2018年, 第35卷, 第10期　刊出日期：2018-10-05

  

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  水泥对乳化沥青冷再生材料性能影响的宏微观分析

  杨彦海, 邬宇航, 杨野, 徐岩

  2018, 35(10): 1-8. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.10.001

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  为了研究水泥对乳化沥青冷再生材料性能的作用机理和确定水泥掺量的最佳范围，本研究对不同水泥掺量（0%~5%）的乳化沥青冷再生材料进行了微观形貌观测和化学成分分析，并对乳化沥青混合料性能进行宏观力学测试。通过扫描电镜测试和电子能谱分析表明：（1）扫描电镜观测到的纤维状晶体确实为水泥与混合料中的水相发生水化反应生成的水化产物，这些水泥水化产物和沥青形成的胶浆复合物在空间中呈立体网格结构；（2）水泥掺量为1%~2%时，水泥水化后的产物没有形成棱角分明的纤维晶体，呈圆柱状，纤维较短（<10 μm），大多分布在5 μm左右，当水泥掺量大于3%时，水化后的晶体分布致密，呈针状，纤维较长（部分水泥水化产物晶体长度>20 μm）；（3）这些水泥水化产物对乳化沥青冷再生混合料具有"加筋"作用，能够提高乳化沥青冷再生混合料的早期强度。通过高温车辙试验、小梁低温弯曲试验及抗水损害试验研究发现：（1）乳化沥青冷再生混合料的高温稳定性和水稳定性随着水泥掺量的增加而提高；（2）低温性能随着水泥掺量的增加呈现先升高后降低的变化特性，当水泥掺量在1%~2%范围内，乳化沥青厂拌冷再生混合料性能最佳。
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  锥入度与球入度作为橡胶沥青性能评价指标的适用性研究

  覃润浦, 胡松山, 刘斌清, 魏密, 李平

  2018, 35(10): 9-18. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.10.002

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  为了研究锥入度与球入度作为评价橡胶沥青性能指标的适用性及检测指标间的相关性，通过大量室内检测数据进行了系统分析。研究结果表明：采用针入度评价橡胶沥青温度敏感性易造成数据失真，而锥入度可作为室内评价橡胶沥青性能的检测指标；传统弹性恢复指标不能合理评价橡胶沥青弹性恢复特性，延度指标不适用于评价橡胶沥青低温抗裂特性；黏温指数可作为评价橡胶沥青感温特性指标，当胶粉掺量为20%，粉胶比为1.0时，橡胶沥青胶浆黏温指数最大，其中HD2类型橡胶沥青胶浆黏温指数达2.031 7；温度敏感性复数指数可量化评价橡胶沥青等胶结料的感温性指标；采用动态剪切流变仪温度扫描试验得出的存储模量对数和损耗模量对数分别与温度对数进行线性回归，拟合得出评价橡胶沥青胶结料温度敏感性复数指数方程；针入度和锥入度与不同温度布氏旋转黏度具较高的拟合程度，其中锥入度与180，165，135℃布氏黏度拟合相关系数分别为0.908 6，0.901和0.915 9；针入度与锥入度二指标之间具有较好的线性相关性能，二者拟合相关系数达0.905 9；弹性恢复和回弹恢复与不同温度布氏黏度间存在较好的相关性，其中回弹回复与180，165，135℃布氏黏度拟合相关系数分别为0.943 1，0.921 7，0.940 7；弹性恢复和回弹回复二指标之间线性相关系数达0.862 6；回弹恢复性能可有效反映橡胶沥青弹性恢复特性，球入度可作为一种橡胶沥青弹性恢复性能评价指标。
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  中空聚酯纤维沥青混合料的热阻及路用性能研究

  张楠, 郑南翔, 高志敏

  2018, 35(10): 19-25. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.10.003

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  为了研究中空聚酯纤维沥青混合料的热阻特性及路用性能，首先采用Hot Disk法和双平板法分别测试纤维沥青胶浆的热物性和中空聚酯纤维沥青混合料的导热系数，然后采用室内光照系统测试中空聚酯纤维沥青混合料表面和内部温度随时间的变化规律，并对中空聚酯纤维沥青混合料的路用性能进行验证，最后基于微观形貌分析其阻热及增韧机理。研究结果表明：掺量为2%的中空聚酯纤维沥青胶浆的导热系数较普通聚酯纤维降低了22.6%；当纤维掺量为0.2%时，30℃下的沥青混合料导热系数较普通沥青混合料减小了0.403 W/（m·K）；中空聚酯纤维掺量为0.1%，0.2%，0.3%的沥青混合料4 cm层位处的降温幅度最大分别为1.1，1.6，2.8℃，8 cm层位处的降温幅度最大分别为1.8，2.7，3.8℃，说明中空聚酯纤维具有一定的阻热性能，降低了沥青混合料内部的温度；中空聚酯纤维与沥青和矿粉形成"结构沥青"，显著改善了沥青混合料的高温性能和低温抗裂性能。
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  煤渣改良土路基的动弹性模量及临界动应力试验研究

  张向东, 任昆

  2018, 35(10): 26-33. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.10.004

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  为研究煤渣改良土作为路基填料在中低围压下的动力特性，以煤渣改良土作为研究对象，利用GDS动态三轴试验系统对不同围压及不同频率下煤渣改良土的动弹性模量以及临界动应力进行了室内试验研究。分析了不同围压及不同加载频率对煤渣改良土动弹性模量的影响，并据此建立了动弹性模量的衰减模型。根据临界动应力的不确定性，利用结构元方法，建立了煤渣改良土临界动应力的模糊线性回归模型。试验结果表明，煤渣改良土的动弹性模量随着加载次数的增加呈负指数关系下降；动弹性模量随围压的增加而逐渐增加，二者大致呈线性关系；动弹性模量随频率的增大而逐渐减小，当加载频率大于3 Hz后动弹性模量的下降速率有所减缓。所建立的衰减模型能够较好地反映出频率及围压对动弹性模量带来的影响。煤渣改良土的临界动应力与加载的频率呈负相关关系，低频的荷载对临界动应力的影响较大；临界动应力与围压之间表现出正相关关系。利用结构元方法所构建的模糊线性回归模型能够较好地反映临界动应力与频率及围压之间的关系，模型精度较高，可以为道路工程中的建设及其临界动应力的确定提供参考。
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  岩质边坡锚固界面剪应力分布的模拟试验研究

  姚国强, 言志信, 龙哲, 翟聚云

  2018, 35(10): 34-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.10.005

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  为研究岩质边坡锚固界面的剪切作用，采用相似材料制作拉拔试件，借助多功能力学试验机和静态电阻应变仪，进行了不同锚固长度试件的静态拉拔试验，分析了拉拔荷载作用下锚杆-砂浆和砂浆-岩体两锚固界面上的剪应力分布规律。结果表明：相似材料的物理力学性质能够较好地反映出原型材料的特性，利用岩体、水泥砂浆和锚杆的相似材料制作拉拔试件进行锚固相似模型试验是可行的；不同循环荷载作用下，拉拔试件中的锚杆与锚固体上的轴力随着锚固长度的增加，呈现出指数规律衰减，且体现出了锚杆加固岩土体时具有有效锚固长度的特征；锚杆-砂浆和砂浆-岩体两锚固界面上的剪应力分布不均，沿锚固长度呈现为先增大后减小的单峰值曲线变化规律，从锚杆端部至剪应力峰值点，剪应力值迅速增大，其作用范围较小，但峰值点后剪应力值平缓下降，作用范围相对较大，并且随着拉拔荷载的增大，剪应力峰值逐渐向锚固深部转移；不同锚固长度拉拔试件的锚固失效均发生在砂浆-岩体界面上，同时锚固体界面上经历3个阶段，即弹性变形阶段、塑性变形阶段和脱黏滑移阶段。首次借助相似模型试验获得了岩质边坡锚固界面剪应力分布，揭示了锚固机理，不仅对相关试验，而且对边坡锚固的设计施工具有重要参考价值。
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  道路工程

  稻秸秆加筋水泥土空心砌块边坡生态防护技术研究

  陈曙, 王桂尧, 张永杰

  2018, 35(10): 42-49. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.10.006

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  在普通混凝土空心砌块护坡的基础上，提出了一种以稻秸秆、工程开挖后的废弃土、少量水泥为原料制成的空心砌块对边坡进行表层防护的方法，使其既具有混凝土空心砌块抗冲刷能力强、施工简单的优点，又能克服其资源消耗大、工程造价高的弊端。采用无侧限抗压强度试验，探讨了在不同稻秸秆掺量、不同稻秸秆长度、不同水泥掺量以及不同养护龄期条件下，稻秸秆加筋水泥土及其空心砌块的抗压强度发展规律及其耐久性能。在此基础上通过对比分析裸坡、稻秸秆加筋水泥土空心砌块、三维土工网3种防护形式下的花岗岩残积土边坡强降雨冲刷试验以及室外空心砌块植草试验，验证稻秸秆加筋水泥土空心砌块的实际防护效果。最后对稻秸秆加筋水泥土空心砌块护坡的经济性与适用性进行了分析讨论。研究结果表明：稻秸秆加筋水泥土空心砌块的强度和耐久性能能够满足工程实际应用要求，其每平方米造价比普通混凝土空心砌块减少40%左右，经济效益十分显著，具有良好的应用和推广价值。其中稻秸秆加筋水泥土空心砌块最经济合理配比为稻秸秆掺量0.25%、稻秸秆长度15 mm、水泥掺量15%。
桥隧工程
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  桥隧工程

  早龄期混凝土箱梁温度场分析

  陈黎阳

  2018, 35(10): 50-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.10.007

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  混凝土水化热引起的温度效应是导致混凝土箱梁早期发生开裂的主要原因之一，严重影响施工质量，成为困扰土木技术人员的难题。为此，对某大桥进行温度场试验，基于箱梁混凝土热传导理论，利用有限元数值分析软件ANSYS，建立该大桥混凝土箱梁块水化热分析的有限元数值模型，对该混凝土箱梁结构的水化热温度场产生的过程进行数值分析，并将仿真分析结果和现场实测数据进行对比，研究早期混凝土箱梁的温度场分布及其时变特点。研究结果表明，采取正确的热学参数，混凝土箱梁温度场有限元数值仿真能准确模拟混凝土箱梁水化热现场试验温度场的分布和发展过程。混凝土箱梁结构的水化热温度梯度规律明显，减小混凝土箱梁内外温度梯度是降低混凝土箱梁早期裂缝的关键。底板中部的温度高于靠近表面位置的达23.1℃，这是因为底板厚度较大，水化热不宜扩散，因此在混凝土养护过程中要更加注意底板等大尺寸部位的散热。研究结果为混凝土箱梁结构的温度场分析方法提供理论依据，便于准确掌握混凝土箱梁的温度应力，明确受温度效应影响最大的位置，为施工过程中的混凝土箱梁的温度控制提供参考和借鉴。
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  桥隧工程

  腐蚀对高性能钢Q550E力学指标影响的试验研究

  彭建新, 张伟, 阳逸鸣, 肖林发, 张建仁

  2018, 35(10): 56-62. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.10.008

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  为深入研究腐蚀对高性能钢Q550E力学指标的影响，分为5组，共制作了30个钢材试件，目标质量锈蚀率分别为0，5%，10%，15%和20%，在实验室对钢材试件进行了不同程度的加速锈蚀试验，开展了拉伸试验以及使用FARO 3D激光扫描仪扫描锈蚀试件。建立了腐蚀影响下高性能钢Q550E的本构关系模型。对比分析了在相同锈蚀率下高性能钢Q550E和普通钢Q235B力学指标的退化程度。试验研究表明：（1）随着质量锈蚀率的增加，Q550E高性能钢材的屈服强度、抗拉强度、伸长率、弹性模量逐渐下降，锈蚀过程中试件表面蚀坑深度增长明显，蚀坑呈椭球型和马鞍型，随着锈蚀率增加到20%，蚀坑逐渐增长为局部大蚀坑；（2）在腐蚀试件的应力-应变曲线中，随着腐蚀率增加，钢材的延性性能减小，逐渐由延性破坏转变为脆性破坏，屈服平台逐渐缩短甚至消失，得到了Q550E高性能钢材的屈服平台消失时的临界质量锈蚀率。（3）在锈蚀率变化相同时，高性能钢比普通钢有更强的抵抗腐蚀退化和变形的能力。
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  桥隧工程

  基于阶梯刚度模式的PC梁开裂后挠度分析方法

  王磊, 杨飞, 董水英

  2018, 35(10): 63-68,81. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.10.009

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  预应力混凝土梁桥的开裂使得结构安全性、适用性和耐久性降低，对于可靠性降低的桥梁有必要对其承载能力进行评定。主梁开裂会导致结构刚度降低，增加主梁下挠风险。同时，主梁下挠进一步加剧裂缝的产生和发展，降低主梁刚度，二者相互影响，形成恶性循环。在进行开裂后的主梁结构力学性能计算时，不可避免地会遇到开裂后主梁刚度的计算问题。计算主梁开裂后刚度时，目前常见的做法是将原结构构件的刚度按一定规则进行折减，并且整个构件采用统一的开裂后刚度值。这种做法往往与结构的实际刚度偏差较大，且结构在荷载作用下的效应误差亦较大。通过对开裂后主梁的裂缝特征参数进行统计，按照一定规则，将开裂后的主梁划分为若干个开裂区段，采用阶梯刚度简化计算方法分别求出每个开裂区段的有效刚度，形成阶梯刚度模式。阶梯刚度建立后，采用挠度分段积分的方法求出阶梯刚度下的荷载挠度。通过开裂后的PC梁加载试验，对阶梯刚度和阶梯刚度下的挠度计算结果进行了验证。结果表明：采用基于裂缝特征统计参数的阶梯刚度模式，更接近结构开裂后刚度的实际情况；基于阶梯刚度的挠度计算结果与试验挠度值吻合较好；与规范规定的开裂后主梁挠度计算方法相比，在未过分增加计算工作量的前提下，本方法的精度更高，更接近实际情况。
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  桥隧工程

  桥墩附近桥面局部风环境数值研究

  汪斌, 冯晴, 李永乐, 李龙安

  2018, 35(10): 69-75. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.10.010

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  桥墩的存在改变了主梁的空气绕流特征，容易使桥面形成局部风场，可能导致桥上运行车辆气动力的突然变化而直接威胁行车安全。然而，目前对于桥墩影响下桥面的局部风环境少有研究。为探明桥墩影响下桥面的局部风场特性，本研究以数值模拟方为基础开展了研究。以某跨海大桥桥墩—主梁侧风绕流为对象，采用CFD数值分析方法建立模型，探究桥墩附近桥面不同行车道上局部风环境特征，通过有无风屏障的模拟分析风屏障对桥面风环境突变效应的影响，考察了桥墩影响下桥面局部风场沿桥轴向的变化。通过与风洞试验结果进行对比，验证了所采用数值模型及计算方法的准确性。通过不同风速条件确定了雷诺数对有无风屏障下桥面风场的影响，以桥墩-主梁绕流的流线明确了局部风场特征，采用风速变化率量化桥墩影响下桥面风环境的突变效应。分析表明：对于所采用的桥墩-主梁对象与风屏障，桥面风环境对雷诺数不敏感；桥墩的出现导致了桥面出现大的漩涡与分离流动从而形成了桥面局部风场，使得车辆高度范围内迎风侧车道风速总体大于背风侧车道；桥墩沿桥轴向对桥面局部风场的影响随车道与高度的不同而存在差异，背风侧车道受影响高度大于迎风侧车道；风屏障弱化了风速在桥墩附近的突变效应，有利于桥面行车安全。
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  桥隧工程

  承插型盘扣钢管支架在桥梁工程中的应用

  桂志敬, 张建东, 冯晓楠, 刘朵

  2018, 35(10): 76-81. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.10.011

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  针对承插型盘扣钢管支架（以下简称"盘扣支架"），采用现场检测、整架荷载试验、节点刚度试验以及数值分析等方法，开展了技术指标、力学性能、施工性能等研究。通过对某现场所采用盘扣支架构配件的插销抗拔力、水平杆接头强度等9项力学指标进行检测，结果表明支架外观、几何尺寸、力学性能等构配件指标基本满足施工质量要求；通过节点刚度加载试验，得出目前常规使用的盘扣支架节点刚度值约为27 kN·m/rad，达到规范要求的1.4倍；针对3个步距的盘扣支架足尺模型，采用竖向、水平双向同时加载，进行了整架荷载试验，盘扣支架破坏形式呈现为顶部立杆局部失稳，整体支架的极限承载能力为规范计算值的1.6倍，具有较大的安全储备；盘扣支架安装较为方便，其搭设效率约为碗扣支架的2倍，可有效缩短施工时间。因此，盘扣支架作为一种新型的承重支架形式，在承载能力、材料用量、搭设速度、施工安全性等方面具有明显优势，在桥梁工程中具有广泛的应用推广前景。
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  桥隧工程

  弱膨胀土地区隧道施工工法及塌方原因研究

  张毅, 折学森, 李楠

  2018, 35(10): 82-91. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.10.012

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  为探求适合弱膨胀土浅埋隧道的施工工法，基于在建三淅高速公路李家坪隧道工程，借助三维有限元软件分别模拟了弱膨胀土地区隧道环形开挖预留核心土法及CD法开挖过程中的围岩稳定性，对比研究了围岩的受力与变形情况。有限元计算结果表明：环形开挖预留核心土法施工对软弱围岩掌子面的变形能起到有效控制，但对于控制浅埋段隧道整体沉降效果不大；相对于环形开挖预留法，CD法开挖工作面小，且各工作面封闭成环时间短，各工作面支护有效限制了塑性区发展，尤其是在隧道拱顶处，CD法开挖比环形开挖预留法开挖扰动引起的塑性区范围小很多，CD法更适用于弱膨胀土地区隧道施工。此外，根据收敛约束法的理念，推导了膨胀土隧道围岩特征曲线，结果表明：膨胀性围岩对含水率变化非常敏感，尤其是围岩变形较小时，膨胀压力可以达到塑性形变压力的数倍。综合理论推导、数值模拟和现场监测数据，分析了李家坪隧道施工时产生塌方冒顶的原因。由于雨季施工使隧址区的弱膨胀土围岩含水量增大，吸水膨胀后释放应力，隧道自稳能力下降，加上薄弱的支护体系，是造成隧道塌方的主要原因。研究成果可为弱膨胀土地区隧道施工提供一定的参考依据和实践经验。
智能运输系统与交通工程
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  高速公路交织区运行分析方法综述

  杨少伟, 冯玉荣, 杨宏志, 徐鹏

  2018, 35(10): 92-103,139. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.10.013

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  交织区是高速公路系统的瓶颈路段，为给规划、设计、运营等各阶段选择科学合理的交织区运行分析方法，通过对国内外大量研究文献的分析，首先详细综述了交织区运行分析采用回归分析法、理论解析法和微观交通仿真法的研究成果；然后探讨了各种方法的特点，从交织区构型分类、交织区长度和宽度、影响因素选择及相关模型、服务水平指标及其分级4个方面的历史演变对回归分析法进行了评析，以间隙接受理论为例说明了理论解析法存在的问题，阐述了微观仿真法的关键步骤和难点，指出了我国在高速公路交织区研究中存在的主要问题；最后结合我国交织区运行分析现状和交通领域研究热点，探讨了高速公路交织区研究发展方向。结果表明：交织构型的划分趋向于单一化，有利于提高交织区运行分析模型的普适性；现有通行能力模型未考虑大型车比例和出入口匝道通行能力等影响因素；服务水平评价指标还需考虑交织区的紊乱程度。交织区数据采集方式、通行能力建模、服务水平评价标准、微观交通仿真、特殊交通运行环境下交织区运行分析、交织区运行分析应用研究是未来发展的方向。
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  基于离散多项Logit模型的多时段控制过渡方案选择

  姚佼, 张凯敏, 徐洁琼

  2018, 35(10): 104-110. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.10.014

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  过渡方案可有效降低多时段控制方案间切换对交通流造成的扰动，对多时段控制策略的效益有显著影响。研究首先对多时段过渡方案选择的流程进行了分析，选取多项Logit模型进行多时段过渡方案选择的判断；其次，通过选择集、特征变量、效用函数选取等步骤，利用经典的3种平滑过渡方案作为选择集，选取车均延误、该时段干道流量、过渡所需时长作为特征变量进行参数标定，以立即过渡、两周期过渡、三周期过渡3种经典的多时段平滑过渡方案为例，建立了多时段控制过渡方案的离散多项Logit选择模型，在效用最大理论的前提下进行概率计算并利用极大似然法对模型的参数进行了估计和检验；最后，选取江苏省苏州市滨河路干道沿线协调范围内交通流状态稳定且呈现较明显的时间规律的4个关键交叉口作为研究对象，以3种平滑过渡方案对控制效益影响最大的晚低峰切换至早高峰的过渡方案对微观交通仿真进行了分析，在早高峰即将到来时，由方案1切换至方案2的过渡过程中，立即过渡方案的车均延误最低，其次为两周期过渡方案，三周期过渡方案车均延误最大。结果表明立即过渡方案的控制效果最佳，进而通过本研究的模型分析，案例交叉口亦分别有50.77%，56.72%，46.88%，47.00%的概率选择立即过渡方案，与仿真结果一致，表明模型具有很好的适用性。
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  基于复杂网络理论的互联网租赁自行车-公交系统站的优化配置

  孙文霞, 赵晓娟, 马晓静

  2018, 35(10): 111-116. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.10.015

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  为处理好互联网租赁自行车与轨道交通、汽车公交的竞争与合作关系，提高公共交通出行效率，优化公共交通网络，通过建立互联网租赁自行车-公交系统站的配置模型，将互联网租赁自行车站点配置融入公共交通网络规划中。利用Space L模型、Space P模型分别构建公交系统有向网络模型，在此基础上，针对由复杂网络拓扑特性得出的公交系统网络中重要度低的节点，结合自行车接驳距离模型以及汽车公交线路最优站间距的确定，建立互联网租赁自行车-公交系统站的配置模型。该模型最终确定自行车配置站点时，需要综合分析站点及其所在线路相关网络信息、环境信息，对汽车公交线路进行调整，进而达到通过配置自行车站点优化现有城市交通线网的目的。最后以天津为例，对天津市1 273个站点，311条线路建立天津市公交系统网络，选取网络中度值较低的14个站点所在线路进行优化配置，并利用复杂网络拓扑特性指标对优化前后交通网络进行分析评价。结果表明：优化后的公共交通网络平均出行站点数量降低了1.94%，平均换乘次数降低了4.15%。验证了互联网租赁自行车-公交系统站的配置模型的合理性，通过合理配置自行车站点，在保证公共交通网络覆盖率不变的前提下，节约站点数量，提高了站点利用率及公共交通出行效率。
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  基于元胞自动机的破损路面车辆换道仿真

  陈红, 马晓彤, 赵丹婷

  2018, 35(10): 117-125. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.10.016

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  针对路面破损条件下，驾驶员为获得更高行驶效益而进行车道变换的现象，以元胞自动机NaSch模型为基础，引入慢启动规则和换道规则，建立路面破损条件下双车道车辆微观换道模型。以换道需求、车道选择、间隙检测和换道执行4个过程确立仿真流程，对不同路面破损条件下的驾驶员特性、交通流特性和车辆换道特性进行仿真分析。从车辆运行角度对路面破损等级进行划分，依据效用理论计算车辆在不同车道上的行驶效益，建立车辆车道选择模型，并定义换道系数，分析单块路面破损对车辆换道行为的影响。基于驾驶员的行为差异，在仿真过程中将驾驶员分为冒险型、机敏型、谨慎型和迟缓型4类，通过设置仿真参数，对不同类型驾驶员在路面破损条件下的行为特性进行分析。结果表明：换道系数随路面破损等级的增加而不断增大，破损等级越高，车辆在破损路段行驶的效益越低，进一步增大驾驶员进行车道变换的概率，能够很好地模拟路面破损对车辆换道行为产生的影响。冒险型驾驶员在中密度区的换道率最高，随着路面破损程度的增加，车辆换道率和行驶速度方差随之增大，说明破损路面会降低车辆行驶效益，加剧换道行为的产生，同时增加车辆行驶速度的波动性，对交通流正常运行产生一定干扰，不利于行车安全。
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  考虑大型车因素的支持向量机短时交通状态预测模型研究

  孙静怡, 牟若瑾, 刘拥华

  2018, 35(10): 126-132. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.10.017

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  高速公路是运输效率高、通行能力大、具备全控制条件的道路，及时发现异常交通状态并采取相应的管制措施是保持良好通行能力的基础。交通状态的短时预测技术能够在实时交通状态数据的基础上对交通状态发展趋势进行预测，为高速公路主线运行管理及匝道交通控制提供决策依据。本研究首先应用灰色关联度理论，分析了道路车型组成比例对交通状态的影响，发现车流中的大型车比例与车流平均速度存在较强的关联性，而且在纵断面线形较为复杂的山区高速公路，车流中大型车比例对车流速度的影响更为显著；然后建立了引入大型车辆比例影响因素的基于支持向量机（SVM）模型的高速公路短时交通状态预测模型，最后通过实测数据及对比试验验证了模型的可行性与准确性。结果表明：本研究设计的支持向量机预测模型具有较为准确的预测效果，均方误差为0.024 19，决定系数为0.58；与未引入大型车辆比例的预测方案相比，均方误差减少0.22，决定系数增大0.27；与传统的BP神经网络模型相比，支持向量机短时交通状态预测模型预测结果震荡幅度小，所需训练样本量少，具有良好的预测精度，综合性能较好；通过时间序列分析得到，以前6，7个时间点作为输入的预测方案效果较为准确，若时间选取过多，将对模型产生干扰，预测效果反而不好。
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  智能运输系统与交通工程

  基于改进的反距离权重插值的车辆轨迹重构方法

  赵庶旭, 屈睿涛, 王婧雯

  2018, 35(10): 133-139. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.10.018

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  为解决车辆行驶过程中，时常出现的信息丢失、数据接收障碍等问题，提出了反距离权重插值方法。反距离权重插值算法因其简单，普适性强被广泛用于车辆轨迹重构，但车辆轨迹数据的分布多呈现离散、不均匀状态，当分布点采集不均匀时反距离权重插值方法会严重影响插值精度。针对这一问题，结合自然邻近关系的良好自适应分布特性，提出一种改进的反距离权重插值方法。首先，将车辆轨迹数据与道路路网数据进行匹配后，采用3σ准则法对车辆轨迹数据进行粗差剔除预处理。其次，对轨迹数据构建初始路网，并通过逐点插值法对初始路网进行插值，局部调整得到新的车辆轨迹，以待插点的一阶邻近点作为反距离权重插值参考点，通过建立自适应规则，调整各子区域内的变化参数，使其均匀地分布在待插值点周围，再进行反距离权重插值计算。最后，采用山东省淄博市的出租车轨迹数据对提出改进的反距离权重插值方法进行验证，收到了良好的效果。并在插值精度方面与当下应用较广的插值算法进行对比试验，试验表明，改进的反距离权重插值算法在原有性能的基础上具有更高的插值精度，可以应用于车辆轨迹数据丢失后的修补工作。
汽车工程
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  汽车工程

  基于FCM聚类算法的电动车城市循环工况构建

  余曼, 赵轩, 魏朗, 叶毅铭, 严慈磊

  2018, 35(10): 140-149,158. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.10.019

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  针对传统循环工况难以表征电动汽车特性的问题，以典型大中型城市西安为研究对象，对电动汽车城市循环工况构建方法进行了研究。研究工作主要体现在试验路线构建、试验数据处理和循环工况合成。在试验路线构建过程中，首先以2016年西安市城市道路交通地图为参考，应用ArcGIS软件计算了西安市城市道路总长度及各种类型道路长度，然后采集了西安市各种类型道路进行交通流量，采用重复抽样假设检验法确定了试验路线长度，采用层次分析法获得了试验路线中各种类型道路的长度和比例，并且基于西安市城市道路整体综合特征构建了试验路线。在试验数据处理过程中，首先采用小波分解和重构法对原始数据进行去噪，然后基于主成分分析法确定了运动学片段特征参数，基于模糊C均值（FCM）聚类分析法将试验数据划分成稳定流动工况、拥堵工况、畅通工况3种运动学片段。在循环工况合成过程中，根据3种运动学片段类的比例，选取离聚类中心最近的运动学片段合成一个完整的行驶工况。最后将西安市城市循环工况与中国典型工况，NEDC，UDDS，ECE15，EUDC，FTP-15等行驶工况的特征参数进行了对比，并且进行了试验对比研究。试验结果表明：西安城市工况下的续驶里程与实际续驶里程相差11.72 km，相对误差为3.91%，说明所建立的电动汽车城市循环工况能够真实反映西安市交通总体特征，所构建的行驶工况具有较高的真实性。
运输经济
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  运输经济

  基于随机效应模型的交通基础设施配置对收入差异影响的分析与测度

  徐星, 吴群琪

  2018, 35(10): 150-158. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.10.020

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  交通基础设施作为经济发展的必要条件，对于经济社会的发展具有正向的空间溢出效应。国内外研究主要集中在交通基础设施配置对于经济增长率、社会劳动生产率提升的分析上，而较少涉及交通基础设施配置对于收入差异的影响。利用1998—2015年全国27个省份的面板数据，按东部、中部和西部分组，对于不同类型的交通基础设施与区域总体Gini系数、城市Gini系数、农村Gini系数分别进行了回归分析。结果表明：对于东部地区，铁路和高速公路对于缓解东部地区整体、城镇的收入差异具有正向作用，二级公路对于改善东部农村地区收入差异具有正向作用；对于中部地区，高速公路对于缓解区域整体和城镇的收入差异具有正向作用，二级公路通过改善区域可达性，对于中部农村地区收入差异的缓解起到正向的作用；对于西部地区，铁路、公路、一级公路对于缓解区域整体和城镇的收入差异具有正向作用，而二级公路对于改善西部农村地区的收入差异具有正向作用。该研究结果对于政府合理配置公共资源，协调区域发展不均衡、城乡发展不均衡具有重要的意义。