Advanced

Road profile statistics relevant for vehicle fatigue

Bogsjö, Klas LU (2007) In Dissertation
Abstract (Swedish)
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... (More)
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. (Less)
Abstract
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... (More)
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. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
supervisor
opponent
  • Professor Naess, Arvid, Norges teknisk-naturvitenskaplige universitet, Trondheim, Norge
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
operations research, Statistics, Matematik, Mathematics, model evaluation, vehicle fatigue, stochastic processes, road roughness, Road profiles, programming, actuarial mathematics, Statistik, operationsanalys, programmering, aktuariematematik
in
Dissertation
pages
137 pages
publisher
Mathematical Statistics, Centre for Mathematical Sciences, Lund University
defense location
Room MH:A, Matematikcentrum, Sölvegatan 18, Lund University Faculty of Engineering
defense date
2007-11-16 10:15
external identifiers
  • other:LUTFMS-1032-2007
ISSN
1404-0034
ISBN
978-91-628-7291
language
English
LU publication?
yes
id
5edf4471-40da-4b66-86fc-c69e1ed5ede8 (old id 599140)
date added to LUP
2007-11-13 07:17:18
date last changed
2016-09-19 08:44:58
@phdthesis{5edf4471-40da-4b66-86fc-c69e1ed5ede8,
  abstract     = {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.},
  author       = {Bogsjö, Klas},
  isbn         = {978-91-628-7291},
  issn         = {1404-0034},
  keyword      = {operations research,Statistics,Matematik,Mathematics,model evaluation,vehicle fatigue,stochastic processes,road roughness,Road profiles,programming,actuarial mathematics,Statistik,operationsanalys,programmering,aktuariematematik},
  language     = {eng},
  pages        = {137},
  publisher    = {Mathematical Statistics, Centre for Mathematical Sciences, Lund University},
  school       = {Lund University},
  series       = {Dissertation},
  title        = {Road profile statistics relevant for vehicle fatigue},
  year         = {2007},
}