Road profile statistics relevant for vehicle fatigue

• Road profiles are studied from a vehicle fatigue point of view. A wide range of roads have been measured: from smooth motorways to very rough gravel roads. It is observed that the road profiles consist of irregular sections, which makes the stationary Gaussian model unsuitable (Paper A). In Paper B, a method for automatic identification of such irregularities is presented. It is verified that the irregular sections cause the major part of the fatigue damage induced in vehicles. Based on this result, a new single track model is proposed, which includes randomly shaped and located irregularities. In Paper C, an evaluation method of single track models is proposed. This evaluation method is extended to models of parallel tracks in Paper D. A new "parallel tracks" model is proposed and evaluated accordingly. In Paper E, the coherence between the parallel road tracks is studied. A simple one-parametric model is proposed for the coherence. In Paper F a new theoretical method to compute the expected vehicle fatigue damage caused by road irregularities is presented.

• Popular Abstract in Swedish Ojämnheter i vägen orsakar påkänningar i åkande fordon. För fordonstillverkare är det intressant att veta egenskaperna hos dessa vägojämnheter. Det är lämpligt att använda statistiska metoder för att analysera mätningar av vägytor/vägprofiler, dels eftersom mätningarna ger stora mängder data och dels eftersom vägytor har ett slumpmässigt beteende (från en 100 meter lång vägprofil kan vi inte exakt prediktera nästa 100 meter). I den här studien har profilerna för flera olika typer av vägar i Sverige uppmätts, alltifrån ojämna grusvägar till jämna motorvägar. Målet är att utveckla statistiska metoder som är lämpliga att använda för analys av sådana mätningar. Totalt har 20 olika vägar mätts, med en total sträcka på 52 mil. De uppmätta vägarna innehåller mycket ojämna avsnitt, vilket medför att en stationär Gaussprocess inte beskriver mätningarna på ett bra sätt (uppsats A). Uppsats B presenterar en ny metod för att identifiera sådana ojämna avsnitt. Det verifieras att dessa ojämnheter har en stor påverkan på fordonsutmattning. Baserat på detta resultat så föreslås en ny statistisk modell för beskrivning av vägprofiler, som inkluderar ojämnheter med slumpmässig form, position och längd. Uppsats C beskriver en ny metod för att utvärdera stokastiska modeller av vägprofiler. Den här utvärderingsmetoden utvidgas till att hantera modeller av två parallella vägprofiler i uppsats D. En ny "parallell-spårs" modell föreslås och utvärderas. Uppsats E fokuserar på koherensen mellan två parallella hjulspår och en enkel parametrisk koherensmodell föreslås. Slutligen, uppsats F beskriver en ny metod för att beräkna den förväntade skadan från en väg som innehåller ojämnheter.

Ämnesord

NATURVETENSKAP  -- Matematik -- Sannolikhetsteori och statistik (hsv//swe)

NATURAL SCIENCES  -- Mathematics -- Probability Theory and Statistics (hsv//eng)

Nyckelord

operations research

Statistics

Matematik

Mathematics

model evaluation

vehicle fatigue

stochastic processes

road roughness

Road profiles

programming

actuarial mathematics

Statistik

operationsanalys

programmering

aktuariematematik

Publikations- och innehållstyp

dok (ämneskategori)

vet (ämneskategori)