公路交通科技

2019年, 第36卷, 第5期　刊出日期：2019-05-05
  

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    道路工程
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    基于APRIORI-GBDT算法的沥青路面路表温度预测
    邱欣, 洪皓珏, 杨青, 肖上霖
    2019, 36(5): 1-10,19. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.05.001
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    为探讨沥青路面路表温度与气象因素之间的相关关系，实现路表温度变化趋势的准确预测，在使用Python平台清洗数据集中缺失和错误数据的基础上，利用关联规则挖掘算法（Apriori）分析了气象因素与路表温度之间的关联性。在识别出影响路表温度关键气象因素后，分别采用梯度提升树（Gradient Boosting Decision Tree，GBDT）、随机森林（Random Forest，RF）以及线性回归（Linear Regression，LR）等3种分析技术构建了以关键气象因素为输入量，路表温度为输出量的冬季沥青路面路表温度预测模型。结果表明：Apriori算法在关联规则分析上表现优异，且在最小支持度为0.003，最小置信度为0.8的条件下，识别出影响沥青路面路表温度变化的关键气象因素是气温、气压、露点温度和相对湿度；梯度提升树模型的温度预测效果优于随机森林和线性回归，均方误差小并一直稳定于1.5，与随机森林相比鲁棒性相对较高，拥有良好的泛化能力，在预测领域中具有良好的适用性。研究成果为机器学习相关算法在关联规则分析领域以及预测问题应用中提供了理论与实践依据。
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    旧水泥路面加铺沥青层结构温度场特性及数值模拟
    张丽娟, 骆亚军, 陈晓生, 杨瑞环
    2019, 36(5): 11-19. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.05.002
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    为研究旧水泥路面加铺沥青层结构温度场特性，采用预埋温度传感器的方式实测路面温度场，根据传热学原理建立旧水泥路面加铺沥青层结构的非线性瞬态3D温度场计算模型。基于实测气象资料，用修正后的双正弦函数、Fourier级数分别表示气温、太阳辐射，作为模型边界条件，采用ANSYS对路面温度场进行数值模拟并与实测温度场对比。研究结果表明：旧水泥路面加铺沥青层结构温度场一天的变化趋势是先降后升再降，升温速率明显大于降温速率，正负温度梯度交替出现，易诱发温度疲劳裂缝；各路面结构层的温度、温度梯度和变温速率的变化幅度随着深度增加而减小，且峰值、峰谷出现时刻随深度逐渐滞后；路面最高温度、最大正温度梯度均出现在沥青加铺层，应提高沥青加铺层抗高温车辙的性能；加铺层有效降低了水泥混凝土层的温度翘曲应力；依实测气温资料修正后的双正弦函数可以很好地模拟近路表气温的日变化规律；路面结构温度场的模拟值与实测值的偏差在3℃以内，说明该温度场模型具有很高的预测精度。
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    高模量沥青混凝土在半刚性基层长寿命沥青路面中应用的合理性研究
    杨光, 王旭东
    2019, 36(5): 20-26,56. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.05.003
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    为了修筑更具耐久性的半刚性基层长寿命沥青路面，探究高模量沥青混凝土在半刚性基层长寿命沥青路面应用的合理性及可行性，采用弹性层状体系模型分析了不同层间结合状态和不同下面层模量对路面典型结构力学状态的影响。进而通过不同温度、不同控制模式的四点弯曲疲劳试验，评价了高模量沥青混凝土的抗疲劳特性，采用累积耗散能指标将其与表面层材料进行了比较。结果表明：对于薄面层的半刚性基层沥青路面，当沥青面层与半刚性基层的层间结合状态不能处于完全连续状态时，沥青面层底部将会产生明显的拉应力和拉应变，沥青面层存在弯拉疲劳损伤的风险；随着下面层模量的增加，沥青面层底部的剪应力略有增加，而最大剪应力均值有所减小，有利于改善沥青下面层的抗剪能力；不同控制模式下高模量沥青混凝土的抗疲劳性能有所差别，而采用累积耗散能指标可以有效地将应力、应变两种不同控制模式的疲劳方程进行统一，20℃时高模量沥青混凝土具有更好的抗疲劳性能；在半刚性基层长寿命沥青路面中，下面层使用高模量沥青混凝土可以改善路面的抗车辙和抗疲劳性能，为实体工程建设提供一定的参考依据。
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    高应力下粗砂-结构接触面颗粒破碎影响因素试验研究
    檀俊坤, 郭佳奇, 乔世范, 刘希亮
    2019, 36(5): 27-35. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.05.004
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    为了研究高应力下粗砂与结构接触面的剪切破碎影响因素，采用改装后的RMT-150B试验系统的直剪试验仪进行接触面直剪试验，对高法向应力作用下含水率为0%，8%，16%，24%的粗砂与具有4种不同粗糙度、强度混凝土基底的接触面直剪试验结果进行了分析，结果表明：基底硬度增大，基底硬度与相对破碎率关系曲线趋于下降趋势，相对破碎率减小；相对破碎率随着含水率增加而增加，随粗糙度的增加破碎量减小；法向应力对颗粒破碎影响明显，相对破碎率的增大速率也表现出随法向应力增大而增大的趋势。保持含水率不变，法向应力与颗粒破碎曲线规律性较好；保持基底硬度和接触面粗糙度不变，法向应力与颗粒破碎关系较为离散，总体保持颗粒破碎随法向应力增加而增加。进行方差分析表明：接触面粗糙度对粗砂-混凝土结构接触面剪切破碎的影响较显著；法向应力、基底硬度与含水率对结构接触面剪切颗粒破碎的影响均特别显著，显著性从大到小依次为：砂的含水率、基底硬度、法向应力、接触面粗糙度。针对不同试验所得到的法向应力对颗粒相对破碎率影响规律进行讨论，认为：从零法向应力开始，随法向应力的增大相对破碎率增加速率增大，当剪切应力达到集中段颗粒抗剪破强度后，相对破碎率增加速率随法向应力增加而减小。
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    黄土区公路边坡土壤水分空间分布特性
    奚成刚, 王亮, 倪栋, 张建丰
    2019, 36(5): 36-42. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.05.005
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    土壤水分是影响黄土区植被生长的关键立地因子。为了掌握黄土区公路路域土壤水分赋存特点，给区内公路绿化和植被恢复提供技术依据，以青兰高速陕西张村驿段为例，采用典型样地调查与自动连续监测相结合的方法，对道路边坡土壤水分分布情况进行了观测，并对边坡土壤水分的空间分布特点进行了分析。结果表明：（1）同层位（深度）土壤水分比较，道路边坡下坡位表层土壤含水量一般高于边坡上坡位，但边坡坡度及防护措施等因素对坡面径流的再分配作用会对表层土壤水分的分布产生影响；挖方边坡中、下层土壤水分横向分布规律基本与表层一致，而填方边坡中、下层土壤水分则呈现无规律横向分布特点。（2）对于同一坡位不同层土壤水分的比较，边坡表层土壤含水量总体水平一般低于中层，且这种差异在阳坡表现尤为明显；边坡表层与中层土壤水分总体水平之间的相关性明显高于表层与下层，说明表、中层土壤含水量之间因存在良好的水力互补关系而具有相对一致的变化规律，但表、下层土壤含水量之间呈不相关或弱相关关系。这种相关性在不同型式边坡上也表现出显著差异，挖方边坡各层间相关性系数明显高于填方边坡。
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    应力-基质吸力耦合作用下粉土的孔隙比演化过程
    刘伟, 胡焱, 谢子洋, 谈云志
    2019, 36(5): 43-48. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.05.006
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    外部荷载和含水量的变动都会引起土体体积的变化，但大多研究都仅从固结压缩或增减湿胀缩角度进行研究，而把荷载、基质吸力和孔隙联合起来考虑的较少。为了探究应力-基质吸力耦合作用下粉土的孔隙比演化过程，采用了能考虑固结应力作用的土水特征曲线试验仪，获得了荷载、基质吸力和孔隙的变化规律。分析了压实粉土固结稳定后（即荷载全部由有效应力承担），有/无荷载继续作用下脱湿引起的体变差异性，并提出了荷载、基质吸力与孔隙相互作用的概念模型；从粉土孔隙和颗粒分布等微观角度，阐释了负荷作用加剧孔隙比减少的主要原因。研究结果表明：负荷条件下脱湿引起的体变量大于无荷条件下的体变量，说明脱湿过程中荷载对其孔隙变化继续起到助推作用。造成负荷作用加剧孔隙比减少的原因是由于荷载-基质吸力发生"一步一趋"的耦合作用，使得土体初始脱湿阶段总处于准饱和状态，没有形成有效的非饱和强度。
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  • 桥梁工程
    采用新型摩擦耗能节点立体停车结构抗震性能分析
    贺拥军, 刘健飞, 马义飞
    2019, 36(5): 49-56. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.05.007
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    针对钢结构梁柱节点在地震中经常发生脆性破坏的问题，在采用角钢连接的钢结构梁柱节点（以下简称角钢节点）基础上，在梁腹板处添加槽钢，将圆形螺栓孔改为长圆孔，提出一种主要利用摩擦来耗能的新型钢框架梁柱耗能节点（以下简称耗能节点）。首先，采用有限元软件ANSYS建立了耗能节点和角钢节点的精细化有限元模型，对两种节点的精细化有限元模型施加了单调静力荷载，对比分析了两种节点的受力机理、弯矩-转角特性、力学性能。其次，对两种节点的精细化有限元模型施加了低周反复荷载，对比分析了两种节点的滞回性能和耗能能力。最后，以16层立体停车结构为例，分别建立采用耗能节点和未采用耗能节点的立体停车结构的有限元模型。在罕遇地震作用下，分别对这两种结构整体进行动力时程分析，分析耗能节点对立体停车结构整体抗震性能的影响。结果表明：与角钢节点相比，耗能节点的割线刚度、屈服位移、屈服荷载和极限荷载都有大幅度提高；耗能节点的耗能效果要远优于角钢节点；罕遇地震下耗能节点对结构基底剪力、速度与加速度有很大的控制效果，可以改善立体停车结构的受力和地震响应；罕遇地震下耗能节点并没有对结构刚度造成损失并且对结构的主要受力构件起到很大程度的保护作用。
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    GFRP-混凝土组合桥面板的疲劳性能试验研究
    黄侨, 郑华凯, 宋晓东
    2019, 36(5): 57-63,77. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.05.008
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    为研究现浇GFRP-混凝土组合桥面板的疲劳力学性能，探究组合桥面板的工程适用性，利用疲劳机（型号JAW-500K）完成了一片现浇试件的210万次疲劳荷载试验研究。试件采用粘钢胶掺加砂石的方式处理GFRP和混凝土的界面连接问题，加载方式为组合简支板跨中两点对称单调加载（即四点弯曲试验）。试验测量了一定加载次数后试件的跨中挠度、端部滑移和跨中截面沿高度方向的应变等结果，观察记录了裂缝数量和其对应荷载，分析了试件的刚度、应变分布和界面相对滑移等。疲劳试验完成后对组合板进行静载破坏试验，进一步分析了组合板的剩余承载力和界面相对滑移等。研究表明，该组合桥面板疲劳加载过程中刚度缓慢降低至稳定状态，剩余承载力相较于静载试件仅稍有降低，I型粘钢胶和砂石作为界面材料基本可以保证混凝土和GFRP板的整体性，弯剪区表观裂缝数量少。该组合桥面板刚度变化稳定，剩余承载能力折损小，界面抗滑移效果显著，抗裂性好，是一种抗疲劳性能良好的组合板形式，可为同类桥梁设计提供参考。
  • 桥梁工程
    低温条件下大跨径混合梁斜拉桥合龙顶推技术研究
    李刚, 冯霄暘
    2019, 36(5): 69-77. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.05.010
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    为研究大跨径混合梁斜拉桥中跨合龙施工技术，以主跨340 m的重庆高家花园轨道环线专用桥为工程背景，借助Midas/Civil2015有限元软件对其施工过程进行了仿真模拟，并对合龙顶推位移量和合龙顶推力的两个关键合龙参数的计算方法进行了系统研究。首先提出基于刚性支承连续梁法，对合龙前斜拉桥最大悬臂结构进行等效简化，利用结构温度作用位移公式计算出不同温差下的梁体伸缩量，进而确定出合龙顶推位移量，并将其与有限元软件计算值进行对比，吻合程度较高。又将现场监测的实测值与之对比，误差较小，验证了合龙顶推量数值计算方法的可靠性。其次，通过对影响主梁顶推各个因素进行分析，得出了顶推力计算公式，并利用影响矩阵和Matlab软件有效计算出不同合龙顶推位移量的顶推力数值，确定了两者变化关系。将现场监测的顶推力实测值与其对比，实测值呈台阶式增长关系，理论值呈线性增长关系，实测值均匀地分布在理论值两侧，一定程度上验证了顶推力数值计算方法的可行性。最后，介绍了缝接合龙法的现场施工过程，并依次从成桥后的斜拉索附加索力、主梁附加应力、主梁线形变化及主塔偏移方面对成桥状态进行了对比验证分析，成桥状态良好。
  • 桥梁工程
    桥梁复合随机地震易损性分析方法研究及应用
    冯清海
    2019, 36(5): 78-83,97. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.05.011
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    影响桥梁地震安全的不仅是地震强度，还包括桥梁结构材料强度、结构尺寸，以及其离散分布特征等，这些因素也不是唯一确定的，而是随机的。传统的桥梁地震易损性分析方法已无法满足要求，需要充分考虑地震、材料等因素的随机性。为了更加全面而充分地确定在多种不确定因素综合影响下，桥梁结构的地震易损性分布及影响规律，采用全概率方法进行桥梁地震易损性分析。针对目前结构地震易损性分析方法的不足，引入人工神经网络和蒙特卡罗技术，采用动量增量分析方法和推倒分析方法，同时考虑了桥梁结构参数的随机性和地震动输入的随机性，提出了桥梁复合随机地震易损性分析方法。主要分析步骤为：首先，分别对随机桥梁结构的抗力和随机地震响应进行特征统计，在此基础上，再应用蒙特卡罗和神经网络技术对桥梁结构在不同损伤状态下的超越概率进行统计，绘制桥梁结构复合地震易损性曲线。复合随机地震易损性分析方法从全概率的角度比较全面地反映了桥梁结构的地震易损性，并具有以下特点：（1）采用神经网络仿真结构随机性的非线性分析，大大提高了计算效率；（2）采用充足地震波进行动量增量分析，从而考虑了地震强度的随机性；（3）采用蒙特卡罗随机抽样分析方法，避免了求解析解的困难。
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    悬索桥基准索股定位与调整方法研究
    梁志磊, 宋一凡, 闫磊
    2019, 36(5): 84-90. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.05.012
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    悬索桥基准索股线形随着索股跨度、温度及两端高差变化而变化，为实现悬索桥基准索股现场的快速定位与调整，研究一套高效、实用的基准索股线形施工控制计算方法。通过理论推导编制了考虑索鞍切点变化的索股线形计算程序，建立了基于悬链线理论的索股跨中标高影响公式和调索公式。以某悬索桥为工程背景，进行参数分析，得到索股跨中标高随索股跨度、温度、两端高差变化的影响公式，与传统的抛物线、悬链线公式计算结果进行对比分析，结果表明：考虑索鞍切点变化的索股线形计算程序的计算结果与设计结果吻合较好，误差为毫米级，具有较高的精度。与传统抛物线、悬链线公式相比，考虑切点位置变化的索股跨中标高影响系数随着影响因素的变化而变化，可近似为斜直线。索股跨中标高对温度和索股两端间距的变化比较敏感，影响系数在2左右，施工中应对桥塔偏位和温度进行严格的监测，必要时采取相应调整措施。无论索股跨度、温度及两端高差单独发生任意变化，还是发生任意组合变化，该影响公式和调索公式都能保证一定的精度，误差不超过0.2%，而悬链线公式最大误差为0.81%，抛物线公式最大误差达到8%，此时已经不能满足工程精度的要求。
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    基于车速比的城市交通事故交通影响程度评价
    何雅琴, 容煜伦, 柳祖鹏, 杜胜品
    2019, 36(5): 91-97. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.05.013
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    分析城市交通事故交通影响程度，对于评估交通应急等级及采取相应的应急对策具有重要的意义和现实价值。将城市交通事故对交通的影响与水波涟漪类比。基于事故发生前后道路车速的比值，借助水波原理，提出了交通影响系数的概念，并界定其作为评价交通影响程度的依据。针对某一给定类型的交通事故，在对35起交通事故调查数据进行筛选和整理的基础上，得到了交通影响系数时空分布图；采用变量控制法，利用MATLAB构建了交通影响系数与时间和距离的关系模型。针对不同事故特征的差异性，考虑事故发生后道路剩余通行能力的不同，采用城市道路车道利用系数计算得到了事故源修正系数。利用二重积分构建累积交通影响系数模型，计算出交通事故的综合交通影响程度值，从而评价交通事故对周边路网的综合交通影响。最后，假设某一交通事故，并对其进行VISSIM仿真分析，分别采用文中所构建的交通影响程度评价模型和根据实际仿真运行数据所建模型计算了该事故的综合交通影响程度值，两种方法计算的结果分别为0.666和0.648，误差在可接受的范围。结果表明：构建的交通影响程度评价模型是可行的。该研究成果可以在交通事故发生时给城市交通应急管理部门快速响应提供决策支持。
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    基于复杂网络的城市交通堵塞载荷再分配控制
    王世波, 赵金楼, 郑继兴
    2019, 36(5): 98-103. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.05.014
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    近年来，城市交通堵塞是困扰城市经济发展建设的一个重要问题，给人们的生产、生活带来诸多不便，但由于城市规划、人口密度、交通设施等多种因素，交通堵塞的情况不可避免，应对交通堵塞，使堵塞的载荷合理分配，避免大规模级联堵塞现象发生具有现实研究价值。针对城市交通网络堵塞问题，为交通网络中的每个节点设置了初始载荷。根据各个节点的载荷量是否超过其阈值判断节点是否失效，提出了一种失效节点载荷再分配的非线性模型，分析了该模型触发级联失效的条件。对齐齐哈尔市城市交通网络分别进行随机攻击和蓄意攻击，运用Matlab编程方法对堵塞节点引发的级联失效进行了仿真，选择更容易理解的网络抗击毁性测度方法判断了攻击对齐齐哈尔市交通网络的破坏性。结果表明：合理调节失效节点载荷的再分配策略能够有效提升网络抗击毁性，降低交通网络级联失效引发的失效节点数量，避免大规模级联失效现象发生；在容量系数较小时，蓄意攻击比随机攻击对网络的破坏性更强，但现实生活中由于种种条件限制，容量系数不可能过大。因此，需要适当调节交通堵塞载荷的分配系数，使得堵塞载荷合理分配，进而有效减少失效节点数量，避免城市交通大规模级联失效现象的发生。
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    基于路网压缩的城市路网脆弱路段识别
    李彦瑾, 罗霞
    2019, 36(5): 104-112. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.05.015
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    为了更高效地识别出突发环境下城市道路网络中的脆弱路段，首先通过网络特性分析，运用网络效率变化量与最大连通子图变化量这两类鲁棒性指标筛选出道路网络的潜在脆弱路段集合，并在此路段集合的基础上设计出一种基于可达性原理的路网矩阵压缩算法，该算法可将原始路网压缩成若干个彼此连通且相互独立的子路网。然后在压缩后的各个子路网上，考虑不同类型出行者对路段阻抗的随机估计偏差以及对应的路径选择行为，推导出一个多用户随机均衡配流模型并用MSA算法进行求解。最后通过改进原有的网络效率指标，构建出一个新的融合交通流随机分布特性的路网脆弱性指标，用来识别各子路网中的脆弱路段，再结合实测数据进行了模型验证。结果表明：相较于传统的遍历法，基于路网压缩的脆弱路段识别模型能够真实地刻画出突发环境下城市路网交通流分布的随机特性，而且求解模型所耗时间明显缩短（计算过程仅约2~3 min）；该模型的求解结果对各个子路网中的脆弱路段有着更好的区分（区分度比传统的遍历法高出24.46%），这能够有效地降低传统识别方法对城市网络脆弱路段误判的可能性，并能够及时地为突发环境下的城市交通管理部门提供关于应急救援与人员疏散的决策支持。
  • 城市交通
    城市中心路内停车次优容量研究
    石丽娜, 张玺, 石超峰
    2019, 36(5): 113-120. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.05.016
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    为了研究路内停车率的动态决策方法，优化路内停车容量，以实现城市中心路内停车资源的有效配置和高效利用。从路内停车供需关系的角度进行分析，将出行成本函数中引入了油耗成本，并对路内停车容量与路内停车流率进行综合考虑，以社会剩余最大化为优化目标，在短期（容量既定）情况下，给出了停车费作为内生变量时的路内停车次优流率的求解方法；进一步，运用比较静态分析和动态分析，在长期（容量不定）情况下，给出了路内停车次优容量的求解方法，得出了路内停车容量随停车需求及停车时长的变化规律。通过考虑路内停车容量上限，对路内停车次优容量的计算方法进行了改进，数值算例有效地验证了算法的可行性，从而在容量上限较小的情况下对Arnott路内停车容量计算方法进行了优化。研究表明：在停车活动活跃时，综合考虑道路条件及过境车辆的影响，将一定需求下的路内停车容量控制在较佳的水平下，可以有效提高平均停车时长范围内的城市中心路内停车效率，使得城市中心的道路边缘空间所产生的社会效益达到最大化，同时，还可以有效避免城市中心频繁的停车行为对动态交通的影响。研究结果可以为城市中心路内停车管理和决策提供理论支撑，同时，对于车道控制理论和技术也有着一定的借鉴意义。
  • 城市交通
    基于拥堵传播规律的交通事件信息发布方法
    杨珍珍
    2019, 36(5): 121-129,137. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.05.017
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    为了解决交通事件信息发布中基于用户位置的扇形搜索方法和路径搜索方法的大量无效搜索问题，提出一种基于拥堵传播规律的交通事件信息发布方法。该方法考虑路网拓扑结构，以交通事件为起点，沿着拥堵传播方向计算交通事件信息的发布范围，包括交通事件路段检测，交通事件实际影响范围检测，信息发布扩展范围计算。交通事件路段利用路段上下游的交通流时空变化规律进行检测；交通事件实际影响范围根据路段的拥堵状态确定；交通事件信息发布的扩展范围根据交通事件的累计持续时间设定，且扩展范围中至少有两个出口，保证出行者有足够的时间和出口选择绕行路径。分析结果表明，基于拥堵传播规律的交通事件信息发布方法能够有效地检测交通事件路段；交通事件信息发布范围的演化过程符合交通拥堵的传播与消散的规律；基于用户位置的扇形搜索方法和路径搜索方法的最大搜索次数是车辆数，而基于拥堵传播规律的信息发布方法最大搜索次数是交通事件个数，由于车辆数远大于交通事件个数，因此基于拥堵传播规律的信息发布方法能够大幅减少无效搜索次数，节省计算资源，提高信息发布的效率。基于拥堵传播规律的交通事件信息发布方法能够有效地引导出行者合理选择行驶路径，及时避开事件影响区域，防止二次事故的发生，缓解交通拥堵。
  • 城市交通
    城市群客运网络节点重要度识别方法
    毛剑楠, 刘澜
    2019, 36(5): 130-137. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.05.018
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    为了识别城市群中城市节点重要度，考虑城市基础经济属性、城市公路与铁路客运拓扑网络属性以及城市联系强度属性3方面特性，提出了一种新的城市群综合节点重要度计算方法。首先通过传统节点重要度计算方法，考虑经济、交通以及信息活跃度3种特性，计算城市群中各城市基础经济属性；其次，基于城市群综合客运网络拓扑结构，引入复杂网络中聚集度以及介数中心性指标，分别计算公路与铁路综合城市拓扑网络属性；然后，由于城市群中各城市联系相关性较强，因此在考虑城市群各城市联接属性的基础上运用改进的重力模型构建城市联系强度模型，计算城市联系强度属性指标；随后通过全多边形综合图式法综合上述3方面属性得出城市综合节点重要度，并根据k-means聚类分析得到城市群中城市重要度分级，为城市群综合交通运输网络的构建与完善提供参考。最后，为验证方法的合理性与适用性，以四川城市群为例进行了实例计算。结果表明，四川城市群是以成都为核心的单核城市群，其次重要城市内江与南充可以作为四川城市群的辅助核心，分担成都城市经济与交通的发展压力。同时，四川城市群存在11个一般城市与5个不重要城市，说明四川城市群仍旧在发展阶段。
  • 城市交通
    考虑出行者偏好和经验的路径选择行为研究
    杜玲丽, 胡骥, 赵怀明, 刘海旭, 蒯佳婷
    2019, 36(5): 138-144,151. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.05.019
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    出行者的路径选择行为是包括自身特性在内多种因素共同作用的结果。为分析出行者偏好对路径选择行为的影响，首先假设出行者从路网中获取的信息为不完全历史信息，建立了理解行程时间及其更新模型，然后给出了基于经验-加权吸引力（EWA）学习模型和累计强化学习模型的两种偏好动态更新规则，最后通过Dogit模型将理解行程时间和路径偏好共同纳入出行者的路径选择决策中。在此基础上，对比分析了不考虑路径偏好、路径偏好为固定值、基于EWA学习模型更新路径偏好和基于累计强化学习模型更新路径偏好4种不同偏好情况下网络交通流的演化情况。算例结果表明：相比利用Logit模型不考虑路径偏好的流量分配结果，利用Dogit模型考虑路径偏好的流量分配结果更为均衡，且在考虑偏好时，路径偏好为固定值、基于EWA学习模型更新路径偏好和基于累计强化学习模型更新路径偏好3种情况下路径的均衡流量间差异较小；偏好动态更新时，基于EWA学习模型的路径偏好动态更新规则较累计强化学习模型能更好地捕捉出行个体的路径偏好，但由累计强化学习模型得到的路网流量分配结果更为均衡；偏好为固定值时，路径的均衡流量介于EWA学习模型和累计强化学习模型两种偏好动态更新规则下路径的均衡流量之间。
  • 城市交通
    可靠性和舒适性对响应式定制公交线路设计的影响
    何民, 李沐轩, 税文兵, 钱慧敏
    2019, 36(5): 145-151. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.05.020
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    乘客出行可靠性和舒适性能够在很大程度上影响响应式公交的吸引力。建立了同时考虑响应式定制公交运营商成本最小和乘客出行可靠性、舒适性要求的公交线路设计模型。采用出行达到时间概率来描述乘客出行可靠性，采用不同车型选择来体现乘客舒适性要求。同时，通过设计小规模算例验证了模型的正确性，对于大规模算例设计了基于遗传算法的智能优化算法。算例分析结果表明：所建立的模型和设计的算法可用于响应式定制公交线路的生成，在运算效率上，遗传算法有显著优势，可用于实际规模算例的求解；同时还能看出线路可靠性和乘客舒适性受车型固定成本的影响，在时间相同的情况下，更高的固定成本，且线路上车型座位数更少，具有更高的可靠性，同时还具有更高的舒适性。反之，如果有较多的座位数，投入较低成本的车型，也必然会导致该车型不能拥有较高的可靠性和舒适性；在进行总成本计算时，遗传算法求出的总成本略高于精确算法的求解结果，且求解结果中其所有车型行驶线路的可靠性也都高于精确算法求解出的可靠性，这就说明了可靠性和舒适性对响应式定制公交线路的生成结果和运营成本有非常明显的影响，而且影响的程度是不相同的。
  • 城市交通
    基于手机应用软件测算OD数据的区域交通需求预测
    葛梦雪, 宋国华, 王芃森, 侯杰, 闫小勇
    2019, 36(5): 152-158. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2019.05.021
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    随着QQ、微信、支付宝为代表的手机应用在线上和线下各领域的推广和普及，基于位置的服务数据在获取和分析人口出行信息等方面不断体现出很好的应用前景。为探究手机应用软件测算的OD交通量在预测区域交通需求中的可行性，基于腾讯提供的OD交通量数据，以京津冀城市群为例，对城市群日均交通出行量进行了测算和分析。测算方法以传统的交通分配四阶段法为基础，通过设定交通小区划分标准、选取小区质心点、建立路段阻抗计算模型及流量转换模型，在交通规划软件中实现了京津冀城市群主要公路网交通流量的分配。为验证流量分配结果，研究选取了8条代表线路的流量分配结果与2016年实测的交通调查数据进行了比较。结果表明：观测流量与分配流量的误差率在可接受范围内波动，且两者具有很好的线性相关性，可决系数为0.95，从而验证了利用手机多源位置数据进行交通需求预测的可行性。对此类数据在大区域交通规划、出行需求预测、多方式交通组合优化、运行分析方面提出了进一步的应用建议。