2018年, 第35卷, 第5期　刊出日期：2018-05-05

  

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  普通干线公路半刚性基层沥青路面破坏机理及控制措施

  邹静蓉, 张治强, 李涛

  2018, 35(5): 1-7,48. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.05.001

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  为了研究干线公路沥青路面破坏机理，提高干线公路耐久性，通过对湖南省多条普通干线公路现场调研与路面钻芯分析，对沥青路面半刚性基层产生的断桩、裂缝等病害产生机理进行了研究。选取干线公路重交通等级沥青路面典型结构，建立路面结构分析模型，借助BISAR有限元软件分析在标准轴载和超载30%两种情况下路面的受力状态，同时考虑水平力对应力分布的影响。研究结果表明：垂直荷载越大，剪应力水平越高，车辆超载不影响最大剪应力出现的位置；对比3种基-面层层间结合状态下路面应力应变，发现基面层间一般处于连续或半连续状态，不会出现界面完全光滑状态。计算结果显示：沥青面层小于10 cm的薄层路面结构，高剪应力区位于半刚性基层上，半刚性基层抗剪强度低于承受的剪应力从而引起基层断裂破坏，随着基层强度急剧下降，逐渐产生裂缝、车辙等病害。根据路面病害层位，拟定3种路面结构，分别改变沥青面层和基层厚度，计算不同结构层受力状态，进一步提出普通干线公路路面结构改进措施：重载作用下沥青面层厚度至少提高到12 cm，半刚性基层厚度达到35 cm以上，同时施工过程中做好基面层层间黏结，半刚性基层养生期间严格控制车辆通行，从而达到提高路面疲劳寿命的目的。
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  混凝土路面传力杆疲劳松动行为的试验研究与数值模拟

  严圆, 李洛克, 周亦唐, 保亮

  2018, 35(5): 8-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.05.002

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  针对水泥混凝土路面传力杆的疲劳失效问题，从传力杆与混凝土接触面力学性能退化的角度入手，研究了传力杆疲劳失效现象的产生机理与扩展规律。首先，建立了考虑传力杆与混凝土、面层与基层接触面力学行为的水泥混凝土路面三维有限元模型，研究了多种车辆轴载作用于板边时传力杆装置的力学特性；其次，开发了传力杆与混凝土接触面力学性能试验系统，设计了传力杆试件的拟静力加速加载试验，模拟了传力杆疲劳松动的形成过程；再次，根据试验现象建立了含弥散裂纹体的缩缝子结构有限元模型，应用扩展有限元法模拟了传力杆的疲劳松动行为；最后，提出了基于数值分析技术的水泥混凝土路面缩缝临界车辆轴载计算方法。研究发现：轮胎与路面接触位置下方传力杆附近应力集中区域是荷载传递过程中缩缝结构的最不利位置；重载车辆长期作用导致传力杆周边混凝土材料长期处于高接触应力加卸载状态，由此引发的龟裂与剥落最终将造成传力杆疲劳松动量的不断增加；应用数值分析技术可有效地反演路面缩缝结构的临界车辆轴载，防止传力杆周边混凝土内出现损伤累积，避免传力杆发生疲劳松动。研究成果有助于更精确地评估水泥混凝土路面传力杆装置的工作状态，了解传力杆在交通荷载与环境等因素长期作用下的失效过程，科学地预测传力杆装置的疲劳寿命，快速地进行设计方案对比。
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  中巴公路奥布段冰川型泥石流危险性评价

  邓恩松, 魏学利, 朱志新, 陈宝成, 胡磊

  2018, 35(5): 16-23. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.05.003

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  采用现场实地调查、定点观测、遥感数据解译、区域地质资料收集和数理统计分析等研究手段，以中巴公路奥依塔克镇至布伦口乡公路段沿线的26条冰川型泥石流沟为研究对象，选取平均比降、岩石风化程度、年日照时数、年平均气温、冰川积雪面积、距断裂带距离、流域面积、坡度、流域最大高差等9项指标作为基本评价因子。运用主成分分析方法确定各个评价因子的权重和选取主导因子，再通过灰色系统计算出其各个评价因子与主导因子的关联度，提出泥石流危险系数计算公式，构建适合的泥石流危险性评价模型。评价结果表明：中巴公路奥布段沿线冰川型泥石流多处于中高度危险等级，主要分布在奥布段的下部。极高危险泥石流沟共有3条，占11.54%；高度危险泥石流沟共有10条，占38.46%；中度危险泥石流沟共有12条，占46.15%；轻度危险泥石流沟共有1条，占3.85%。泥石流危险性评价研究成果与2011—2015年间冰川型泥石流的实际灾情发生情况基本吻合，说明该评价模型是合理可行的，可为中巴公路奥布段及其附近区域泥石流危险性评价和公路的选线提供科学依据。
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  基于统计分析的粉土区域变化规律及其物理力学性质研究

  张燕明, 刘怡林, 李小旋

  2018, 35(5): 24-33. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.05.004

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  为便于确定不同区域粉土的施工碾压工艺，基于统计分析法揭示了北方地区粉土颗粒组成、液塑限值的区域变化规律；通过分析粉粒含量、液限值与最大干密度、最佳含水率、CBR、线膨胀率的相关性，揭示了决定粉土物理力学性质变化的内在决定因素；通过对比光轮+振动碾压工艺、冲击碾压工艺在不同粉土路基中的碾压效果，确定了不同粉土合适的碾压工艺。研究结果表明：当粉土分布区域由西向东变化时，粉粒含量由8.8%增加到96.8%，砂粒含量由87.9%降低到0，粘粒含量稳定在10%以下；液限值由22.4%提高到31.6%，塑限值由15.4%提高到21.6%，而塑性指数基本在10左右波动；粉土颗粒组成、液塑限值受地形地貌影响较大；粉粒含量与最大干密度、最佳含水率、CBR、线膨胀率相关性较高，而塑性指数相关性较差；通过对比不同碾压工艺在不同粉土路段上的施工效果，最终确定含砂低液限粉土、粉土质砂推荐的碾压工艺为光轮+振动碾压，低液限粉土推荐的碾压工艺为冲击碾压+重型压路机静压补强。
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  基于小尺度分形维数的裂缝图像分割方法

  谭小刚, 张洪伟

  2018, 35(5): 34-39. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.05.005

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  提出了一种基于小尺度分形维数理论的裂缝图像分割方法。首先使用中值滤波处理，将要处理像素点的某个邻域内的所有像素按照灰度值的大小进行排列，取排列的中值作为该像素点的新值，进而让周围的像素接近真实值，从而消除孤立的噪声点，在保留裂缝信息的基础上能有效去除噪声的影响。其次，根据提出的小尺度分形维数算法，将维数细化到最小值使其图像的细节得到最大的体现。比较传统的分形维数方法，该方法可以使裂缝的不规则性得到更好的体现，能够对裂缝的不规则特征进行分割，可以得到更好的效果。通过计算路面图像中每个像素点的分形维数，实现了对裂缝信息的有效提取。最后通过大量试验并借助准确率-召回率评价体系验证了所提方法的有效性。根据不同算法的裂缝图像分割性能比较可知：传统的方法在准确率上并不能有较好的结果。通过曲线图可以看出：传统的方法与提出的方法仍然存在着一定的差距。在F-测度上提出的方法基本都稳定在0.9左右，而传统方法的F-测度大多都徘徊在0.7以下，二值化数据可以下降到0.3以下。试验结果表明：提出的方法能够有效实现道路图像的裂缝图像分割。
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  顶推钢箱梁的梁段制造构形与无应力线形实现

  李传习, 周群, 董创文

  2018, 35(5): 40-48. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.05.006

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  针对钢箱梁制造构形确定已有的"矩形法"存在梁段间上下焊缝宽度不一致、"带直角梯形法"存在邻边不等（梁高相等）或梁高不等（邻边长度相等）的不足或缺陷，通过理论分析与数值计算，研究了这些不足或缺陷的影响及这两种方法的适用范围，提出了新的"等高等邻边梯形法"。针对已有的相位变换法以控制点高程为基本变量，采用普通公式表示，编程略显复杂的不足，提出了以梁段两端高差为基本量、采用传递矩阵形式表示的就位标高确定方法。研究结果表明：（1）"带直角梯形法"适应性远大于"矩形法"。对梁高3.5 m的梁段，"以短直代曲"的拼转角超过0.082度时，"矩形法"确定的制造构形相邻梁段间上下焊缝宽度差超容许的5 mm；拼转角超过1.937度时，"带直角梯形法"确定的梁高差或者邻边差超容许的2 mm，均不再合适。（2）"等高等邻边梯形法"对任意梁高、任意转角梁体各梁段制造构形确定均可以使用。不仅适用顶推，而且适用大节段吊装、悬臂拼装等原位拼装的桥梁。（3）以梁段两端高差为基本变量，以传递矩阵形式表示的待拼梁段就位高程确定方法，拓展了相位变换法的表达形式，编程进一步简化，更直观实用。成果在依托工程中应用，顶推施工过程顺利，并取得了良好的实际效果。
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  基于非线性规划法的单桩受扭研究

  赵明华, 刘湘宁, 杨超炜, 肖尧

  2018, 35(5): 49-56. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.05.007

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  为获得扭矩作用下基桩内力及扭转变形，假定桩为弹性梁，采用非线性土弹簧模拟桩土间的相互作用，建立了单桩受扭的简化计算模型。通过将桩身离散成若干单元，计算得到桩土体系的总能量计算式，考虑桩身力平衡和扭转位移连续条件，基于最小势能原理，建立了用于受扭单桩变形计算的非线性规划模型，并采用最优化计算方法求解该计算模型，获得了单桩的扭转变形。通过在双层地基模型中的受扭计算分析，验证了该方法在层状地基中的适用性。结果表明：桩的抗扭刚度约与桩周土剪切模量的0.5次方成正比例关系；其次，顶层土的剪切模量对桩身的抗扭性能影响较大，通过提高这部分地基土的剪切模量来提升桩的抗扭能力，是实际工程可以采取的经济且有效的手段。基于一模型试验，用MATLAB编制了计算程序，完成了影响因素分析。结果表明：在相同的扭转荷载下，增大桩身剪切模量G_P和桩径d，桩头的扭转角减小，但提高G_P并不能有效提高桩土体系在扭矩作用下的极限承载力；而桩径d越大，桩土体系所能承受的极限扭矩越大，且极限扭矩值的变化率约与桩径的变化率的平方成比例关系；此外，受扭桩的极限承载力的大小与桩侧土极限剪应力B成正比例关系。
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  斜交连续T梁桥的动力特性分析及试验

  王荣霞, 任腾腾, 宋娃丽, 张宇明

  2018, 35(5): 57-64,72. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.05.008

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  以某三跨连续斜交T梁桥工程为背景，应用Midas Civil建立三跨连续斜交T梁桥空间梁格模型进行有限元模拟，分析了不同斜交角度对该类结构动力特性的影响变化规律，并考虑斜交角度影响，对现行《桥规》中连续梁桥冲击系数计算采用的基频通用计算公式进行了修正，最后通过实桥动载试验对所提出的基频修正公式进行了验证。研究表明：对于斜交连续T梁桥，随着斜交角的增大，前三阶竖弯振型从固有振型的一、三、五阶变化到了一、三、七阶，斜交角的变化对前两阶竖弯振型没有影响；当斜交角小于30°时，结构基频值与正桥相近，可以按正桥考虑；当斜交角大于30°时，基频计算应计入斜交角影响；当斜交角小于40°时，前三阶竖弯振型对应的自振频率值仍满足比例关系：π²：3.55²：4.3²，与正桥相同；在实际斜交连续梁桥工程中，可利用实测得到的一阶自振频率通过这一比例关系得出第三阶自振频率，作为在计算因冲击力引起的负弯矩效应时采用的自振频率值；实桥动载试验验证了本研究所提出的基频修正公式计算结果是合理的；T梁之间采用刚接或铰接的连接方式，对结构动力特性几乎无影响，本研究结论适用于主梁之间为刚接或铰接的中小跨径三跨连续斜交T梁桥结构。
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  桥隧工程

  基于长期监测的北方跨海斜拉桥钢箱梁截面温差特性分析

  陈一飞, 孙宗光, 邵元

  2018, 35(5): 65-72. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.05.009

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  钢箱梁斜拉桥受其结构特征影响受力状态非常复杂，钢箱梁结构温度受环境条件影响变化难以预测，截面内温度差异对钢箱梁应力分布具有显著影响，确定钢箱梁截面内温差基准值是确保桥梁结构安全耐久的必要条件。目前国内外设计规范对截面温差基准值的确定尚没有统一的方案。通过坐落于我国北方冰冻海域的大跨度钢箱梁斜拉桥长期监测系统，获取跨中主梁截面温度测点监测数据。对2012年跨中大气温度数据进行整理，年温度变化具有显著的季节性特征。钢箱梁跨中截面的6个主要温度测点的温差分析显示，顶板横向温差与顶底板纵向温差显著，底板横向温差非常小，顶底板温度横向分布呈明显不对称性。采用加权威布尔分布分别建立主要测点间正负温差概率分布模型，分布函数拟合效果良好。在此基础上结合国内外相关规范提出了基于极值分析的截面内温差基准值计算方法。以2012年至2015年的监测数据为样本，在年样本抽样数取12的前提下，对钢箱梁截面上最为显著的两组测点温差的基准值进行了计算。计算结果表明，指定50年重现期下钢箱梁跨中截面顶板横向温差为21.42℃，顶底板竖向温差为28.53℃，超过《公路桥涵设计通用规范》规定的20℃，设计与监测钢箱梁斜拉桥时必须对主梁温度应力给予足够的重视。
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  桥隧工程

  钢-STC轻型组合桥面结构多参数分析

  詹健, 邵旭东, 曲宛桐, 曹君辉

  2018, 35(5): 73-81,90. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.05.010

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  为综合研究STC层厚度、隔板厚度、栓钉间距对轻型组合桥面结构疲劳性能的影响，分析各参数间的协作性，得到基于该3种参数下轻型组合桥面结构的综合优化设计参数。以某大桥为工程背景，建立ANSYS局部有限元模型，对不同STC厚度、隔板厚度、栓钉间距情形下，钢桥面典型易疲劳开裂细节进行应力幅计算，并采用名义应力法对计算结果进行评估。基于有限元分析结果，得出以下结论：轻型组合桥面结构可以大幅提高钢桥面板的局部刚度，但对于整体刚度的贡献有限。各设计参数下的轻型组合桥面结构，对面板与U肋连接细节应力幅的改善作用均很大，而对其他细节改善作用则相对较小，U肋与隔板交叉处隔板裂纹细节为轻型组合桥面结构的开裂控制细节；STC层厚度由45 mm增加到60 mm可进一步降低钢桥面各疲劳细节应力幅；隔板变厚对U肋与横隔板交叉处隔板裂纹细节、U肋下缘对接焊缝细节应力幅改善较大，降幅为20%~29%；栓钉变密对U肋与横隔板交叉部位、弧形切口处细节改善作用明显，应力幅降低22.01%~27.96%；模拟的12种轻型组合桥面结构方案中，有7种方案的典型疲劳细节均满足疲劳强度设计要求，有一种方案理论上基本不会疲劳开裂。
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  桥隧工程

  砌石衬砌背后双空洞对隧道结构安全性影响

  王薇, 高棱韬, 张恒文, 邓俊

  2018, 35(5): 82-90. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.05.011

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  为深入研究砌石隧道衬砌背后不同规模空洞的存在对隧道结构安全性及力学特性的影响规律，保障隧道运营的安全性，针对砌石隧道衬砌背后双空洞分布空间和规模进行安全性影响分析。基于成渝线某砌石隧道的现场检测结果，统计分析砌石衬砌背后空洞深度和宽度分布特征，获得相适应的正态分布规律以及概率性分布区间，利用ANSYS有限元软件建立平面应变模型，对衬砌结构整体应力、典型截面的结构安全系数及灰缝截面的抗拉抗剪验算进行研究，揭示不同规模空洞病害下衬砌结构安全性的变化规律。研究结果表明：拱顶及拱腰双空洞和左右拱腰双空洞出现频率最高，且砌石衬砌背后空洞分布的宽度及深度特征呈现正态分布；衬砌空洞深度近似服从N（24.88，6.67）正态分布，空洞深度主要为20~30 cm；衬砌空洞宽度近似服从N（1.39，0.46）正态分布，空洞宽度大多分布于1.0~2.0 m之间；两空洞间衬砌截面安全系数低于其他截面，需作为砌石衬砌安全性评价及空洞病害整治的重点；左右拱腰双空洞比拱腰及拱顶双空洞对衬砌结构安全性危害更大；空洞宽度2.0 m是影响砌石隧道结构安全性的临界空洞宽度，建议将空洞宽度控制在2.0 m以内。
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  高速公路隧道异常事件人工监控系统模拟

  朱彤, 胡月琦, 吴玲, 刘浩学, 刘伟

  2018, 35(5): 91-98. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.05.012

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  缩短高速公路隧道异常事件的发现时间，提高安全应急响应效率，研究多种人工监控方式下隧道异常事件发现时间分布规律，首先建立了人工监控系统基础随机模型；其次，考虑执行监控任务时的人因可靠度问题，对模型加以改进并提出了表征人员状态、工作环境等因素的修正系数；继而基于蒙特卡洛方法给出模型求解方法；最后，以陕西省某高速公路特长隧道监控系统为例，通过计算获得了异常事件发现时间期望值与分布规律，比较了多种监控管理方式下的时间期望值与分布的差异。结果表明：异常事件发生后，随着时间延长，发现异常事件的概率持续增大；单人监控与多工作人员重叠监控情况下的时间期望值与分布差异不大，而采用多个工作人员分别监控的方式能有效地将发现异常事件的期望时间由1.96 min缩短至1.17 min，将保证能发现异常事件的时间由6.6 min缩短至3.0 min；人员状态与工作环境越差，则事件发现期望时间越长，当修正参数在3.0至10.0之间内变化时，发现事件期望时间增至16.80 min；工作环境与人员状态对发现异常事件至关重要。最后，论文讨论了模拟结果对于事件处置与应急救援工作的意义。
智能运输系统与交通工程
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  基于贝叶斯网络模型的道路交通事故链生成与演化研究

  熊晓夏, 陈龙, 梁军, 陈月霞

  2018, 35(5): 99-107. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.05.013

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  为了研究道路交通事故链的生成和演变规律并全面反映道路交通事故的产生机理，以美国100-Car自然驾驶研究数据为基础，充分考虑了驾驶员状态和驾驶行为对道路交通安全的影响，构建了事故发生前驾驶员状态和行为特征参数等变量，并与其他传统驾驶员特征、道路交通特性以及环境特点等影响因素变量共同建立了关于道路交通事故风险类型的贝叶斯网络模型。在贝叶斯网络模型基础上，引入事故因果链理论，利用有向无环网络中简单路径搜索算法生成事故链集合，并采用信息增益特征选择方法识别关键事故链。通过100-Car自然驾驶数据得到的关键事故链显示，单车事故类型更容易在弯道和坡道条件下驾驶员无注意力转移或进行简单非驾驶任务的情况下发生；而正面、侧面和尾部碰撞事故类型的发生，往往在水平直线道路条件下，伴随着驾驶员注意力由前方道路转移至两侧车窗或内后视镜，以及驾驶员非驾驶任务变复杂的情况。通过改变事故链中各节点的状态概率，可以探索不同类型事故的演化路径和规律，克服了传统方法对每个道路交通事故致因因素进行独立分析的局限性，揭示了事故链中影响因素/事件之间的相关关系，为更好地掌控道路交通风险状态和实现事故链阻断提供了新的思路。
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  智能运输系统与交通工程

  过饱和状态的潮汐车道交叉口群协同控制及仿真

  许雪琦, 姜柯, 黄超

  2018, 35(5): 108-114. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.05.014

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  可变车道技术是潮汐式交通拥堵问题的有效解决手段之一，杭州西湖区潮汐走廊是连接城西居民区和市区的主干道。为了解决潮汐车道在早高峰通勤时过饱和状态下的拥堵问题，深入分析了潮汐走廊的实际交通数据并判断出潮汐车道的瓶颈路段。提出基于群体动力学的交叉口群协同控制算法，建立了双交叉口协同控制模型，并研究了潮汐走廊过饱和状态下瓶颈路段两端双交叉口的信号实时协同配时方案。利用VISSIM+MATLAB的自适应仿真控制技术对双交叉口配时方案进行了对比分析。仿真结果表明：在满足了交通流量的前提下，协同配时方案使得瓶颈路段的流速由22.7 km/h提高至28.2 km/h，提速24.23%，由中度拥堵改善为轻度拥堵，行车时间、平均延误时间等参数也均达到了不同程度的优化。然而，在双交叉口的协同配时控制达到一定效果的同时，下一路段的车辆流速却降低了12.35%，平均延误时间增加了8.96%。这说明：基于群体动力学算法的多交叉口协同配时方案设计，必须强调上下游交通流的关联关系，从全局角度进行全路段的交叉口群的协同控制。上述成果为城市潮汐车道的定量分析和实时智能交通控制的研究提供了一定的理论和实践基础。
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  智能运输系统与交通工程

  基于K-means聚类的城郊公交网络设计

  罗孝羚, 蒋阳升

  2018, 35(5): 115-120,134. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.05.015

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  为改变现有城郊公交线网规划不合理的状况，通过将物流领域的Milk-run和Hub-spoke的设计方法应用到公交网络优化和设计中，构建了新的城郊公交线网优化模型。同时，为求解所构建的城郊公交线网优化模型，设计了相应的启发式算法。首先通过k-means聚类方法将城区公交站点进行聚类，同类站点即为Milk-run线路的组成站点，再将同类站点的公交线路长度优化问题转化为经典TSP问题进行求解，结合多种局部搜索的操作方式，得到每条Milk-run线路的最短设计方案。然后依据规划好的Milk-run线路，通过遍历Milk-run线路中所有站点，确定每条Milk-run线路hub的站点所在的位置。最后结合客流需求，为各线路分配相应的车辆数量，结合线路的运行时间，可以获得各线路相应的发车频率。为验证所提出的模型和算法的实用性和有效性，将提出的方法应用到香港天水围区域的实际城郊公交线网优化，通过Matlab编程实现了方案求解。案例求解结果表明：与现有的实际公交服务对比，在不改变现有的站点布局及车辆配置数量的条件下，当客流需求维持现有的水平时，应用Milk-run和Hub-spoke方法对现有的公交服务进行优化，能够减少乘客4.2%总的出行时间；通过Milk-run线路及hub站点的设置，可以产生规模效应，能够有效提高城郊公交系统的服务水平，使居民出行更加方便快捷。
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  智能运输系统与交通工程

  不完备信息下公交断面客流的推算模型

  马超群, 艾倩楠, 张俊

  2018, 35(5): 121-127. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.05.016

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  为解决不完备交通数据信息下城市公交线路的断面客流量的计算问题，以断面客流的预测为研究对象，探讨了公交车站下车客流的预测模型。运用区段覆盖的思想，将公交沿线以客流集散点为中心划分成不同的客流分布区段。结合各站点的区位条件、客流条件建立不同区段内的公交分担率模型。以此为基础结合公交IC卡上车客流数据构建各车站的下车客流预测模型，结合上车客流、下车客流与断面客流三者的关系模型，计算得到公交断面客流量。最后以西安市某条公交线路某个时段的上车刷卡数据为例进行了模型的适用性分析，统计该条线路沿线各个站点周边300 m吸引范围内的土地利用性质以及人口密度，采用改进的遗传算法对模型中的未知参数进行标定。结果显示，待确定参数α和β分别取0.419 1和0.482 3时目标函数取得最优解，利用标定的结果计算该线路各车站的下车客流，进而求得断面客流量。通过与实际跟车调查结果对比，运用构建的模型预测得到的断面客流量与实际值存在一定的差异，平均相对误差在23%以内，平均绝对误差约为5人/断面，从整体结果来看预测的断面客流的变化趋势与实际调查断面客流情况基本一致，表明构建的模型具有一定的可靠性。
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  智能运输系统与交通工程

  基于Ring-barrier相位的干线公交协调控制

  林丽, 冯辉

  2018, 35(5): 128-134. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.05.017

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  为减少城市干线公交运行延误，提高干线公交运行效率，首先，基于Ring-barrier双环相位控制理念，结合干线公交协调控制技术，提出了一种适合于公交运行的相序与相位结构。在此结构之上，从干线协调控制参数角度出发，以公共周期信号、相位有效绿灯时间和双向相位差等参数分析为基础，考虑公交车行驶过程中受到中间停靠站以及自身行驶特性的影响，建立了干线公交协调控制的优化模型。其次，针对该模型中有效绿灯时间的计算以及相位差的选取，主要采用Lingo、MATLAB工具软件对其中的非线性问题和遗传算法优化进行了求解，同时结合延误三角形法，建立起延误评价函数用于评价公交协调控制效果。最后，结合实际案例与分支定界和遗传算法的解法，选取南京市城区某条城市干线并将其南北方向主干路设定为干线协调控制方向，采用两种计算工具对模型中的公共周期、有效绿灯时间、相位差等重要参数进行了优化、求解。结果表明：实施该算法后，公交车延误随着迭代次数的不断增加，延误函数值总体上呈现不断下降的趋势且收敛速度较快；在迭代计算的过程中，第50次迭代优化结果与第1次迭代结果相比，公交车的运行延误降低20.13%。
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  智能运输系统与交通工程

  城市群交通网络级联失效建模与可靠性仿真

  李成兵, 郝羽成, 高巍, 李奉孝

  2018, 35(5): 135-141. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.05.018

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  为增强城市群交通网络抵抗突发灾害的能力，减少级联失效所带来的危害以提升网络的可靠性，本研究基于城市群交通网络级联失效模型进行研究。首先，构建城市群单种运输方式的交通网络模型，将地理距离较近的节点进行叠加以构建城市群交通网络模型。其次，根据容量-负荷模型以及城市群的特点，在失效节点的负荷分配时考虑了地理距离与节点度的相对重要程度，构建城市群交通网络级联失效模型。并以网络效率作为可靠性测度指标，从而度量级联失效的影响。最后，以呼包鄂城市群为研究对象构建了道路-轨道交通网络模型，就不同的攻击策略、容量系数、地理距离权重与节点度权重对城市群交通网络级联失效现象进行仿真，研究网络可靠性的变化。结果表明：无论是随机攻击或是蓄意攻击，容量系数较大时网络可靠性较低；并且当容量系数均匀增大时，级联失效的影响具有明显突变性。在随机攻击下，容量系数的不均衡性使得网络效率下降较快，级联失效产生的影响较为严重；地理距离权重以及节点度权重影响着网络效率出现跳跃式下降的时刻，地理距离权重越大，出现的时刻越晚；在蓄意攻击下，容量系数存在阈值，当容量系数小于该值时，网络效率的变化趋势相似；地理距离权重与节点度权重存在某特定值使得级联失效的影响较小。
运输经济
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  运输经济

  基于直觉模糊集的公路PPP项目物有所值评价

  潘鹏程, 王红倩

  2018, 35(5): 142-150. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.05.019

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  物有所值（Value For Money，VFM）是判断是否采用政府和社会资本合作（Public-Private-Partnership，PPP）模式代替政府传统采购模式实施基础设施及公共服务项目的一种评估方法。公路基础设施PPP项目的服务性和公益属性决定其具有很强的社会效益，因此，结合《PPP物有所值评价指引（试行）》和相关文献，在细化基本评价指标、补充评价指标的基础上，添加了社会效益综合指标，将交通功能效益、社会经济适应性、环境影响、资源利用4方面内容作为物有所值评价指标体系的内容。改进了以往物有所值评价指标过于粗放，及对PPP模式下社会效益的价值考虑不足的问题。在物有所值的评价过程中，专家评价信息往往具有模糊性，并且在其决策过程中存在犹豫度。将直觉模糊集理论引入物有所值评价中，建立了考虑社会效益基于直觉模糊集的物有所值评价决策模型。解决了评价过程中专家权重、指标权重的确定以及专家评价信息的综合得分问题，以确定是否采用PPP模式实施该项目。该方法可以解决传统的VFM评价方法中专家评价信息不能充分表达以及需要多次评价数据来确定评价指标权重和专家权重的问题，根据不同项目的具体情况，利用一次评价数据可同时确定评价指标权重和专家权重，使评价过程更为便捷、评价结果更加接近实际。
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  运输经济

  基于演化博弈理论的农村客运服务供给行为分析

  葛晓鹏, 张艺, 赵晋宇

  2018, 35(5): 151-158. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2018.05.020

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  为进一步提高农村客运服务供给的针对性和有效性，不断改善农村客运服务供给质量，需对农村客运服务供给过程中相关主体的决策行为进行深入研究。农村客运服务供给涉及政府、企业和公众等3类利益相关主体，虽然政府处于"元治理"地位，但是农村客运服务的最终供给方式和供给效果均受三者博弈行为影响。基于参与人的有限理性和参与人之间信息不对称的基本假设，采用演化博弈理论，构建政府、企业和公众三者之间的效益模型，寻求社会福利最大化条件下的演化稳定均衡。研究结果表明：（1）政府在促进三方博弈均衡的过程中主导作用明显，其补贴决策会对企业生产行为和公众决策行为产生极大影响；（2）企业以追求利益最大化为目标，政府增加补贴可以提高企业的期望收益；（3）公众以自身效用最大化为标准选择具体出行方式，而公众对于效用的识别和衡量来源于其基于自身状况的主观判断；（4）即使政府通过对农村客运服务的补贴可以增进社会福利，但并不代表政府选择了最优的农村客运服务供给方式。同时，研究提出引入市场机制遴选农村客运生产企业、通过凭单制给予公众更大选择权、加大政府财政补贴力度、加强事中事后监管等政策建议。