BP神经网络在路面管理系统中的应用研究
邓丽君
重庆交通大学 土木工程学院，重庆 400074
摘要：以重庆市农村地区具有代表性的公路作为研究对象，通过拍摄照片和收集相关数据等手段，研究分析找到问题的存在，结合重庆农村地区施工团队情况、地理环境以及沿路居民的看法等相关信息分析问题存在和路面破坏的原因，并建立了 BP遗传神经网络的路面管理系统评价模型，对指标的选取，数据的采集与处理作了相应的阐述，更好的分析路面破坏的现状，及时地修复公路存在的问题。探讨了改善本地农村公路建设相关问题的有效解决措施，并且提出了改善公路建设的思路与想法，给政府以及有关部门对重庆市农村公路建设路面破坏问题的改善提供了参考作用。 关键词：农村公路；遗传神经网络；路面管理；指标选取；改善措施 0 引言 农村公路的建设是社会主义新农村建设的前提，是社会主义新农村建设的重要组成，它的建设成果直接影响新农村的发展。 近年来，重庆市农村公路的建设取得快速发展，截至 2018年底，重庆市农村公路总里程达到 139000公里。农村公路路网密度达到 168.7公里 /百平方公里。其中县道 7053公里，乡道 13086公里，专用公路 351公里，村道 118773公里 [1]。 重庆属于湿热多雨地区，在所有走访的农村公路中，几乎都是使用的水泥混凝土路面结构，很少有看到沥青路面结构。其原因在于，在重庆这样高温多雨的地区，水泥混凝土路面结构比沥青路面结构强度高，路面刚性层厚，不易发生拥包、龟裂和路基坍塌等现象，这是比较偏远的农村道路才采取的结构。一些农家乐和特殊的适合旅游发展的地方也有铺沥青道路，以吸引外来旅客和促进地方经济发展。 1 研究目的及思路 建设和改造农村公路是繁荣农村、发展农业、致富农民的实事工程，同时也是人民群众高度重视的民用工程。 对重庆市农村公路的病害和解决措施进行调查研究，首先获取有效数据和实地取证，做好调查记录。 然后针对具体病害原因提出预防措施，并为健全公路养护机制提出建议，建立适合重庆市农村公路病害处理的方法与养护体系。最后本文为了方便有关部门更好及时地对公路破坏做出决策，寻找路面状况指数 PCI、路面行驶质量 RQI、路面抗滑指数 SFC和动态弯沉值 SSI为指标，以路面综合指标 PQI为网络输出，对选取的路面进行使用性能评价，建立了基于遗传神经网络的路面评价模型。 [2] 本论文聚类分析了农村公路的问题，将理论与现实结合，总结了国内外针对农村公路问题的研究。在本文后，为了辅助有关部门及时对破坏公路进行修复，建立基于遗传神经网络的路面评价模型。本论文还通过列出流程图明晰过程，从问题出发到解决问题一步一步画出清晰的流程图。 2 基于 BP遗传神经网络的路面评价模型 神经网络是人工智能的重要领域，它模拟人脑的结构和智能特性，分散存储信息。 2.1 模型的建立 对于常见的神经网络，结合遗传算法进行权重的进化过程可以分为以下步骤： (3)通过选择、交叉、突变的三个操作，生成新一代的个体，排除上一代的个体。 (4)将新的个体放入种群 P中，然后计算每个新的个体的评估函数。 (5)计算平方误差 E的总和， E达到预定值时继续 (6)，没有到达的情况下继续 (3)。 (6)对所生成的最佳个体进行解码，取得网络最佳化的权重，下一步是执行神经网络操作。 BP遗传神经网络的路面评价模型的流程图如图 2所示。 2.2 指标的选取 通过上文建立的遗传神经网络，通过检索相关数据，结合路面管理系统的农村公路性能评估指标，基于混合遗传神经网络的农村公路表面评估模型。该模型的路面状况指数 PCI、路面行驶质量 RQI、路面抗滑指数 SFC和动态弯沉值 SSI为输入数据，以路面综合指标 PQ，为输出数据，用于评价选取路面的使用性能。 2.2 模型的应用——人机交互 为了使该模型具有现实意义，并且能够得到应用，本文利用人机交互，可使相关公路检测部门直接应用。 设计相关系统，利用 MATLAB语言实现计算过程的可视化模型，输入路面结构评价指标 PCI、路面功能评价指标 RQI、路面安全性方面评价指标 SFC以及路面承载能力评价指标 SSI，得出路面综合指标 PQI，然后与评价标准进行对比分析，及时修复路面。 3 总结与展望 3.1 主要结论 在对重庆市农村公路的研究中，论文总结了农村公路的病害现状，解决措施。从未来来看，有可研究的公路建设中对病害处理的创新方法，修补中新型材料的使用，建设的新经济效益，公路建设的新养护管理体系，以及公路建设与环境的结合等等。 此次研究范围有限，范围仅限于重庆地区部分农村公路。对于农村三四级工农，要真正做到当地政府与沿路居民的完美结合，对农村公路做到“建路必养，养必久好”的目标是很难的，所以以后的研究会主要针对农村公路的服务中心百姓，从客观问题转移到“人”问题上，核心解决农村公路病害问题。这次研究参与人员少，所以在以后的探索中召集更多的同学，集众人思维之精华，进一步团结合作，为重庆市发展尽一份自己的力量。 参考文献 [1]http://www.chinacei.cn/yaowen/20190503/19910.html [2] 史永枝 . 基于遗传神经网络的清水河县农村公路路面评价研究及应用 [D].内蒙古农业大学 ,2012. [3]周尚荣 . 超限超载对农村公路的危害及治理 [J]. 中外企业家 ,2015,(35):238-239. [4]项显芳 .分析农村公路建设技术标准掌握与旧路问题 [J].黑龙江交通科技 ,2013,36(04):169+171. [5]刘峥 . 农村公路破坏的原因及治理措施探析 [J]. 科技创新报 ,2008,(23):96. [6]崔锐 . 农村公路水泥混凝土路面裂缝产生的原因及预防措施 [J]. 交通世界 (建养 .机械 ),2011,(05):78-79. 作者简介：邓丽君 (1997-)，女，重庆交通大学土木工程学院研究生。
