基于深度卷积神经网络融合模型的路面裂缝识别方法

现有的路面裂缝识别方法大多仍局限于基于主动特征提取的处理技术,对路面图像来源有专一性要求,算法不具备泛化能力,现有的基于神经网络识别算法对设备有特定要求,且路面裂缝的定位准确性不高。为此,提出基于深度卷积神经网络融合模型的路面裂缝识别方法。首先,应用多目标SSD卷积神经网络模型对路面裂缝进行分类检测,然后使用深度残差网络对SSD模型的特征提取结构进行改进,并根据损失函数的收敛程度对模型中的超参数进行优化,提高路面裂缝分类和定位的准确率;其次,针对裂缝分类检测模型对路面裂缝定位存在的偏差,提出基于U-Net模型的路面裂缝分割方法,并改进模型的特征提取网络,提高裂缝分割精度,实现精确的裂缝分割;最后,将裂缝分类检测模型与分割模型进行融合,加载2个模型并导入上述训练得到最优权重,根据裂缝分类网络判断路面图像有无裂缝,若存在裂缝则给出具体类别和置信度,并将这些信息和原始裂缝图像输入U-Net分割网络,根据分割结果计算线性裂缝的长度、宽度及网状裂缝的面积。试验结果表明:给出的路面裂缝识别方法对于横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝的识别精度分别为86.6%、87.2%和85.3%;该方法不仅能够给出路面裂缝的类别信息,还可以给出路面裂缝的精确定位和几何参数信息,可直接用于路面状况评价。     

材料损伤断裂的分形模型

研究了脆性断裂的物理过程，指出断裂裂纹具有类似逾渗现象的分维特征。在对比 分析几种关于材料损伤断裂的分形模型后，提出了关于韧脆性断裂的统一的分形模型。     

用分形维数评价路网结构

依据分形理论，用分形维数对路网结构进行了描述、分析，提出了数学模型 .     

基于分形理论的三维路面模型的建立

根据分形理论,建立三维路面模型.利用路面纵断面的部分信息点的高程数据,对路面纵断面的不平度进行分形插值模拟.由于路面具有自相似性的特性,可采用垂直比例因子确定的分形插值曲面的方法,以达到对路面的三维重建,为车辆工程、道路工程等领域中的路面三维建模提供了一个新的思路.     

粗糙裂缝型多孔介质渗透率的分形模型

多孔介质渗透率的研究在油气藏、地下水文学、燃料电池、纤维织物等诸多实际应用工程领域具有重要的应用价值.该文基于分形理论和达西定律,提出了牛顿流体在粗糙裂缝型多孔介质中渗透率的分形模型.研究结果表明粗糙裂缝型多孔介质的渗透率是正弦波动幅度因子、裂缝面积分形维数、孔隙率及最大裂缝宽度等多孔介质微结构参数的函数,每个参数都有明确的物理含义,能清楚揭示影响粗糙裂缝型多孔介质渗透率的物理机理.为了证实渗透率分形模型的有效性,将该模型与已有模型和数值模拟结果进行对比,整体结果吻合较好.     

裂缝的分形分析方法

从裂缝的分形分布出发,对裂缝的分布、裂缝的有效截面积、裂缝的强度、裂面的粗糙度和裂缝的各向异性度,提出了分形分析方法。根据裂缝分形分布特点,提出了基本裂缝分布模型,对这些模型做相应的分形对比,来阐明裂缝的分形和特征。裂缝的分形分析方法改变了以往单一的裂缝性质分析方法,而从裂缝的分形分布结构上全面地进行定量分析,不仅反映裂缝的平均效果,而且反映了裂缝分布的非均匀性及其发育程度的差异。     

基于分形融合FBM的海浪模型研究

海浪模拟作为非线性模拟代表方向之一。国内外研究划分为两种派系,由此产生的各种单一模型都不能满足逼真、快速和可控的需求。提出了一种新的改进海浪模型。该模型融合了分形的分数布朗运动曲面模型,以及经典的线性叠加浪谱Gerstner模型;并通过两种模型产生高度场的权重比值,来对海浪模拟进行调节和控制。实验证明,新模型生成的海浪逼真度高,能够产生大面积海面,改变视点,可以通过人为参数设定改变海浪海况;与经典模型相比,具有计算效率好、逼真度高、可控性好的优点,说明新模型在海浪模拟模型研究方面具有一定的改善。     

基于分形维数的全变分图像平滑模型

针对标准全变分模型用梯度检测边缘易受噪音干扰产生"阶梯"效应和在处理纹理丰富的图像时易丢失细节纹理信息的缺点,提出了一种基于分形维数的全变分模型,该模型可利用图像局部分形维数来检测边缘,能够准确识别真实边缘、剔除假性边缘,从而抑制"阶梯"效应,可保护纹理丰富的图像的纹理细节信息。平滑后的图像显示出改进方法能有效去除噪声并减弱"阶梯"效应,获得较高峰值的信噪比。     

樟子松根系的分形维数测定模型

为测定植物根系维数,采用分形盒维数计算方法,建立樟子松根系维数测定模型.结果表明:实验中得到的樟子松根系维数与建立的模型拟合较好,从而验证了模型的可靠性.模型以分形理论为基础.实验中对樟子松根系运用统计相似和自相关性知识研究,结合回归方程发现其维数发展的规律,为林木资源的采伐利用提供参考依据,也为植物根系维数的研究方法提供一种思路.     

质体分布的随机分形模型与维数

建立了突变质体随细胞分裂而分裂、传递和随机分布的分形模型，计算了某些分配情况下分布的分维，讨论了它们的生物学含义．     

分形维数基于DLA模型的算法改进

现阶段的分形动力学生长模型多采用DLA模型,而维数的计算多依赖于盒计数法。但是由于盒计数法研究对象的数学局限性及计算的复杂、烦琐,使得其应用具有局限性,动力学机理不明确。为此,通过改进盒计数法得到了DLA模型的点维数di,并与盒计数法的结果相对比,验证了本方法在DLA模型图形维数计算方面的适用性、可靠性以及简单可操作性,并证明了点维数具有分形动力学特性,为以后利用盒计数法实现盒子转化点,点转化线长,直至构建出基于线和动力学关系的分形维数公式作理论探讨和准备。     

裂缝诱导损伤力学模型研究

水力压裂后,当微裂缝闭合时初始损伤带的诱导应力导致围岩应力重新分布.为确定初次压裂后应力分布规律,将围岩区域分为破坏区、损伤区和弹性区,建立了基于损伤理论的人工裂缝诱导应力模型,选择吉林油田1口生产井为研究对象,计算结果表明:人工裂缝诱导应力随井筒的距离的增大而逐渐减小,计算结果与实际情况吻合较好.     

岩体质量评价的分形插值模型

岩体质量分类是一个复杂的不确定系统问题,为准确评价岩体质量所处的分类状态,进而为岩体质量的防治提供科学依据,提出基于分形-插值模型的岩体质量评价方法.该方法首先选取影响岩体质量评价的8个主要因素,根据分类标准,采用在每级标准中随机内插的方法,得到50个标准样本,用于构建岩体质量评价的分形-插值模型;其次,根据最大似然分类原则确定每个岩体质量评价指标的评价分维数;然后,利用加权求和法计算样本的综合评价值,并根据样本综合评价值与经验等级之间的关系建立分形-插值评价模型;最后,通过实例分析表明:该模型的评价结果是准确和可靠的,与采用其他分类方法所得结论一致.此外,该模型可以得出每个样本的具体得分值,即使对属于同一级的样本也可以排出它们的优劣顺序,因而具有较高的分类精度,为岩体质量评价提供了一种较好的新方法.     

基于分形的知识链评价模型

组织的知识链是知识管理的核心问题,目前对知识链的研究主要是采用定性研究的方法。结合当前知识链在企业中的应用,将分形理论引入到对企业组织的知识链分析中,从定性和定量相结合的角度构造了评价自相似性程度的数学模型,并以实例进行了说明。     

混凝土的连续损伤模型和弥散裂缝模型

将经典的混凝土弥散裂缝模型应用到所建议的一类基于能量的弹塑性损伤本构模型的统一理论框架中 ,并推导了剪切模量和剪力保持因子与受剪损伤变量的关系式 .模型可以直接应用于多维应力状态下 ,避免了弥散裂缝模型中存在的参数经验取值问题 .最后 ,通过一个钢筋混凝土单向板的数值算例 ,验证了模型的有效性 .     

高速压制粉末散体空间的分形维数及导热的分形模型

基于分形理论建立了利用粉末散体空间的堆积密度、粉末颗粒的密度和孙隙介质的密度来计算粉末散体空间分形雏数的表达式;同时利用等效热阻法建立了粉末散体空间有效热导率的并联分形模型,并给出了考虑热辐射贡献的有效导热率的计算公式.通过分形雏数和有效热导率计算公式的函数图像分析了堆积密度对分形雏敷以及分形雏数、温度对有效热导率的影响,结果表明粉末散体空间分形雏数随堆积密度增大而增大,有效导热率随分形雏数增大而增大,随温度升度而增大.     

裂缝性底水气藏分形几何见水模型

针对裂缝分布复杂,仅依靠双重介质模型不能研究裂缝对底水气藏开发影响的问题,引入分形几何来描述裂缝网络,建立了考虑裂缝的底水气藏见水模型.基于底水气藏的两种渗流模式的假设,射孔段为平面径向流,射孔段以下为半球面流,建立了分形裂缝底水气藏见水模型.该模型能确定底水突破时间和不同时刻水锥形态,并能定量分析裂缝发育特征对底水气藏开发的影响.实例分析表明:裂缝越扭曲复杂,迂曲度分维数越大,底水突破时间越大;气层厚度越大,底水突破时间越大;气井产量越大,底水突破越快.     

基于数字图像处理的路面裂缝自动识别与评价系统

在论述国内外路面裂缝检测技术发展现状的基础上,分析了基于数字图像处理的路面裂缝识别与评价系统的工作原理。通过研究路面裂缝图像的特点和现有裂缝识别算法,提出了该技术应用中尚存在分析结果的可靠性、图像处理的速度以及路面裂缝评价技术的完善等几个关键技术,并探讨了解决这些问题的途径。     

构造裂缝的分形研究

从数学规律的角度,应用分形理论,对构造裂缝的分布发育规律进行研究.分数维D值越大,说明构造裂缝分布越均匀,各向异性较强,构造裂缝的分布发育较好.与走滑断裂属同一构造应力场的构造裂缝,随着距离走滑断裂距离的增大,分数维D值呈指数减小;随构造裂缝面密度的增大,分数维D值呈线性增大.分数维D值大小更能体现构造裂缝分布的均匀程度和各向异性,同时考虑构造裂缝面密度和分数维,引用发育程度f来表征岩石破裂程度.对裂缝油气藏来说f,越大表明岩石破裂程度越高,储层裂缝越发育.靠近断裂岩石破裂程度高,有利于油气的运移.