北京时间：

作者：杨松立, 魏亚, 叶周景, 杨海露, 杨碧宇, 李鹏鹏, 汪林兵

单位：1. 北京科技大学　国家材料服役安全科学中心，北京　100083","2. 清华大学　土木工程系，北京　100084","3. 长安大学　公路学院，陕西　西安　710064","4. 佐治亚大学　环境、土木、农业和机械工程学院，佐治亚　雅典　GA 30602

摘要：<p>道路作为重要交通基础设施，正朝着路面状态精准感知、交通运行协同管控和用户交互智能服务转型升级。路面动力响应监测通过埋设在路面中的传感器，避免了人为和环境的干扰，实时、连续地收集关于交通载荷和路面状况的数据，是实现智慧公路的重要途径。然而，传感器的植入式安装易对路面造成损伤，且传感器耐久性不足，海量的原位监测数据解析存在困难。这些问题制约了植入式传感器在公路中的推广和应用。基于此，提出一种基于水泥混凝土路面滑模摊铺施工的传感器植入工艺，实现传感器安装和路面一体化摊铺成型。通过实地测试，采用改进的模态分析方法和连续小波变换分析技术，从振动信号时频能量的角度分析了不同车速下振动信号的时频特征，提出了基于振动信号时频能量变化率的车速计算方法，适用于刚性路面振动信号的交通信息解析。该方法计算所得的车速误差在8%以内，可有效提升基于振动信号的刚性路面车速估算的准确性。通过解决植入传感器与路面集成以及信号处理方面的挑战，研究成果有助于推动更高效、响应更快的智能高速公路技术发展。</p>

关键词：路面工程,车速估算,经验模态分解,水泥混凝土路面,植入式监测