基于时间序列 Transformer 的路面阻滑性与纹理退化建模
应用统计
2025-08-07 v2
摘要
本研究探讨了使用微米研磨技术后路面阻滑性和表面宏观纹理的退化情况。收集了来自德克萨斯州四个气候区31段 asphalt 路面 sections 的现场数据。数据涵盖多种表面类型、研磨深度、作业速度和鼓配置。遵循标准化数据收集程序，在研磨前、治疗后以及 3 个月、6 个月、12 个月和 18 个月后进行测量。用于评估表面摩擦和纹理特征的指标为阻滑数和平均轮廓深度（MPD）。该数据集重新整理为包含930个观察值的时间序列结构，包括气候区、治疗参数和基线表面条件等情境变量。应用比较性建模框架来预测阻滑性和宏观纹理随时间的退化趋势。评估了包括线性模型、树基模型和集成方法在内的8种回归模型，以及时间序列 Transformer 模型。结果表明，Transformer 模型在阻滑性预测中实现最高的预测精度（R2=0.981），而随机森林在宏观纹理预测中表现最佳（R2=0.838）。本研究表明，预防性维护后表面特征的退化呈非线性变化，受环境因素和操作因素共同影响。这一研究证明了数据驱动建模在支持交通部门进行路面性能预测和维护规划方面的有效性。
引用
@article{arxiv.2507.01842,
title = {Time Series Transformer-Based Modeling of Pavement Skid and Texture Deterioration},
author = {Lu Gao and Zia Din and Kinam Kim and Ahmed Senouci},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.01842},
year = {2025}
}