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基于WIM数据的北京市公路桥梁车辆荷载模型研究的开题报告
一、选题背景
公路桥梁是公路交通网络中重要的组成部分，其对交通运输起着关键作用。车辆荷载是桥梁设计、施工、运行及维护的重要因素之一，影响桥梁的安全性、可靠性和经济性。
目前，国内外学者围绕公路桥梁车辆荷载的研究主要集中在以下两个方面：一是车辆荷载的采集和分析方法研究，包括车载加速度传感器（Accelerometer）和道路面荷载传感器（WIM）等技术；二是基于车辆荷载数据的桥梁荷载预测模型研究，包括统计分析方法、机器学习方法和深度学习方法等。
采用车载加速度传感器和道路面荷载传感器对车辆荷载进行采集和分析，虽然获得了大量的车辆荷载数据，但针对不同桥梁的荷载特征进行建模分析仍然是一个重要的研究方向。
二、研究目的和意义
本研究的目的是基于北京市公路桥梁的车辆荷载数据，探索建立一种适合北京市公路桥梁的车辆荷载模型。旨在为桥梁设计、施工、运行及维护提供科学依据，保障公路交通的安全、快速、畅通。
三、研究内容
1.对北京市公路桥梁的车辆荷载数据进行采集和处理
本研究将采用WIM技术对北京市公路桥梁的车辆荷载数据进行采集，并对原始数据进行预处理，去除噪声和异常数据。
2.对车辆荷载特征进行提取和分析
在采集的车辆荷载数据中提取关键特征，例如荷载幅值、荷载频率、荷载时长等，分析不同桥梁在荷载特征方面的差异性。
3.探究适合北京市公路桥梁的车辆荷载模型
将采集并处理的车辆荷载数据和桥梁结构特征进行组合，基于统计分析方法、机器学习方法和深度学习方法等，探索建立适合北京市公路桥梁的车辆荷载模型。
四、研究方法
本研究将采用以下方法进行研究：
1.实地采集形成车辆荷载数据；
2.处理WIM数据，创建WIM车辆荷载的数据库；
3.基于机器学习方法、深度学习方法、回归/集成回归等算法模型，探究建立适合北京市公路桥梁的车辆荷载模型;
4.利用方差分析、F-test验证模型分析结果。
五、预期结果
本研究将获得以下几个结果：
1.完成北京市公路桥梁车辆荷载的实地采集和处理，建立车辆荷载数据集；
2.提取和分析车辆荷载关键特征，分析不同桥梁在荷载特征方面的差异性；
3.建立针对北京市公路桥梁的车辆荷载模型，实现对不同桥梁的荷载预测和风险评估。
六、研究意义
本研究将对北京市公路桥梁的设计、施工、运营及维护提供科学依据。通过建立适合北京市公路桥梁的车辆荷载模型，有助于预测和评估不同桥梁的荷载风险，提高桥梁的安全运营水平，缩短桥梁的检修时间，节约公共财政预算。同时，研究结果可以为其他城市或地区公路桥梁荷载预测提供参考和借鉴。