采用焓模型,综合考虑了气温、太阳辐射、风速风向、坡面蒸发等气象因素,对不同气温地区多种高度路基温度场进行有限元数值模拟,并采用天然地面下冻土年最大融深及路基内融土核高度两个指标综合分析路基稳定状况。有限元分析表明:在中低温多年冻土地区,抬高路基可延缓冻土下降速率,有效保护多年冻土;在高温不稳定多年冻土地区,抬高路基的效果并不显著,过度地抬高路堤会使路基内融土核高度显著增加,路基本体的稳定性将受到严重影响。本文还提出路基高度与冻土年最大融深之间的回归公式,为路基病害预测提供依据。
对宽路堤填土的高度、刚度以及地基土刚度的3种不同组合,将路堤和地基一同划分网格,地基部分采用修正剑桥Biot固结耦合模型,填土部分采用弹塑性摩尔-库仑模型,进行地基沉降和水平位移有限元分析,得出宽路堤地基沉降和水平位移的分布与路堤填土高度、刚度以及地基土刚度等因素密切相关:在地基土较软、填土刚度不大的情况下,最大沉降量发生在路堤坡肩下,且随堆载的继续,最大沉降位置向内移动,且与路堤中心处的沉降差减小;当地基土较硬时,水平位移量变小,在路堤两侧不再出现最大沉降量,路堤下地基沉降差减小;当填土刚度增大,地面沉降量、水平位移量和沉降差都减小,随堆载的继续,沉降差减小显著。
结合道路设计理论与交通规划理论,以地理信息系统为平台,开发道路选线优化模型。该模型是一个费用指向的优化问题,最小化费用目标函数中包括道路建设费用、土方工程费、道路交通诱发的环境污染的不经济费用,OD交通在路网上总走行时间的时间费用等。优化模型首先随机生成新建道路的空间位置候选方案集,并自动设计新建道路的平曲线和竖曲线,计算新建道路的各项工程费用。然后,对变化的路网进行自动拓扑,通过交通量分配得到OD交通在新路网上的走行时间和交通流特征,计算OD交通的环境负荷。最后,在遗传算法中判断候选方案的优劣,直到得到一个最佳的新建道路的空间位置方案为止。
提出了一种新的辨识Markos Papageorgiou提出的高速公路交通流模型中稳态速度-密度平衡关系式的算法。该算法分为两个步骤,第1步,利用幂级数的原理,将该关系式由非线性模型转换成线性模型;第2步,采用最小二乘法辨识线性模型,并在此基础上获得非线性模型的所有参数,从而达到辨识稳态速度-密度平衡关系式的目的。理论分析和仿真结果均表明,与传统的非线性辨识算法相比,该算法大大提高了模型辨识的运算速度,同时可以实现任意的辨识精度。
路径诱导系统是智能运输系统最具代表性的一个功能子系统。本文设计了一种基于Internet目前广泛使用的OS-PF(Open Shortest Path First)路由选择协议的诱导系统。该系统由交通网络和相应的诱导数据网络组成;数据网络系统包括带有无线接入单元的交叉口诱导设备和连接诱导设备的数据链路。交叉口诱导设备之间通过泛洪过程交换实时的路段状态信息,使用最短路算法计算诱导方案。车载诱导单元使用IEEE 802.11无线局域网协议通过无线接入单元找到距离最近的交叉口诱导设备,通过发送路径请求报文和接收路径应答报文获得最短路径。分析表明,基于OSPF协议的路径诱导系统具有收敛快、可靠性强、可扩充性好以及成本低等特点。该方法为我国交通流诱导系统的研究提供了新的思路。
为了研究侧风条件下车辆行驶对交通安全的影响。以某轿车1:5模型为算例,采用了移动地面模拟轿车相对地面的运动和旋转壁面模拟车轮转动的方法,进行了侧风角分别为0、5、10、15°和30°及车轮转动和静止情况下的数值模拟。输出了车身附近和转动车轮附近的流线、纵向对称面和左方前轮的压力曲线和部分车身表面摩擦力分布情况。对比分析了各侧风状态下的侧向力系数变化情况。研究结果表明:随着侧风角的增大侧向力迅速增大;转动车轮条件下的气动阻力较低,计算精度较高,基本与试验情况吻合。
针对传统的超限运输运力结构预测模型中,将车辆超限部分轴载转化为同一车型满轴载通过假设的不足,本文基于运力均衡的思想建立了超限严格管制下公路货运运力结构预测模型。在轴载调查的基础上,模型以单车装载量的累积概率分布需同单位货物重量的累积概率分布相一致为求解目标,推测了各轴型车辆总重谱的偏移情况,进而对超限管制变动下的公路货运车型结构及运量结构进行预测。模型在公路安徽世行项目II———超载运输研究中的使用结果表明,在超限运输严格管制条件下,2-S2将取代SU2成为公路货运的主力车型。
