公路交通科技

2019年, 第36卷, 第10期　刊出日期：2019-10-05
  

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    道路工程
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    不同参数对沥青混合料抗剪性能的影响
    吴帮伟, 刘黎萍, 孙立军
    2019, 36(10): 1-6,24. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.10.001
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    为评价沥青混合料抗剪性能的主要影响因素以及不同因素的交互作用对混合料抗剪性能的综合影响，对集料类型、沥青种类、油石比、设计压实功、压实度5个参数展开了研究。选取了3种集料类型（辉绿岩、玄武岩、砂岩），两种沥青类型（70#基质沥青和SBS改性沥青）、4个油石比（OAC-0.4，OAC，OAC+0.4，OAC+0.8）、3个设计压实功水平（旋转次数为75，100，125次）、4个压实度水平（93% Gmm，94.5% Gmm，96% Gmm，97.5% Gmm）来进行室内试验，制备不同因素组合下的共54种沥青混合料类型。使用单轴贯入试验来测试沥青混合料的抗剪性能，并采用灰色关联分析方法和方差分析方法来分析试验结果。灰色关联分析结果表明：不同参数与抗剪性能之间的关联度由大到小依次为沥青种类、压实度、设计压实功、油石比和集料种类；方差分析结果表明，选取的5个参数之间存在着复杂的交互作用，集料类型、油石比和设计压实功只有在一定条件下才表现出对抗剪性能的显著影响，沥青种类和压实度则总是表现出显著影响。因此，沥青种类和压实度是影响沥青混合料抗剪性能的较主要因素，而且在分析不同参数对混合料抗剪性能的影响时，决不能忽略不同因素之间的交互作用。
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    PEG/SiO2相变颗粒对沥青混合料降温效果研究
    程耀飞
    2019, 36(10): 7-13. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.10.002
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    为探究复合定形相变颗粒对沥青及沥青混合料路用性能及降温性能的影响，将自制的PEG/SiO2复合定形相变颗粒掺入到基质沥青中制备相变沥青胶浆，通过动态剪切流变仪及模拟升温试验对不同相变材料掺量的沥青胶浆的高温抗车辙性能及温度敏感性进行试验对比研究，最后将其以等体积方式替代FAC-13级配中的0.075，0.15，0.3 mm集料，制备出相变储热沥青混合料，并研究0%，3%，5%相变颗粒掺量下沥青混合料比热容、室内外降温效果。研究结果表明，PEG/SiO2颗粒表面的微孔结构能够吸附沥青中的轻质组分，从而间接增大沥青重质组分的相对含量，同时在测试温度范围内因发生固-液相转变而吸收部分热量，因此PEG/SiO2颗粒能够起到储热降温的作用，还可以增强沥青胶浆的高温抗车辙性能；5%相变颗粒掺量下相变沥青混合料最大比热容达到1.35 J/（g·K），室内最高降温幅度可达5℃，室外最高降温幅度为6℃，经长期观测，相变沥青混合料相变循环可靠性高，具有较好的降温效果。
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    不同工况对就地热再生沥青混合料性能的影响
    仰建岗, 姚玉权, 孙晨
    2019, 36(10): 14-24. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.10.003
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    就地热再生沥青混合料性能受碾压温度、混合料级配、再生剂用量、沥青含量、施工工艺等因素的影响，而碾压温度、混合料级配、再生剂用量在施工中波动较大，影响再生沥青混合料性能。采用正交试验方法、分形级配设计理论、极差与方差法分析了碾压温度、混合料级配、再生剂用量对马歇尔性能的影响程度，回归得到了3种因素与马歇尔性能变化的非线性模型，分析了2%再生剂用量下碾压温度、混合料级配对马歇尔性能的影响规律。提出了二次回归方程中的交叉模型，作为评价碾压温度、级配、再生剂用量与空隙率、马歇尔稳定度、浸水马歇尔稳定度、冻融劈裂强度、劈裂强度之间关系的模型。结果表明：碾压温度、混合料级配、再生剂用量对再生沥青混合料马歇尔性能影响显著，而碾压温度、级配影响的显著性较再生剂更高；2%再生剂用量时，再生沥青混合料的稳定度在110~123℃碾压温度时随分形维数的增加而降低，而123~150℃的作用效果则反之；提高碾压温度可以有效地改善再生沥青混合料的马歇尔指标，而碾压温度高于123℃时，提高设计分形维数可以改善再生沥青混合料的马歇尔指标；回归模型可以作为再生沥青混合料现场施工质量动态控制决策依据，保障施工过程中再生沥青混合料马歇尔性能满足设计要求。
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    福建高速公路沥青路面排水体系数值分析
    陈岳峰, 徐剑, 陈礼彪, 曾俊铖, 肖光书
    2019, 36(10): 25-32. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.10.004
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    福建省多雨潮湿，降雨对高速公路沥青路面性能和行车安全影响非常大。福建省在研究和长期实践基础上形成了非常有特色的沥青路面排水体系，为了检验其有效性，进行了高速公路沥青路面排水体系的数值分析。基于Biot动态固结理论的Lagrange有限差分方法，建立了路域3D模型。考虑降雨、表面径流、路面结构内部及地下水流动等因素，进行了超高缓和段路表集水状况、路面结构内部层底集水深度和孔隙动水压力、路面边部排水和中央分隔带排水设施排水能力进行模拟分析。分析时考虑了动态移动荷载、动水场作用下的多孔路面结构的动态流固耦合，但计算时不考虑蒸发作用。结果表明：（1）采用移动路脊法设计后，超高缓和段的路表雨天集水次数可减少85.7%；（2）组合式基层沥青路面结构自由水完全排出时间为0~5 d；与半刚性基层沥青路面结构相比较，组合式基层沥青路面结构中沥青层底无自由水天数可增加180%，同时沥青层层底孔隙动水压力相应可降低73.5%；（3）福建高速公路排水设施排水能力均有一定富裕，路基顶面横向排水管、碎石透水层、级配碎石层底横向排水管、集水井和缝隙式纵向排水沟的排水最小富裕度分别为96.7%，95.1%，73.5%，41.3%和26.9%；（4）根据数值分析结果，可以对排水设施尺寸或设置间距等进一步完善。
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    川藏高速公路沿线温度变化规律与斜坡温度场-变形分析
    袁进科, 裴向军, 程强, 张国厅, 陈杰
    2019, 36(10): 33-42,58. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.10.005
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    四川藏区地处青藏高原东缘，该区域山峰大部分处于高海拔甚至超高海拔区。为研究该区拟建的川藏高速公路沿线区域的温度变化规律，通过获取的沿线气象站温度数据以及典型斜坡工点气温、地温的现场实时监测数据，分析了研究区内年平均气温、年最低温度的变化规律以及斜坡浅表层地温与气温之间的关系。利用FLAC3D有限元分析软件对典型斜坡工点开展了热、力耦合作用研究。通过模拟在不同的温度场作用下，斜坡内部温度场、应力应变场以及冻胀变形等特征，分析了斜坡浅表层温度变化对斜坡变形的作用机制。结果表明：影响大气温度的最显著因素是海拔高度，在纬度与经度相同的情况下，海拔每上升100 m，年平均气温约下降0.579~0.613℃，年最低气温与海拔高度的线性相关性系数达到0.906 91；典型斜坡工点的浅表层温度主要受大气温度影响，呈现周期性变化，温度变化周期为24 h，温度变幅最大可达21.2℃，影响深度范围最深约50 cm；外界温度对斜坡岩体的影响范围主要分布在斜坡浅表层部位，深部岩层受低温的影响很小。斜坡浅表层岩体在低温时产生的压应力表现为向内侧位移，而高温时为拉应力表现为外侧位移，若长期处于大温差、强冻融循环的环境下，最终斜坡将会发生失稳破坏。
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    煤渣改良土的阻尼比影响因素试验研究
    张向东, 任昆
    2019, 36(10): 43-51. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.10.006
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    为研究循环荷载给煤渣改良土阻尼比带来的影响，利用GDS动态三轴测试系统对不同围压及频率下的煤渣改良土进行了动三轴试验，获得了煤渣掺量、围压及频率对改良土阻尼比的影响规律。根据影响形式的不同，借助修正的Hardin-Drnevich模型建立了阻尼比的增长模型，并确定了模型中各参数的物理意义。试验结果表明：随着荷载作用次数的增加，各组改良土试样的滞回曲线均逐渐由开口型向闭合型过度，滞回曲线所围成的面积也逐渐减小；改良土滞回曲线所围成的面积随煤渣掺量的增加而逐渐增加，曲线的不闭合程度逐渐增大；当煤渣掺量及加载频率一定时，随着围压的增大，滞回曲线所围成的面积逐渐减小；当煤渣掺量与围压一定时，随频率的增加，改良土滞回曲线围成的面积逐渐减小，低频的作用较为明显；随着动应变的增大，改良土的阻尼比也逐渐增大，其增长速率出现先增大后减小的变化规律；煤渣掺量及围压是最大阻尼比的主要影响因素，随着煤渣掺量的增加，改良土的阻尼比逐渐增大，而围压的影响与之相反；频率主要影响阻尼比的增加速率且低频的影响较为突出。借助修正的Hardin-Drnevich模型所建立的阻尼比增长模型能够较好地反映阻尼比在加载过程中的变化趋势，具有较高的精度，可以为类似工程提供参考。
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    添加剂对纤维混凝土性能影响
    张美娜, 赵同峰, 徐刚
    2019, 36(10): 52-58. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.10.007
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    为了进一步改善传统修补用纤维混凝土的综合性能，便于更好地应用于混凝土维修工程中，将多种有机与无机外加剂加入传统的纤维混凝土中，采用系统试验的方法，对传统配合比进行了优化设计，拟改进其黏结力低、收缩变形大、易开裂等缺点。具体进行了各种添加剂对纤维混凝土抗压性能测试与分析、黏结力测试与分析、空气中、水中的收缩变形的影响试验与分析，并对微观状态进行了SEM扫描分析。结果表明：通过掺入适量的丙烯酸树脂乳液、丁苯乳液、乳胶粉等材料，一定程度上降低了纤维混凝土抗压强度，但其黏结力提高；微硅粉、纳米二氧化硅等材料加入既提高了纤维混凝土的抗压强度，又提高了黏结力。通过系统论述分析，最终确定有机、无机添加剂最佳掺量为：6%丙烯酸树脂+5%微硅粉+0.04%纳米二氧化硅。优化后的纤维混凝土28 d最高黏结强度可达3.0 MPa以上，抗压强度保持在50 MPa以上。通过测试，纤维混凝土最优配合比在水中、空气中的膨胀与收缩在±0.02%之间，远小于传统纤维混凝土的变形量。SEM微观扫描电镜显示，优化的配纤维混凝土砂浆发生了明显变化，添加剂的加入很好地改善了纤维混凝土的水化产物质量，有机膜的存在大大提高了界面的黏结力。优化后的最优配合比可用于混凝土养护与维修工程中。
    • 桥梁工程
  • 桥梁工程
    基于渗流应力耦合的基坑降水及开挖对邻近桥桩的影响分析
    吴昊, 姚顺意, 薛勋强, 杨桃
    2019, 36(10): 59-66. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.10.008
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    城市涵洞建设下穿高架桥区域时，涵洞深基坑施工会对周边土体和临近桥梁下部结构产生影响。以福州某下穿高架桥涵洞深基坑工程为背景，基于渗流应力耦合理论和修正摩尔库伦三维模型，借助有限元软件对降水条件下的深基坑开挖过程进行模拟，结合现场监测信息反馈进行分析。分析了基坑降水及开挖过程地表沉降及邻近高架桥桩水平位移和竖直沉降分布规律。为探索基坑施工降水最佳模式，减少降水带来的影响，模拟过程对比了一次降水和分次降水条件下的最终地表沉降和高架桥桩的变形。结果表明：基坑降水开挖过程地表沉降沿基坑开挖垂直方向呈"勺形"分布，呈现出两头小中间大的趋势；邻近基坑的桥墩桩身水平位移随深度的增加而减小，远离基坑的桥墩桩身水平位移随深度的增加先增大后减小，且距离基坑较近的桩体水平位移较大。且每一次开挖后地表沉降和桩身水平位移都增加，增加的幅度随着开挖深度变小；现场监测数据略大于有限元结果，但变化趋势基本一致，表明数值模拟具有良好的适应性；基坑降水对坑外地表沉降及桥桩变形影响显著，分次降水方案可一定程度上减少基坑降水引起的地表沉降和桩身水平位移，类似基坑降水施工可通过分次降水方案控制沉降影响。
  • 桥梁工程
    钢桥面灌注式树脂混凝土铺装材料与结构研究
    赵国云
    2019, 36(10): 67-73. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.10.009
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    为解决桥面系刚度不足时正交异性板的疲劳开裂和铺装的早期破坏问题，基于适度提高铺装材料模量和路用性能的思路，研发灌注式树脂混凝土（PRC）和相应铺装结构。通过室内试验，研究灌注用树脂性能、PRC路用性能和PRC铺装结构层间黏结性能；通过有限元建模和计算，分析PRC铺装结构的受力特点和对正交异性板疲劳细节的保护作用；采用复合梁疲劳试验和缩尺模型加速加载试验对PRC铺装的结构性能进行检验。结果表明：PRC具有优良的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性，满足沥青混合料技术要求，并具有较长的疲劳寿命；PRC铺装结构的层间黏结强度优于环氧沥青混凝土和浇注式沥青混凝土铺装结构；PRC铺装结构具有较小的表面拉应力和较大的底剪应力，但均远小于材料强度和层间黏结强度，且优于常用沥青混凝土铺装；采用PRC铺装结构，正交异性板疲劳细节的应力降低了20%左右，肋间相对挠度、最小曲率半径和相对挠跨比均更为有利，对桥面系起到了更好的保护作用；复合梁五点脉动弯曲疲劳寿命超过100万次，表明PRC铺装结构防水黏结层性能满足要求；加速加载试验中，加载12万次后PRC铺装结构无车辙，正交异性板无裂缝。工程应用结果表明，PRC及铺装结构工艺合理，铺装及正交异性板均未发现病害。
    • 隧道工程
  • 隧道工程
    基于FLAC3D的隧道单层衬砌结构力学特征研究
    李林毅, 阳军生, 谢壮, 薛君, 郑静
    2019, 36(10): 74-82. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.10.010
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    为了研究单层衬砌结构力学特征，采用了FLAC3D有限差分软件，利用软件内置的接触面单元（interface单元）对不同结构层的层间接触效应进行了模拟。以巴哈高速公路东天山隧道2#斜井工程为工程背景，建立了不同衬砌结构型式下考虑层间接触效应的数值仿真模型，分析了现场Ⅳ级围岩条件下的单层衬砌结构力学特征及其围岩稳定性，并与原复合式衬砌支护设计方案进行了对比。研究结果表明：（1）FLAC3D模拟计算中采用接触面单元（interface单元）施加于不同结构层之间，可模拟衬砌结构不同层间接触形式的相互作用，较好地反映层间接触面的力学特征及位移特性；（2）对于受力性能而言，单层衬砌结构以组合梁承载模式进行承载，衬砌结构内力呈现"小弯矩、大轴力"的分布特征，衬砌结构截面应力以压应力为主，可充分发挥混凝土材料的受压性能；（3）由于单层衬砌结构具有良好的层间接触性能，不同结构层可实现"协同受力、共同变形"，使其承载模式优于复合式衬砌，能以较小的结构厚度满足隧道支护要求，因此单层衬砌具有较高的经济性；（4）单层衬砌隧道拱腰、拱脚及边墙底部YAI值较小，围岩稳定性较差，易发生失稳，现场施工时应对上述部位加以防范。
  • 隧道工程
    爆破荷载作用下隧道初次衬砌结构的动力响应
    胡刚, 费鸿禄, 包士杰, 杨智广
    2019, 36(10): 83-90. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.10.011
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    为了研究隧道初次衬砌结构在爆破荷载作用下的动力响应，采用现场试验和数值模拟相结合的方法，应用TC-4850测振仪获得3个测点8次监测试验的质点振动速度峰值数据，依据最小二乘法拟合得出质点振动速度峰值传播规律的萨道夫斯基公式；采用LS-DYNA数值模拟软件，定义材料参数及其状态方程，在依据质点振动速度峰值传播规律可靠性分析验证数值模型合理性的基础上，建立隧道初次衬砌结构仿真模型，考虑初次衬砌强度的变化，分析隧道结构关键位置（拱脚、拱腰、拱肩、拱顶）处应力及位移的变化规律。研究结果表明：隧道初次衬砌结构X方向拱脚和拱顶处应力峰值明显大于其余关键位置，Y方向应力峰值出现在拱脚位置，为118 100 Pa，Z方向应力峰值同样出现在拱脚处，为239 100 Pa，且Z方向应力峰值明显大于X和Y方向；隧道初次衬砌结构位移峰值出现在拱腰位置，为0.361 cm，且Z方向位移峰值出现时间明显早于X和Y方向；在C30的基础上，增加C25和C35初次衬砌强度等级，随着初次衬砌强度的递增，应力呈正相关关系，位移呈负相关关系。
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    锚杆缺陷模拟试验及其超声波检测信号特征的EMD分析
    凌同华, 杨宇, 张胜
    2019, 36(10): 91-97. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.10.012
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    为准确识别锚杆缺陷位置，了解超声波在锚杆中的传播机理和能量分布特征，对试验模型中的模拟锚杆进行超声波检测，基于EMD方法对检测信号进行能量分布特征分析。通过在沙槽中埋设钢筋来模拟锚杆，分别设置完整光圆钢筋、截断光圆钢筋、完整螺纹钢筋和截断螺纹钢筋4种。测试中超声波成像方法为A型，脉冲形状为全检波形，应用希尔伯特-黄变换的核心方法EMD分解法对原始信号进行时频局部化处理。结果表明，超声波法可以确定不同直径的锚杆长度及缺陷位置，解决了动测法只能对这些参数作定性评价的问题；EMD方法能根据超声波检测信号本身固有的特性进行自适应分解，前几阶IMF分量包含锚杆长度及缺陷位置的主要信息，可以定量表征原始信号的物理特性；超声波检测信号的能量主要集中在前3阶IMF分量内，各IMF分量的能量占该信号总能量的比例变异性较大；发射功率等外界因素的改变，对超声波信号经分解得到的各IMF分量的能量分布影响较小，但发射功率过大会造成能量分布不稳定，不利于识别缺陷位置信息；EMD方法准确高效，不需要预设固定的基函数，可以揭示超声波在被检测对象介质中的传播机理和能量分布特征，为应用超声波法进行锚杆质量缺陷的精准识别奠定了技术基础。
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  • 城市交通
    考虑燃油消耗和排放的交叉口汽车路径规划与控制模型
    韩飒
    2019, 36(10): 98-104. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.10.013
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    针对现有道路交叉口环保驾驶研究中未充分结合交通状态、未充分考虑道路交叉口冲突区域等问题，基于车联网（V2X）技术，研究提出了一种道路交叉口环保驾驶汽车路径优化控制模型。该模型提前采集前方道路交叉口交通信号灯控制时间信息，并在交叉口前设置控制区域，整个控制过程分为两个阶段：首先，以最低燃油消耗和排放最低为目标，对进入控制区域的车辆进行速度规划，确保以最为环保的方式通过信号灯；其次，以最大程度避开交叉口冲突点为目标，对进入交叉口的车辆进行通行速度规划，使车辆最大程度回避分流冲突点、交叉冲突点、合流冲突点。通过两个阶段的路径规划与控制，实现车辆整体上以最环保的方式通过交叉口的目的。为了验证模型的有效性，搭建了Python和Vissim集成的仿真平台进行仿真，设置了不同的交通流状态场景，并和Webster信号配时下，不受其他控制器控制的车辆进行了燃油消耗和排放对比。试验结果显示，相比于Webster信号配时下，不受其他控制器控制的车辆，受路径规划控制模型控制车辆的燃油消耗降低了42.7%，CO排放量减少了4.26%，表明研究构建的路径规划控制模型是一种有效的道路交叉口环保驾驶路径优化控制策略，可以为车联网条件下车辆环保驾驶提供依据。
  • 城市交通
    基于改进BP神经网络的城市交通拥塞环境下车辆运行风险识别研究
    胡立伟, 杨锦青, 何越人, 孟玲, 罗振武
    2019, 36(10): 105-113. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.10.014
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    交通拥塞在形成和消散过程中车辆运行风险均处于较高的水平，而拥塞环境下影响车辆运行风险的因素较多，分析复杂。如何准确识别城市交通拥塞环境下车辆运行风险的关键因素并对其进行评估，在缓解城市交通拥塞以及降低行车风险方面具有重要的意义。首先，将城市道路交通拥塞环境下车辆运行风险解析为拥塞形成过程和拥塞消散过程中的车辆运行风险。根据交通系统四要素"人、车、路、环境"，初步选取换道频次、车型比例、拥塞时长等11个风险因子。其次，通过专家打分法将车辆运行风险等级划分为低风险、中等风险、高风险、极高风险。结合主成分分析法对标准的BP神经网络进行改进，并对模型进行训练。将改进前后的模型进行对比分析，改进后的模型拟合优度判定系数达97.13%，较改进前高出5.67%。最后，进行实例应用。采用改进的BP神经网络，建立了5+8+1模式的拥塞环境下车辆运行风险识别模型。研究表明换道频次、车型比例、平均密度、拥塞时长、拥塞等级、天气情况等6个因子对车辆运行风险影响较大，其中换道频次权重最高，其次为拥塞时长。11个影响因子中车头时距主成分系数平均值最小为0.109，其影响最小。建立的风险识别模型能够为规避城市道路拥塞环境下的车辆运行风险以及拥塞治理提供参考。
  • 城市交通
    基于区间D-S证据理论的干线公交信号优先方案评价模型
    王啟鹏, 周卫琪, 景鹏
    2019, 36(10): 114-120,151. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.10.015
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    大力提倡乘用公共交通出行是缓解城市拥堵的最有效途径之一，同时，采用公交信号优先方法是提高干线运行可靠性的重要措施，但现有研究较少涉及评估干线公交信号优先方案的优劣，为了弥补干线公交信号在评价方面的不足以及提高整个交通网络的通行效率，加强出行安全，缓解道路交通拥堵，减少汽车尾气对环境的污染，提出了一种公交信号优先方案的评价模型。首先，从交通效率、运营成本和节能减排3个方面构建干线公交优先行驶的信号指标评价体系；然后，利用个体的经验与所能收集到的相关事实和数据进行证据推理，搭建公交优先行驶的信号评价的区间D-S证据理论决策模型；最后，针对指标属性的不确定性和单决策者决策经验的片面性，将证据理论和多属性决策相结合，利用D-S证据理论评估其优劣并选出最优方案。结果表明，基于区间D-S证据理论的干线协调公交信号优先评价模型，在方案选择上可以帮助决策者排除不确定性和多属性产生的干扰，使决策变得更合理；结合算例证明了模型的正确性，为公交信号优先方案的评价提供了新的理论、方法，可以有效避免公交信号优先评价过程中的单决策者的片面性、指标属性的模糊不确定性，为公交信号优先的推广应用提供了技术支持。
  • 城市交通
    竞争条件下公共交通最优出行方式选择
    李建强
    2019, 36(10): 121-127. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.10.016
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    多种交通方式共线运行为出行者提供了便利，但也使得出行者面临最优出行方式选择问题。为了在竞争条件下对出行者的出行方式选择进行科学的引导，提高出行者的出行效率并实现交通资源的最优配置，引入固定出行成本和可变出行成本概念，对步行、共享单车、常规公交和轨道交通4类常用出行方式的成本问题进行研究。具体方法为：分别将4类出行方式的成本量化为出行距离的函数，然后分析平均出行成本（即出行效益）随出行距离的变化规律，分别建立了单一方式与多种方式组合联运条件下的最优出行方式优化模型，最后以成都市某轨道交通枢纽周边区域为例对模型进行了验证。实证结果表明：当出行距离增加时，共享单车、常规公交、轨道交通的平均出行成本具有规模效应，即出行距离增加时，其出行单位出行成本降低；在研究区域内，按照出行距离递增的顺序，考虑出行成本因素下出行者最优出行方式依次为步行、共享单车、常规公交、轨道交通；在常规公交最优选择区间，轨道交通平均成本与其差距不大，形成了很大竞争。因此，为了实现资源高效利用，应提高常规公交竞争活力，如提升舒适性，减小发车间隔。
    • 交通工程
  • 交通工程
    基于改进粒子群优化BP神经网络的弯道转向行为预测
    李义罡, 焦朋朋, 乔伟栋
    2019, 36(10): 128-136. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.10.017
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    为研究驾驶人视觉特性和弯道转向行为的内在联系，借助模拟驾驶器，选取50名驾驶人在3种不同半径的弯道上进行驾驶试验。在整理采集的试验数据后，分别比较驾驶人视觉特性（瞳孔面积变化率、扫视速度、扫视幅度）、弯道转向行为（方向盘旋转率、车辆侧向加速度）与弯道半径之间的关系，并进一步提出一种以驾驶人视觉特性为预测因素，基于BP神经网络的驾驶人弯道转向行为预测方法。为使BP神经网络适用于小样本量的预测情况，需引入改进粒子群算法对BP神经网络进行优化。对粒子群算法的改进之处主要体现为：在粒子群算法进行搜索的过程中，采用动态惯性权值与自适应方法，解决了一般粒子群算法中粒子快速趋同的问题。在模型训练的过程中，选取BP神经网络的误差作为改进PSO算法的适应值，由事先确定的最大迭代次数与误差范围共同决定迭代的终止条件。最后，分别使用基于BP神经网络的驾驶人弯道转向行为预测方法，与基于改进粒子群优化BP神经网络的驾驶人弯道转向行为预测方法，对弯道转向行为进行预测，结果表明：基于改进粒子群优化BP神经网络的弯道转向行为预测方法相较传统预测方法具有更高的预测精度，可以有效地预测驾驶人弯道转向行为。
  • 交通工程
    考虑驾驶行为稳定性与交通流状态稳定性的路标效用评价模型
    陈岳峰, 陈礼彪, 黄键, 冯移冬
    2019, 36(10): 137-143. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.10.018
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    高速公路互通立交区域由于交通流相互交织、车辆加减速换道等原因，驾驶人需要付出更多的注意力以及操控力，操作难度较大，该区域交通标志的设置位置和形式对于交通安全至关重要；我国以往针对互通立交区指路标志的效用评价往往采用定性化主观评价方法，无法全面反映指路标志对于互通立交区域车辆驾驶人驾驶行为与交通流的综合影响。基于驾驶模拟实验，构建综合驾驶人微观驾驶行为评价指标、交通流宏观评价指标的互通立交区指路标志效用评价模型，提出了评价模型的基本形式。并对基本形式进行了目标分解。在驾驶人微观驾驶行为评价指标方面，选取了反应时间、心率变异率作为具体评价指标，分别给出了计算公式，以及各自影响权重；在交通流宏观评价指标方面，选取了速度变化率、车道保持能力作为具体评价指标，同样的，分别给出了计算公式，以及各自影响权重。在结合实际情况确定各目标函数评价指标的相关约束条件基础上，提出了基于遗传算法的互通立交区指路标志效用定量化评价方法，并选取某高速公路客货分离车道车流交织区的标志布设方案，开展驾驶模拟实验，应用本模型对两组设计方案的标志诱导效果进行评价。
    • 运输经济
  • 运输经济
    道路客运提前购票行为模型
    李军, 贾顺平
    2019, 36(10): 144-151. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.10.019
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    为了研究道路旅客购票时间选择的行为机理及影响因素，基于连续Logit模型，建立了道路旅客提前购票行为模型。首先，以旅客购票时间为切入点，辨析了旅客提前购票类型和主要时间点内在关系；其次，基于道路客运联网售票信息系统数据，选择典型线路统计分析了旅客站外和站内提前购票、取票的时间分布规律；再次，分析了离散选择模型在连续选择情境中的限制和不足，继而运用连续行为分析思想，构建了旅客提前购票行为连续Logit模型；最后，利用15条长途和15条短途线路售票数据进行了实证应用，识别了提前购票时间选择的影响因素，并评估了票价调整对旅客提前购票行为的影响。结果表明：近60%的旅客出行当天站内购票，其进站时间比站外提前购票旅客平均提前约45 min；提前购票时间选择受性别、年龄、发车频率、节假日、实载率等因素的影响，长途比短途出行的旅客提前3 d购票的概率高28%，实载率大于60%的线路提前20 d购票的比例增加5%；票价的调整会诱导旅客提前或延迟购票，票价上涨20%、下降20%、下降35%时，旅客提前3 d以上购票的概率分别降低9.67%、提高3.6%、提高11.85%。经实证分析，连续Logit模型是分析旅客提前购票行为的有效方法。
  • 运输经济
    基于潜在类别的公路旅客群体细分模型
    戢晓峰, 李德林
    2019, 36(10): 152-158. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.10.020
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    针对弥补当前公路旅客类别划分主观随意性强、缺乏科学依据的不足，采用聚类分析的方法，从社会经济属性和心理因素两个层面甄选旅客年龄、性别、收入、学历、出行目的及选择公路客运主要理由等6个指标作为外显变量，在对连续变量进行类别化处理的基础上，将各外显变量概率参数化，构建公路旅客群体细分的潜在类别模型。基于昆明市833份公路的有效调查问卷，使用Latent GOLD软件构建潜在类别模型，将旅客市场细分为具有不同特征的4种类别，并通过聚类分析方法对细分结果进行校核。研究结果表明：昆明市公路客运市场旅客可细分为4类，分别以在校学生、初入职场的毕业生、务工人员及商务人士为主体，分别占总体的40.06%，22.56%，21.59%及15.79%；4类旅客在收入、受教育水平及选择公路客运首要理由方面均有明显差异，该差异与各类别主体人群特征相匹配，且各类旅客均具有重视便捷性的特征；聚类分析的分类误差均小于5%，表明基于潜在类别的公路旅客市场细分结果可靠。