坡体地下水水位变化引起坡内水力梯度的变化是导致边坡失稳的重要因素。通过将强度折减技术与极限上限定理结合,利用安全系数指标对地下水位变化影响下的均质边坡进行了稳定性分析,并进行了对比计算和参数分析。分析中将孔隙水压力当作外力,水位变化对边坡的影响作用通过虚功方程表现出来。对比计算表明:与已有结果的对比可以证明表明本文方法的正确性,且本文是较同类方法略好的上限解答;参数分析表明:坡内地下水位升降对边坡稳定性和潜在破坏面影响较大,地下水位上升引起孔隙水压力增大是坡体发生失稳的重要原因。
坡体地下水水位变化引起坡内水力梯度的变化是导致边坡失稳的重要因素.通过将强度折减技术与极限上限定理结合,利用安全系数指标对地下水位变化影响下的均质边坡进行了稳定性分析,并进行了对比计算和参数分析.分析中将孔隙水压力当作外力,水位变化对边坡的影响作用通过虚功方程表现出来.对比计算表明:与已有结果的对比可以证明表明本文方法的正确性,且本文是较同类方法略好的上限解答;参数分析表明:坡内地下水位升降对边坡稳定性和潜在破坏面影响较大,地下水位上升引起孔隙水压力增大是坡体发生失稳的重要原因.
基于聚合物骨架空隙混凝土的力学性能在很大程度上依赖于结合材料的力学性能,运用有限元计算方法研究结合料的性能和其厚度对聚合物骨架空隙混凝土的影响,可以减少试验工作量、优化聚合物骨架空隙混凝土材料的配比设计.有限元计算时,针对聚合物骨架空隙混凝土"弹性结合料+骨料+空隙"的构造特点,细观计算模型中考虑了混凝土内部的构造空隙;针对结合料厚度较小的特点,采用了细观单元建模,材料参数取值采用了试验结果的代表值.结果表明,计算值和试验值吻合较好,说明细观模型能够较好模拟弹性聚合物骨架空隙混凝土的力学特性;聚合物骨架空隙混凝土采用较厚的聚合物水泥结合料对聚合物骨架空隙混凝土材料的整体受力有利.
为了揭示黄土振动压实机理,优化黄土压实作业参数,对黄土在振动压实过程中的压应力及压实能量进行研究。根据压应力时域信号,分析黄土各层的压应力分布情况;对压应力频谱信号进行分析,研究压实能量在黄土各层的分布与吸收状况及其在土层内的传递规律。分析结果表明:黄土内各层的压应力随碾压遍数的增加逐渐增大,随土体深度增加而减弱;上层土体压应力增加最快,在碾压到第9遍时达到最大,而中、下层土体在第11遍时压应力达到最大;试验用黄土的固有频率为30 Hz左右,在此频率下振动压实效果最好;土体各层吸收的振动能量随土体密实度增加而减小,上层比中下层可获得更高的能量,并先达到其密实状态。分析结果与试验压实度结果一致。
基于聚合物骨架空隙混凝土的力学性能在很大程度上依赖于结合材料的力学性能,运用有限元计算方法研究结合料的性能和其厚度对聚合物骨架空隙混凝土的影响,可以减少试验工作量、优化聚合物骨架空隙混凝土材料的配比设计。有限元计算时,针对聚合物骨架空隙混凝土"弹性结合料+骨料+空隙"的构造特点,细观计算模型中考虑了混凝土内部的构造空隙;针对结合料厚度较小的特点,采用了细观单元建模,材料参数取值采用了试验结果的代表值。结果表明,计算值和试验值吻合较好,说明细观模型能够较好模拟弹性聚合物骨架空隙混凝土的力学特性;聚合物骨架空隙混凝土采用较厚的聚合物水泥结合料对聚合物骨架空隙混凝土材料的整体受力有利。
为了揭示黄土振动压实机理,优化黄土压实作业参数,对黄土在振动压实过程中的压应力及压实能量进行研究.根据压应力时域信号,分析黄土各层的压应力分布情况;对压应力频谱信号进行分析,研究压实能量在黄土各层的分布与吸收状况及其在土层内的传递规律.分析结果表明:黄土内各层的压应力随碾压遍数的增加逐渐增大,随土体深度增加而减弱;上层土体压应力增加最快,在碾压到第9遍时达到最大,而中、下层土体在第11遍时压应力达到最大;试验用黄土的固有频率为30 Hz左右,在此频率下振动压实效果最好;土体各层吸收的振动能量随土体密实度增加而减小,上层比中下层可获得更高的能量,并先达到其密实状态.分析结果与试验压实度结果一致.
为了进一步提高对虚拟路面的重构精度,根据路面不平度是实平稳随机过程这一特点,按给定的标准路面不平度功率谱密度建立其相应的时间序列模型-AR模型.以此对路面不平度进行重构并对重构结果作相应的谱分析.通过对重构不平度的功率谱密度与标准功率谱密度之间的相对误差控制来确定AR模型的最优阶数,即当相对误差在某一阶数下取得最小值时,则此阶数就为模型的最优阶数.利用该方法对标准路面进行重构,结果表明,重构的功率谱和不平度均方根值的拟合精度相对传统的阶数确定方法都有较大的提高,从而证明此阶数确定方法的可行性和优越性.
为了进一步提高对虚拟路面的重构精度,根据路面不平度是实平稳随机过程这一特点,按给定的标准路面不平度功率谱密度建立其相应的时间序列模型—AR模型。以此对路面不平度进行重构并对重构结果作相应的谱分析。通过对重构不平度的功率谱密度与标准功率谱密度之间的相对误差控制来确定AR模型的最优阶数,即当相对误差在某一阶数下取得最小值时,则此阶数就为模型的最优阶数。利用该方法对标准路面进行重构,结果表明,重构的功率谱和不平度均方根值的拟合精度相对传统的阶数确定方法都有较大的提高,从而证明此阶数确定方法的可行性和优越性。
为了更有效防治季节性冰冻地区道路病害,对路面冻胀开裂力学机理进行了研究.通过对路面冻胀开裂病害现象的调查分析,指出半刚性基层冻胀是道路冻温开裂病害发生的重要因素之一;建立了道路结构热-应力有限元模型,对路面在半刚性基层冻胀作用下的力学响应进行了计算与分析,提出了基于基层冻胀的路面劈裂破坏理论;通过对路面开裂判据应力计算,分析了路面冻胀开裂对冻温材料力学性能变化的敏感性.结果表明,基于半刚性基层冻胀的路面劈裂破坏理论,能够更合理地解释路面冻胀开裂现象;半刚性基层的冻胀性能以及路面材料的强度特性,均对路面冻胀开裂有较大的影响作用.
为了更有效防治季节性冰冻地区道路病害,对路面冻胀开裂力学机理进行了研究。通过对路面冻胀开裂病害现象的调查分析,指出半刚性基层冻胀是道路冻温开裂病害发生的重要因素之一;建立了道路结构热-应力有限元模型,对路面在半刚性基层冻胀作用下的力学响应进行了计算与分析,提出了基于基层冻胀的路面劈裂破坏理论;通过对路面开裂判据应力计算,分析了路面冻胀开裂对冻温材料力学性能变化的敏感性。结果表明,基于半刚性基层冻胀的路面劈裂破坏理论,能够更合理地解释路面冻胀开裂现象;半刚性基层的冻胀性能以及路面材料的强度特性,均对路面冻胀开裂有较大的影响作用。
水泥混凝土路面白改黑工程中反射裂缝是一个普遍存在并且难以解决的问题,通过对水泥路面加铺层反射裂缝的形成机理进行分析,并进一步说明解决水泥路面加铺层反射裂缝的原理,从而分析了冲压破裂稳固的作用机理,从理论上阐明了水泥混凝土路面白改黑加铺工程中采用冲压破裂稳固技术减缓加铺层反射裂缝的可行性.对冲压破裂稳固的施工工艺和质量控制指标等进行说明分析后,提出了水泥混凝土白改黑工程应将冲压破裂后的弯沉指标作为动态设计的依据的观点.通过对相关工程案例的介绍,进一步从实践上验证了冲压破裂稳固技术处理水泥路面白改黑工程加铺层反射裂缝的可行性,同时说明该方法是目前技术经济综合分析最优的方法.
水泥混凝土路面白改黑工程中反射裂缝是一个普遍存在并且难以解决的问题,通过对水泥路面加铺层反射裂缝的形成机理进行分析,并进一步说明解决水泥路面加铺层反射裂缝的原理,从而分析了冲压破裂稳固的作用机理,从理论上阐明了水泥混凝土路面白改黑加铺工程中采用冲压破裂稳固技术减缓加铺层反射裂缝的可行性。对冲压破裂稳固的施工工艺和质量控制指标等进行说明分析后,提出了水泥混凝土白改黑工程应将冲压破裂后的弯沉指标作为动态设计的依据的观点。通过对相关工程案例的介绍,进一步从实践上验证了冲压破裂稳固技术处理水泥路面白改黑工程加铺层反射裂缝的可行性,同时说明该方法是目前技术经济综合分析最优的方法。
基于软土地基上已建桥梁桥头过渡段经常存在严重的路桥沉降差现象,将EPS混凝土作为台后换填料来替换原来的回填宕渣填筑,可以有效地减小路桥过渡段的沉降现象.建立EPS轻质混凝土换填的有限元简化模型,拟计算路表沉降变形曲线,并与普通回填宕渣填筑的工后沉降进行对比分析,最后与结合现场实测结果比较.研究结果表明:采用EPS轻质混凝土换填可以减小桥台后路桥沉降差,延续混凝土整体性能良好的特点,有效地解决台后填筑物对旧桥桥台推挤严重的问题,缓解桥头跳车现象;另外,通过与一般回填宕渣填筑台后路基产生沉降做比较,EPS轻质混凝土有明显的优势.
基于软土地基上已建桥梁桥头过渡段经常存在严重的路桥沉降差现象,将EPS混凝土作为台后换填料来替换原来的回填宕渣填筑,可以有效地减小路桥过渡段的沉降现象。建立EPS轻质混凝土换填的有限元简化模型,拟计算路表沉降变形曲线,并与普通回填宕渣填筑的工后沉降进行对比分析,最后与结合现场实测结果比较。研究结果表明:采用EPS轻质混凝土换填可以减小桥台后路桥沉降差,延续混凝土整体性能良好的特点,有效地解决台后填筑物对旧桥桥台推挤严重的问题,缓解桥头跳车现象;另外,通过与一般回填宕渣填筑台后路基产生沉降做比较,EPS轻质混凝土有明显的优势。
根据室内回弹模量试验实测数据,对小间距土工格栅加筋粉砂土和小间距土工布加筋粒料土的回弹变形特性进行了对比分析发,(1)现小间距土工格栅加筋土中的土工格栅加筋层与土的共同作用提高了加筋土的整体性,能动员更大范围的加筋土体(包括其中的格栅)来吸收外荷所做的功并将其中的绝大部分转化为弹性变形能储存其中,外荷卸除后再全部释放出来,保证加筋土在交通荷载的反复作用下基本处于弹性工作状态,几乎不产生塑性变形,同时比未加筋土具有更高回弹模量。作者将此称为"储存和释放弹性能"机理;(2)由于试样尺寸小,加载后很难避免土工布发生滑动,所以土工布加筋土的回弹变形特性不宜用室内小尺寸试样来测定。
根据室内回弹模量试验实测数据,对小间距土工格栅加筋粉砂土和小间距土工布加筋粒料土的回弹变形特性进行了对比分析发,(1)现小间距土工格栅加筋土中的土工格栅加筋层与土的共同作用提高了加筋土的整体性,能动员更大范围的加筋土体(包括其中的格栅)来吸收外荷所做的功并将其中的绝大部分转化为弹性变形能储存其中,外荷卸除后再全部释放出来,保证加筋土在交通荷载的反复作用下基本处于弹性工作状态,几乎不产生塑性变形,同时比未加筋土具有更高回弹模量.作者将此称为"储存和释放弹性能"机理;(2)由于试样尺寸小,加载后很难避免土工布发生滑动,所以土工布加筋土的回弹变形特性不宜用室内小尺寸试样来测定.
为了解我国近年公路桥梁车辆荷载的情况,对非治超地区、计重收费地区和强制治超地区的车辆荷载数据进行了统计分析.分析表明,通过所有路段的车辆荷载服从多峰分布.本文用4个正态分布的加权和对非治超地区和计重收费地区车辆荷载的概率分布进行模拟,用6个正态分布的加权和对强制治超地区的车辆荷载的概率分布进行模拟.另外,为准确描述对桥梁安全起控制作用的重型车辆的荷载,采用分段函数模拟非治超地区车辆的概率分布.车辆荷载在不同时段内的最大值概率分布均可由极值I型描述.
为了解我国近年公路桥梁车辆荷载的情况,对非治超地区、计重收费地区和强制治超地区的车辆荷载数据进行了统计分析。分析表明,通过所有路段的车辆荷载服从多峰分布。本文用4个正态分布的加权和对非治超地区和计重收费地区车辆荷载的概率分布进行模拟,用6个正态分布的加权和对强制治超地区的车辆荷载的概率分布进行模拟。另外,为准确描述对桥梁安全起控制作用的重型车辆的荷载,采用分段函数模拟非治超地区车辆的概率分布。车辆荷载在不同时段内的最大值概率分布均可由极值I型描述。
针对目前尚无拱桥吊杆车辆荷载效应概率模型的问题,利用监测数据研究建立了拱桥吊杆实际车辆荷载效应模型。介绍了某钢管混凝土拱桥吊杆车辆荷载效应监测系统的组成模块及各模块的功能,通过监测系统采集获得了579个吊杆实测车辆荷载效应监测数据。以所得监测数据为研究对象。采用统计方法,分析了吊杆实际车辆荷载效应截口分布类型;采用蒙特卡罗模拟法,分析了设计基准期内吊杆车辆荷载效应最大值分布类型。结果表明,拱桥吊杆车辆荷载效应截口分布服从对数正态分布;设计基准期内车辆荷载效应最大值服从广义极值分布;利用监测数据建立的吊杆车辆荷载效应模型可以较好地反映桥梁的实际车辆荷载情况。
针对目前尚无拱桥吊杆车辆荷载效应概率模型的问题,利用监测数据研究建立了拱桥吊杆实际车辆荷载效应模型.介绍了某钢管混凝土拱桥吊杆车辆荷载效应监测系统的组成模块及各模块的功能,通过监测系统采集获得了579个吊杆实测车辆荷载效应监测数据.以所得监测数据为研究对象.采用统计方法,分析了吊杆实际车辆荷载效应截口分布类型;采用蒙特卡罗模拟法,分析了设计基准期内吊杆车辆荷载效应最大值分布类型.结果表明,拱桥吊杆车辆荷载效应截口分布服从对数正态分布;设计基准期内车辆荷载效应最大值服从广义极值分布;利用监测数据建立的吊杆车辆荷载效应模型可以较好地反映桥梁的实际车辆荷载情况.
简单介绍了模型试验的相似和设计原则,对模型试验的加载工况、加载程序、测点布置等也进行了讨论.应用大型COSMOS/Works软件,结合已有的研究成果,在选定混凝土、钢筋和钢绞线单元的基础上,建立了边主墩和中主墩梁拱墩结合块三维有限元模型,得到数值分析结果,将数值计算结果与试验结果进行对比分析,得出了顶底板、腹板、拱脚和墩顶混凝土应力分布规律,深入研究了梁拱墩结合块的复杂受力行为.研究表明:顶底板混凝土正应力沿纵向均呈先减小再增大的趋势;腹板混凝土正应力沿竖向从上至下呈增大趋势,沿纵向正应力呈先减小、后增大和再减小的趋势;拱脚混凝土主压应力由后拱外侧往前拱内侧呈增大趋势;双薄壁墩和空心单柱墩墩顶混凝土各断面基本处于受压状态.梁拱墩结合块受力合理,大跨度连续刚构拱组合桥设计合理.
简单介绍了模型试验的相似和设计原则,对模型试验的加载工况、加载程序、测点布置等也进行了讨论。应用大型COSMOS/Works软件,结合已有的研究成果,在选定混凝土、钢筋和钢绞线单元的基础上,建立了边主墩和中主墩梁拱墩结合块三维有限元模型,得到数值分析结果,将数值计算结果与试验结果进行对比分析,得出了顶底板、腹板、拱脚和墩顶混凝土应力分布规律,深入研究了梁拱墩结合块的复杂受力行为。研究表明:顶底板混凝土正应力沿纵向均呈先减小再增大的趋势;腹板混凝土正应力沿竖向从上至下呈增大趋势,沿纵向正应力呈先减小、后增大和再减小的趋势;拱脚混凝土主压应力由后拱外侧往前拱内侧呈增大趋势;双薄壁墩和空心单柱墩墩顶混凝土各断面基本处于受压状态。梁拱墩结合块受力合理,大跨度连续刚构拱组合桥设计合理。
针对空间主缆自锚式悬索桥钢箱梁顶推和体系转换施工期的受力和变形特点,以杭州市江东大桥双塔单跨空间主缆自锚式悬索桥为工程背景,应用有限元软件建立其钢箱梁顶推和体系转换的施工控制仿真计算模型,系统地总结和提出空间主缆自锚式悬索桥钢箱梁顶推和体系转换的施工控制流程和施工监测项目,介绍了钢箱梁顶推施工和体系转换的最终方案,给出了空间主缆自锚式悬索桥体系转换的施工控制原则.提出了空间主缆自锚式悬索桥销铰式吊索索夹预偏角度的确定思路,给出了销铰式吊索索夹角度的测试方法.钢箱梁顶推和体系转换完成后,线形、应力、索力和索夹角度的测试结果验证了提出的施工控制方法和施工控制流程是合理的.
针对空间主缆自锚式悬索桥钢箱梁顶推和体系转换施工期的受力和变形特点,以杭州市江东大桥双塔单跨空间主缆自锚式悬索桥为工程背景,应用有限元软件建立其钢箱梁顶推和体系转换的施工控制仿真计算模型,系统地总结和提出空间主缆自锚式悬索桥钢箱梁顶推和体系转换的施工控制流程和施工监测项目,介绍了钢箱梁顶推施工和体系转换的最终方案,给出了空间主缆自锚式悬索桥体系转换的施工控制原则。提出了空间主缆自锚式悬索桥销铰式吊索索夹预偏角度的确定思路,给出了销铰式吊索索夹角度的测试方法。钢箱梁顶推和体系转换完成后,线形、应力、索力和索夹角度的测试结果验证了提出的施工控制方法和施工控制流程是合理的。
为了研究抗风缆在大跨悬索桥抗风措施中的应用,基于ANSYS软件建立了新疆赛吾迭格尔桥的有限元模型,研究了改变抗风缆拉杆与水平方向夹角、抗风缆拉杆长度、抗风缆张力的不同形式抗风缆对桥梁动力特性的影响及抗风缆与其他措施的联合应用.通过研究分析表明,抗风缆的应用使结构刚度有所增加,相应的各阶振型频率增加;因所选择抗风缆形式的不同,各类振型受影响的程度不同,其中1阶反对称竖弯的频率增加最为明显;抗风缆角度对于桥梁竖弯振型影响明显;拉杆长度对于桥梁动力特性影响不显著,抗风缆的张力对扭转振型控制明显;缆内张力越大,对侧弯、竖弯和扭转频率的影响也越大.
为了研究抗风缆在大跨悬索桥抗风措施中的应用,基于ANSYS软件建立了新疆赛吾迭格尔桥的有限元模型,研究了改变抗风缆拉杆与水平方向夹角、抗风缆拉杆长度、抗风缆张力的不同形式抗风缆对桥梁动力特性的影响及抗风缆与其他措施的联合应用。通过研究分析表明,抗风缆的应用使结构刚度有所增加,相应的各阶振型频率增加;因所选择抗风缆形式的不同,各类振型受影响的程度不同,其中1阶反对称竖弯的频率增加最为明显;抗风缆角度对于桥梁竖弯振型影响明显;拉杆长度对于桥梁动力特性影响不显著,抗风缆的张力对扭转振型控制明显;缆内张力越大,对侧弯、竖弯和扭转频率的影响也越大。
垂直炮孔堵塞长度对岩体爆破质量有直接影响.为获得最优堵塞长度的计算方法,首先分析了炮孔堵塞作用机理及堵塞物的运动过程,给出了计算爆生气体压力的公式,然后由爆生气体压力和堵塞物整体运动推导出了堵塞物加速度,对加速度进行简化处理,再由加速度推导出了堵塞物整体运动时间与堵塞物位移的关系式,最后结合岩体破碎时间建立了计算垂直炮孔堵塞物最优长度的理论模型.进行了不同堵塞长度的爆破效果试验,试验结果表明,堵塞长度为0.55 m时,爆破效果是最好的;得到了爆破质量随堵塞长度的变化规律,在试验的爆破参数下通过理论模型计算出的最优堵塞长度是0.46 m,理论值与试验值十分接近,证明了理论模型的正确性和实用性.
垂直炮孔堵塞长度对岩体爆破质量有直接影响。为获得最优堵塞长度的计算方法,首先分析了炮孔堵塞作用机理及堵塞物的运动过程,给出了计算爆生气体压力的公式,然后由爆生气体压力和堵塞物整体运动推导出了堵塞物加速度,对加速度进行简化处理,再由加速度推导出了堵塞物整体运动时间与堵塞物位移的关系式,最后结合岩体破碎时间建立了计算垂直炮孔堵塞物最优长度的理论模型。进行了不同堵塞长度的爆破效果试验,试验结果表明,堵塞长度为0.55 m时,爆破效果是最好的;得到了爆破质量随堵塞长度的变化规律,在试验的爆破参数下通过理论模型计算出的最优堵塞长度是0.46 m,理论值与试验值十分接近,证明了理论模型的正确性和实用性。
为更好地根据交通流的变化状态实行相应的控制策略,提出一种针对不同交通状态采用不同控制目标函数的单交叉口信号配时优化方法.该法基于交叉口的占有率和流量比关系,把交通状态划分为空闲、畅顺、繁忙和拥堵4个状态.在不同状态下根据其不同的交通流特点,选用不同的控制策略和控制目标,设定不同目标函数进行配时优化.优化目标函数采用相对指标的3目标函数形式,把车辆平均延误、平均停车次数以及通行能力3个指标作为交叉口效益评价指标,可通过调整各个指标权重系数来满足不同交通状态下的配时需求.最后通过深圳市实际交叉口的例子进行计算和仿真.结果表明,该方法比经典配时方法在结合所提出的目标函数各指标上都优胜,目标函数更合理.
为更好地根据交通流的变化状态实行相应的控制策略,提出一种针对不同交通状态采用不同控制目标函数的单交叉口信号配时优化方法。该法基于交叉口的占有率和流量比关系,把交通状态划分为空闲、畅顺、繁忙和拥堵4个状态。在不同状态下根据其不同的交通流特点,选用不同的控制策略和控制目标,设定不同目标函数进行配时优化。优化目标函数采用相对指标的3目标函数形式,把车辆平均延误、平均停车次数以及通行能力3个指标作为交叉口效益评价指标,可通过调整各个指标权重系数来满足不同交通状态下的配时需求。最后通过深圳市实际交叉口的例子进行计算和仿真。结果表明,该方法比经典配时方法在结合所提出的目标函数各指标上都优胜,目标函数更合理。
利用仿真软件可以充分利用事故现场信息实现对人车碰撞事故的再现分析,但这些信息通常包含不确定性.考虑这些不确定的信息对仿真结果的影响,可使所得结果更可靠、合理.针对人车碰撞事故仿真模型复杂、无显式表达式的特点,将响应面方法及试验设计方法引入到再现分析中,通过构建复杂人车事故再现模型的近似响应函数,进而结合已有不确定性分析方法研究仿真结果的不确定性问题.最后,讨论了响应面函数的选取并给出了不确定性分析的步骤.以一人车碰撞试验为例,分析了车辆碰撞行人车速的不确定性,算例结果表明,响应面方法可用于辅助分析人车碰撞事故再现仿真结果的不确定性问题.
利用仿真软件可以充分利用事故现场信息实现对人车碰撞事故的再现分析,但这些信息通常包含不确定性。考虑这些不确定的信息对仿真结果的影响,可使所得结果更可靠、合理。针对人车碰撞事故仿真模型复杂、无显式表达式的特点,将响应面方法及试验设计方法引入到再现分析中,通过构建复杂人车事故再现模型的近似响应函数,进而结合已有不确定性分析方法研究仿真结果的不确定性问题。最后,讨论了响应面函数的选取并给出了不确定性分析的步骤。以一人车碰撞试验为例,分析了车辆碰撞行人车速的不确定性,算例结果表明,响应面方法可用于辅助分析人车碰撞事故再现仿真结果的不确定性问题。
基于现有的研究方法,提出了一种基于联合卡尔曼滤波器的交通信息融合算法.首先利用浮动车的覆盖率和浮动车的历史平均行程时间来修正浮动车的平均行程时间估计值,用于浮动车覆盖率不满足最小覆盖率时的路段平均行程时间估计;利用路段上浮动车的覆盖率来确定联合卡尔曼滤波器的融合系数;利用联合卡尔曼滤波器对固定型检测器的平均行程时间估计和浮动车的平均行程时间估计进行信息融合,得到路段的平均行程时间估计.该融合方法计算量小,融合时间快,有利于实际应用.试验结果表明,该方法提高了区间平均行程时间估计的精度.
基于现有的研究方法,提出了一种基于联合卡尔曼滤波器的交通信息融合算法。首先利用浮动车的覆盖率和浮动车的历史平均行程时间来修正浮动车的平均行程时间估计值,用于浮动车覆盖率不满足最小覆盖率时的路段平均行程时间估计;利用路段上浮动车的覆盖率来确定联合卡尔曼滤波器的融合系数;利用联合卡尔曼滤波器对固定型检测器的平均行程时间估计和浮动车的平均行程时间估计进行信息融合,得到路段的平均行程时间估计。该融合方法计算量小,融合时间快,有利于实际应用。试验结果表明,该方法提高了区间平均行程时间估计的精度。
为向交通管理、道路改造、交通出行等提供服务,以定点检测线圈数据为基础,根据交通参数关系拟合后得到拥挤阈值,对交通参数时空变化图进行瓶颈位置识别,再使用"变形累计曲线法"进一步研究瓶颈附近交通拥挤特征。此外,文章对"变形累计曲线法"中关键问题进行了讨论,得到了曲线变化所揭示的意义和背景参数值的确定方法。以上海市南北高架东侧部分路段为例,对早上6∶00—12∶30瓶颈附近路段的拥挤状况进行了分析,确定了瓶颈位置并得到了瓶颈处拥挤的开始时间、结束时间和拥挤持续时间。
为向交通管理、道路改造、交通出行等提供服务,以定点检测线圈数据为基础,根据交通参数关系拟合后得到拥挤阈值,对交通参数时空变化图进行瓶颈位置识别,再使用"变形累计曲线法"进一步研究瓶颈附近交通拥挤特征.此外,文章对"变形累计曲线法"中关键问题进行了讨论,得到了曲线变化所揭示的意义和背景参数值的确定方法.以上海市南北高架东侧部分路段为例,对早上6∶00-12∶30瓶颈附近路段的拥挤状况进行了分析,确定了瓶颈位置并得到了瓶颈处拥挤的开始时间、结束时间和拥挤持续时间.
隧道路段特殊的道路环境是隧道路段事故频发的诱因.为了更好地为隧道的路线设计与速度管理服务,首先分析了高速公路典型隧道路段试验车的行驶速度数据,研究了隧道路段的运行速度变化,得到了车速变化的规律.结果表明中短隧道对车速影响不大,长大隧道路段车速变化较为明显,车辆行驶过程可以分为调整-稳定-恢复3个阶段,并确定其中6个点作为运行速度特征点,即隧道前200 m、隧道进口、隧道进口内300 m、隧道出口前300 m、隧道出口前100 m、隧道出口外100 m.进而通过大量的数据调查,利用统计回归方法,建立并验证了特征点的运行速度模型.
隧道路段特殊的道路环境是隧道路段事故频发的诱因。为了更好地为隧道的路线设计与速度管理服务,首先分析了高速公路典型隧道路段试验车的行驶速度数据,研究了隧道路段的运行速度变化,得到了车速变化的规律。结果表明中短隧道对车速影响不大,长大隧道路段车速变化较为明显,车辆行驶过程可以分为调整-稳定-恢复3个阶段,并确定其中6个点作为运行速度特征点,即隧道前200 m、隧道进口、隧道进口内300 m、隧道出口前300 m、隧道出口前100 m、隧道出口外100 m。进而通过大量的数据调查,利用统计回归方法,建立并验证了特征点的运行速度模型。
为了克服灰色预测方法的不足,在灰色模型预测方法的基础上,提出灰色马尔可夫链桥梁荷载随机过程交通量预测模型,该模型的灰色预测曲线能反映交通量历史发展趋势,马尔可夫预测可反映随机波动性对交通量预测的影响,从兼顾了趋势值和波动性两方面因素对预测结果的作用,能克服单一预测模型在交通量预测中的局限性,并可结合交通量实际情况,能实现准确、综合预测交通量的目的.在现有交通量统计资料的基础上,对该模型进行了精度检验,并预测出了2007年的交通量.实例计算分析表明,模型精度良好,预测结果与实际状态基本相符,利用灰色马尔可夫理论进行交通量预测是一种行之有效的方法.
为了克服灰色预测方法的不足,在灰色模型预测方法的基础上,提出灰色马尔可夫链桥梁荷载随机过程交通量预测模型,该模型的灰色预测曲线能反映交通量历史发展趋势,马尔可夫预测可反映随机波动性对交通量预测的影响,从兼顾了趋势值和波动性两方面因素对预测结果的作用,能克服单一预测模型在交通量预测中的局限性,并可结合交通量实际情况,能实现准确、综合预测交通量的目的。在现有交通量统计资料的基础上,对该模型进行了精度检验,并预测出了2007年的交通量。实例计算分析表明,模型精度良好,预测结果与实际状态基本相符,利用灰色马尔可夫理论进行交通量预测是一种行之有效的方法。
为体现出行者路径选择行为,准确评价路网行程时间可靠性,采用行程时间均值和行程时间均方差的加权和定义广义出行费用,以不同的加权系数反映出行者对待风险的态度。从路段层面定义行程时间可靠性,以广义出行费用最小化为目标构建SUE模型,建立基于广义出行费用的路网行程时间可靠性模型。结合模型特点,给出Monte Carlo仿真和交通规划模型相结合的求解算法。并在一个小型测试路网上进行了验证,结果表明:出行者对待风险的不同态度对行程时间可靠性具有明显的影响,保守型出行者将使路网行程时间可靠性有所提高;所建分配模型能够较真实地反映出行者的路径选择行为,使行程时间可靠性分析更加准确。
体现出行者路径选择行为,准确评价路网行程时间可靠性,采用行程时间均值和行程时间均方差的加权和定义广义出行费用,以不同的加权系数反映出行者对待风险的态度.从路段层面定义行程时间可靠性,以广义出行费用最小化为目标构建SUE模型,建立基于广义出行费用的路网行程时间可靠性模型.结合模型特点,给出Monte Carlo仿真和交通规划模型相结合的求解算法.并在一个小型测试路网上进行了验证,结果表明:出行者对待风险的不同态度对行程时间可靠性具有明显的影响,保守型出行者将使路网行程时间可靠性有所提高;所建分配模型能够较真实地反映出行者的路径选择行为,使行程时间可靠性分析更加准确.
深入分析了城市客运出租汽车调度中心业务员排班中班次生成阶段的业务特点,对排班问题进行了建模,并将其抽象为一个求非线性、带约束条件的函数最小值的优化问题,用数据规划模型及约束条件函数进行了问题的描述.论述了遗传算法的定义、特点和实现流程,将遗传算法的基本理论应用到排班问题的研究当中,并根据业务特点设计了目标函数和约束条件函数,研究了初始种群、适应度函数和遗传算子的设计方法,采用Matlab遗传算法工具箱进行了实例分析,结果证明遗传算法是求解调度中心人员排班问题的一种有效方法.
深入分析了城市客运出租汽车调度中心业务员排班中班次生成阶段的业务特点,对排班问题进行了建模,并将其抽象为一个求非线性、带约束条件的函数最小值的优化问题,用数据规划模型及约束条件函数进行了问题的描述。论述了遗传算法的定义、特点和实现流程,将遗传算法的基本理论应用到排班问题的研究当中,并根据业务特点设计了目标函数和约束条件函数,研究了初始种群、适应度函数和遗传算子的设计方法,采用Matlab遗传算法工具箱进行了实例分析,结果证明遗传算法是求解调度中心人员排班问题的一种有效方法。
针对竖直边缘检测的车牌定位方法在多车牌定位中的梯度分割阈值的问题,提出一种改进的阈值选取方法。即先将图像进行区域划分,然后采用区间梯度均值和Otsu阈值的平均值作为新的阈值来分割区域图像。该方法对车牌污染、车牌远近不一致等情况具有良好的适应性。同时,针对从车牌候选区域中去除伪车牌的问题,提出了利用新的主连通域分析的方法和颜色、宽高比等特征来从候选区域中正确提取多个车牌的方法。该方法能够较好地去除复杂背景下的类似于车牌背景的颜色伪车牌,以及和车牌字符有着相似纹理特征的伪车牌。测试结果表明,该方法车牌定位率超过97.3%,去除伪车牌后的车牌定准率超过88.5%,同时在时间上能够较好地满足实时路况中准确定位出车牌的需求。
针对竖直边缘检测的车牌定位方法在多车牌定位中的梯度分割阈值的问题,提出一种改进的阈值选取方法.即先将图像进行区域划分,然后采用区间梯度均值和Otsu阈值的平均值作为新的阈值来分割区域图像.该方法对车牌污染、车牌远近不一致等情况具有良好的适应性.同时,针对从车牌候选区域中去除伪车牌的问题,提出了利用新的主连通域分析的方法和颜色、宽高比等特征来从候选区域中正确提取多个车牌的方法.该方法能够较好地去除复杂背景下的类似于车牌背景的颜色伪车牌,以及和车牌字符有着相似纹理特征的伪车牌.测试结果表明,该方法车牌定位率超过97.3%,去除伪车牌后的车牌定准率超过88.5%,同时在时间上能够较好地满足实时路况中准确定位出车牌的需求.
