公路交通科技

2021年, 第38卷, 第4期　刊出日期：2021-04-05
  

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    高速公路沥青路面半刚性基层结构剩余寿命评价方法研究
    林翔, 李强
    2021, 38(4): 1-8. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2021.04.001
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    针对高速公路沥青路面半刚性基层结构剩余寿命一直缺少定量化评价方法的问题，结合大量高速公路养护设计项目经验及数据积累，提出从结构完整性及结构强度衰减度两方面综合评价半刚性基层结构剩余寿命的方法。结构完整性给出了3种计算方法，包括利用探地雷达无损检测数据直接计算、路面病害与取芯数据结合判断及通过路表面病害特征推算；结构强度衰减度给出了4种计算方法，包括现场实测模量直接计算、弯沉盆特征参数分析、材料参数对比及结构强度指数评价。由于以上各种方法技术适用性不同，提出采用定量评价及定性分析相结合的方式，计算半刚性基层剩余寿命指数。利用对全国代表性省份高速公路大中修周期的调研结果，将高速公路大中修周期分布规律转化为路面结构寿命衰变规律，并与结构完整性及结构模量衰减度两项评价指标建立匹配关系，从而实现了对现有路面结构剩余寿命的定量化计算。将以上成果进行总结提炼，建立了一套完整的理论分析模型及分析流程，并在实际工程中进行了验证，发现评价结果与路面结构实际破坏特点较为匹配，可用于指导半刚性基层沥青路面养护设计实践。
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    多因素耦合作用下透水混凝土道面抗冻性研究
    李长辉, 石广顺, 赵方冉, 陈宇, 王洪龙
    2021, 38(4): 9-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2021.04.002
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    为达到机场水泥混凝土道面对环境及使用的特殊需求，采用透水混凝土材料作为部分机场的混凝土道面具有更强的综合优势。为研究透水混凝土道面在冻融环境及除冰液侵蚀耦合作用下的冻融破坏规律，采用控制变量法系统地开展了透水混凝土的试验研究，分别测定了在不同的孔隙率、冻融速率、除冰液浓度及温度等多种因素共同作用下透水混凝土材料的抗冻性能参数指标。结果表明：当最低温度与冻融速率相同时，多孔混凝土的抗冻性与乙二醇除冰液的浓度呈正相关趋势；当其他条件相同时，透水混凝土材料的抗冻性随温度的降低而变差，随冻结速率的增长而变差；当透水混凝土材料处于相同环境下时，其抗冻性随非连通孔隙的增大而变差。在经过100次冻融循环后，乙二醇浓度为25%的透水混凝土试件相比于乙二醇浓度为3.5%的透水混凝土试件的质量损失率减小了275.0%，相对动弹性模量提高了10.6%。对不同孔隙类型的冻胀模型进行模拟分析结果表明：上表层处的闭口孔隙中，圆形孔冻胀应力最大值位于正上方表层处，多边形孔隙冻胀应力最大值位于几何边角处。相邻闭口孔隙间会产生应力损伤带，损伤带贯穿后的区域更容易发生开裂或剥落。
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    高速弯沉仪检测技术研究进展
    徐艳玲, 唐伯明, 朱洪洲, 王俊新
    2021, 38(4): 16-27. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2021.04.003
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    高速弯沉仪检测技术是一种新型的路面工程智能无损检测技术。为了推动高速弯沉仪检测技术的发展与应用，基于国内外最新研究成果及文献，阐述了现有高速弯沉仪检测技术的理论模型及分析方法，将弯沉计算方法归纳总结为基于力学理论计算法和曲线面积积分法两大类。阐明了高速弯沉仪结果精度主要受到4个因素的影响，包括外部变量、平均值单元路段长度的选择、短期的重复性、与其他弯沉设备测量值的转换。对高速弯沉仪的数据分析及应用方面的研究成果与进展进行了详细介绍，并指出了国内高速弯沉仪检测技术存在理论及数据分析方法简单，测试结果利用率低、弯沉指标过于单一等问题与不足，对今后研究方向给出了一些建议，虽然目前高速弯沉仪检测技术在柔性路面网级路面评估中的应用研究成果已基本成型，但技术理论体系与实体工程应用方面还有待进一步的深入与推广，应结合大数据分析、地理信息技术、影像分析及信息技术等，将高速弯沉仪检测技术有效地融入到路面管理系统中，利用功能性指标与路面结构性能指标对路面进行综合评估，实现路面病害的精准定位与动态监测，对路面病害进行预警，从而为公路养护与管理提供更高效、更经济的决策依据，并开展在项目级路面评估以及刚性路面的应用研究。
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    伊犁地区公路边坡植被恢复措施与土壤因子的耦合关系
    刘涛, 程金花, 李宏钧, 朱方方
    2021, 38(4): 28-35. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2021.04.004
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    土壤是影响公路边坡植被生长的主要因子，植物组合的适宜性直接影响着公路边坡植被恢复的效果。为了探索适宜伊犁地区公路边坡的植被恢复措施，以S242线巩留至尼勒克公路边坡为例，设置不同植物组合、不同覆土厚度的植物措施进行实地试验，创新性地采用冗余分析方法分析土壤因子与植物群落多样性的相互关系，构建植被-土壤耦合模型综合评判公路边坡植物与土壤的耦合协调程度。结果表明：（1）边坡表土回填厚度是可能影响该地区公路边坡植被恢复的关键因素。（2）土壤因子共同解释了8种不同措施植物群落多样性变异信息的96.3%，土壤抗蚀性是影响植物群落多样性的主要因子之一。（3）土壤因子与植物群落多样性指标的关联度系数为0.25~0.50，以中等关联和较强关联为主，对物种丰富度指数的影响最大；土壤孔隙度和土壤抗冲性与植物群落多样性的平均关联度系数最大，表明土壤孔隙度和土壤抗冲性对植被恢复质量影响最大。（4）相同覆土厚度下，草灌混播的D植物组合措施的植被与土壤的耦合程度显著优于其他处理；相同植物组合措施下，覆土厚度为15，20 cm的两个小区进入初级协调，覆土厚度为5，10 cm的均为低级协调，增加公路边坡土壤厚度可在一定程度上加速植被与土壤的耦合。为确保该区域公路边坡植被恢复效果，建议边坡表土回填厚度应大于15 cm。
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    基于正交试验法秸秆利用生物抑尘剂的制备及优化
    米永进, 赵全胜, 杨彦军
    2021, 38(4): 36-44. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2021.04.005
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    为防治施工扬尘，同时避免环境二次污染，以单因素试验为基础，进行了黏度、表面张力、保水率、吸水倍率测定试验，从多种功能性原材料中优选出秸秆提取物羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素作为黏结剂和保水剂，Y1和J1作为活性剂和吸水剂。以溶液黏度、pH值、高温失水率、壳体抗压强度、渗透时间为考核指标，设计4因素3水平正交试验，进行抑尘剂各组分优化，制备出一种绿色环保、可降解的秸秆利用型抑尘剂，并在高速公路施工现场进行了中试试验。正交试验结果表明，4种因素的质量浓度对秸秆利用型抑尘剂性能的影响程度大小为：羟乙基纤维素影响最大，J1次之，羟丙基甲基纤维素及Y1的影响最小。当羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、J1、Y1质量浓度分别为0.35%，0.03%，0.05%，0.03%时，秸秆利用型抑尘剂黏度值为106.3 MPa·s，保水率为22.51%，pH值为7.23，抗压强度为79.02 kPa，渗透时间为4.21 min，密度为1.030 g/cm3，产品黏度适中，易于喷洒，表面张力较小，符合现行煤炭类抑尘剂产品指标要求。公路现场中试表明，施工现场按照3 L/m2喷洒量喷洒该生物抑尘剂后，4 h即可在表面形成具有邵氏硬度70 HA的外壳，能够有效阻挡雨水和风力的侵蚀作用，PM2.5和PM10的抑尘率在1 d和7 d分别为91.2%，91.4%及79.2%，77.7%，对施工扬尘有很好的抑制效果。
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    基于静力模型修正的装配式T梁桥荷载横向分布计算
    彭旺虎, 李院军, 刘嘉欣
    2021, 38(4): 45-54. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2021.04.006
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    为了准确计算装配式T梁桥发生损伤情况下的荷载横向分布状况，并准确评估桥梁损伤情况，在铰接板（梁）法的基础上，提出了一种基于模型修正理论的桥梁荷载横向分布计算方法。首先建立了一个同时考虑主梁和铰缝损伤的简化模型。以主梁刚度Kk和铰缝刚度Kq作为待修正参数，定义相应的刚度折减系数ηk和ηq，再以结构静力响应构造目标函数，并通过L-M法和G-N法相结合的方法对目标函数进行优化，得到桥梁损伤状况下的刚度折减系数。根据修正后的刚度参数，计算出考虑主梁和铰缝损伤的荷载横向分布系数。以一座在役15 a的装配式T梁桥为算例验证了所提出方法的准确性。算例以出现破损的3片主梁和2道铰缝的刚度为修正参数，以主梁计算挠度与实测挠度的残差为目标函数，通过不断修正损伤模型刚度参数来反映桥梁构件的实际服役状态。计算结果表明：此方法能够快捷地识别出结构损伤对主梁和铰缝刚度的影响程度；模型修正后的主梁挠度及荷载横向分布计算值均与实测值吻合良好，而在模型未修正前的计算值与实测值差异较大；本研究方法能够较好地适用于装配式铰接T梁桥及板桥损伤后的刚度参数识别和荷载横向分布计算，而初始未考虑损伤的计算模型已经不再适用于该类桥的荷载效应计算。
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    斜拉桥索塔分组集聚锚固体系设计探讨
    李茜, 左新黛, 文坡
    2021, 38(4): 55-62. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2021.04.007
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    斜拉桥索塔分组集聚锚固体系是一种新型的锚固体系，它将斜拉索分组锚固于塔柱间钢箱梁横隔板之间的锚固构造内，形成索塔体外锚固体系。与传统的索塔锚固方式相比，混凝土与钢横梁承压板连接部位始终处于受压状态，降低塔柱混凝土开裂的风险，并可实现塔梁同步施工，施工便捷性和经济性均有优势。国内安徽池州大桥首次成功应用此新型锚固体系。为明确分组集聚锚固体系的力学行为特性和设计方法，以池州大桥为例，首先介绍了该体系的基本设计思想，从斜拉索分组原则、钢横梁设计要点、塔梁连接构造设计几个方面进行了阐述。接着应用有限元软件Midas建立全桥仿真模型，设计了6种计算工况，对斜拉索索面布置、分组集聚形式、钢横梁设计参数进行了敏感性分析。引入塔梁刚度比，研究主塔与钢横梁的刚度匹配，明确了分组、集聚、塔梁刚度比对全桥受力的影响，并给出了设计优化建议。结果表明：分组集聚锚固体系对全桥的横向稳定性和抗扭转性能更有利，钢横梁受力较为复杂，是今后设计的重点；改变横梁长度带来的是主塔-横梁局部受力的变化，改变横梁间距带来的是斜拉桥整体受力的变化；在满足布设空间和构造要求前提下，尽可能减小钢横梁长度和增大横梁间距，以减小塔梁刚度比、提高斜拉索效率，对索塔体系受力和经济性均有利。
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    钢板-混凝土组合加固RC梁抗弯承载力计算方法
    毛德均, 余文正, 许鹏, 黄云, 徐佰顺
    2021, 38(4): 63-70. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2021.04.008
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    为研究钢板-混凝土组合加固RC梁抗弯承载力计算方法，对GB50367—2013《混凝土结构加固设计规范》、JTG/T J22—2008《公路桥梁加固设计规范》及另外2种公开文献报道中的计算方法进行比较分析发现，4种方法公式建立思路相通，但实现途径存在差异。基于平截面等假定，根据加固梁的受力破坏特性，明确了3种界限破坏状态，基于3种界限状态下的截面应变分布分析，推导了每种状态下加固钢板和受拉钢筋的应力确定方法，建立了加固梁的抗弯承载力计算公式。利用既有试验给出的20个试件资料，通过将试件抗弯承载力理论值与试验值进行对比分析，研究了4种既有方法和本研究提出方法的计算效果，为保证所用试验结果正常可靠，采用ANSYS18.0建立有限元模型对试验结果进行了计算复核。计算效果的研究结果表明，对于加固梁的抗弯承载力计算，4种既有方法均表现为结果总体偏大，本研究提出的方法虽然计算过程略显繁琐，但结果总体安全；对本研究用于计算分析的试件，《混凝土结构加固设计规范》中的系数Ψsp和《公路桥梁加固设计规范》中的加固钢板的拉应变εsp计算均没有体现出应有效能。
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    空间缆索悬索桥吊索断裂时的强健性分析
    王鹏, 唐清华, 闫海青, 周涛
    2021, 38(4): 71-75,91. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2021.04.009
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    悬索桥吊索是整个结构较为薄弱的位置，吊索突然断裂对相邻吊索存在巨大冲击，内力在短时间内迅速增大，存在破坏的风险，从而影响整个桥梁结构安全。依托空间缆索悬索桥宝塔坪特大桥，在有限元分析软件ANSYS中建立结构空间模型，采用杀死单元的方式使特定位置的吊索退出工作。考虑结构阻尼的影响，进行瞬态非线性时程分析，研究空间缆索悬索桥不同位置、不同数量吊索断裂时，相邻吊索瞬时内力响应情况以及整个结构的强健性。结果表明：单根吊索断裂时，对左右两侧相邻3根吊索的内力扰动较大，更远处的吊索在内力重分布平衡之后，其内力值变化很小；吊索断裂位置越往跨中靠拢，相邻吊索的损伤动力响应越大，结构破坏风险以及安全隐患越高；跨中同侧连续两根吊索同时断裂时，相邻吊索的瞬时损伤动力超过吊索的破断力，断索瞬间有一定概率导致相邻吊索也发生断裂，进一步可能引起邻近吊索依次连续断裂，最终导致结构破坏。因此有必要在跨中短吊杆处设置中央扣或者采用刚性短吊杆，防止跨中短吊杆疲劳破坏，达到提高结构强健性的目的，同时有必要加强跨中短吊索的疲劳检测频率。
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    矩形大断面隧道洞口CO扩散与中隔墙长度设置
    田芳, 孙颖, 付帅, 李论之
    2021, 38(4): 76-83. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2021.04.010
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    为了研究矩形大断面水下隧道洞口污染物的窜流特征，减少矩形大断面水下隧道洞口污染物窜流带来的二次污染，特以太湖水下隧道工程为依托背景，根据实际隧道断面工况条件仿真建模进行模拟计算。采用k-ε双方程紊流模型及组分传输方程组，借助流体计算软件Fluent，模拟了隧道洞口段不同进（排）风速度、不同自然风工况下的CO浓度场，分析了隧道洞口防窜中隔墙长度对CO扩散的影响。结果表明：无自然风作用时，给定进（排）风速度，二次污染率随着排（进）风速度的增大而增大（减小），随着中隔墙长度的增大而减小；当中隔墙高度为7.25 m，长度设置为25 m时，隧道双洞间的二次污染率小于10%，满足CO防窜要求；有自然风作用且自然风风向为最不利风向时，CO在隧道双洞间的窜流随着自然风速的增大而增大；当中隔墙长度设置为40 m时，隧道双洞间二次污染率小于10%，满足CO防窜要求；隧道设计最大进（排）风速7.5 m/s和自然风速2.5 m/s，中隔墙长度设置为50 m时，隧道双洞间的二次污染率接近10%。因此，推荐隧道洞口中隔墙设置长度为50 m。
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    特大断面隧道软弱钙质板岩大变形处治研究
    罗江, 陈柱, 杨建超, 王寿武, 何玉琼
    2021, 38(4): 84-91. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2021.04.011
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    以玉楚高速齐云特大断面隧道左幅K32+126~K32+210段软弱的灰色、深灰色钙质板岩大变形处治为背景，采用现场测量隧道拱顶下沉和围岩与初期支护间压力的方法，对特大断面隧道软弱的灰色、深灰色钙质板岩大变形处治技术进行探讨。结合国内外先进施工理念和施工经验，通过在已发生大变形段的初期支护外侧增设间距60 cm的I18工字钢，在左右侧拱腰部位各打设3根6 m长的ϕ42 mm×4 mm的注浆小导管，挂设间距15 cm×15 cm的双层ϕ8 mm钢筋网片，喷25 cm厚的C25混凝土进行封闭的护拱，阻止了初期支护大变形的发展；将未施工段初期支护参数中工字钢由I22b调整为I25a工字钢，开挖采用环形开挖留核心土法，适合软弱的灰色、深灰色钙质板岩隧道围岩的施工。换拱时对换拱部位打设ϕ42 mm×4 mm小导管并注浆加固，小导管单根长4.5 m，按0.5 m×0.5 m间距梅花形布置，与原有径向锚杆错孔布置，注浆压力应控制在2~3 MPa，将原设计初期支护参数中的工字钢由I22b调整为I25a，钢支撑间的连接由ϕ20 mm钢筋变成I16工字钢，工字钢环向间距100 cm，交错布置并形成"八"字形，喷射混凝土厚度由29 cm调整为31 cm，将二次衬砌支护参数中的环向主筋由直径25 mm调整为28 mm，防水混凝土由C30调整为C35，每次拆换一榀钢支撑，隧道换拱设计和施工方法适合已经产生大变形的软弱灰色、深灰色钙质板岩隧道围岩换拱。齐云隧道成功解决了特大断面隧道软弱的灰色、深灰色钙质板岩大变形的处治，为类似工程提供借鉴。
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    基于历史通行数据的假冒绿通车逃费行为预测
    刘昱岗, 郑帅, 徐旭东, 王添碧, 叶劲松
    2021, 38(4): 92-102,141. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2021.04.012
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    目前高速公路"绿色通道"政策全面实施，但检测方式相对滞后，货车司机容易受通行费减免诱惑假冒绿通车逃费，给运营管理单位造成巨大损失。为提高绿通车检查的准确率和效率，基于四川省高速公路联网收费系统采集的历史绿通车通行数据集，建立了针对假冒绿通车逃费行为的预测模型。首先利用数据挖掘技术，对通行数据集的属性按照重要度与可靠度进行区分提取，基于预处理数据分析了假冒绿通车在进出收费站时的时空特征、通行特征及其他特征。接着采用Borderline-SMOTE过采样法来平衡数据集，用ChiMerge算法来离散化连续型属性，并对离散的相关属性进行了关联项检验与共线性检验，以保证贡献程度大的属性与结果能够有效映射，提升属性与结果之间的关联程度与准确度。最后将通过关联项和共线性检验的自变量选入假冒绿通车逃费行为预测模型，并通过决策树对车辆类型分类来分辨假冒绿通车。利用历史绿通车通行数据集对比了逃费行为预测模型与其它模型的分类结果。结果表明：所提出的逃费行为预测模型准确率为83.4%，高于Logistic回归模型（61.8%）和随机森林模型（81%）。本研究模型能够有效预警假冒绿通车，在简化绿通车检查流程的基础上，降低假冒绿通车成功逃费情况的发生概率，具有实际应用意义。
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    基于电力损耗预测的共享纯电动汽车路径优化方法
    李晓娟, 刘晶鑫, 霍月英, 朱建文, 陈冰淼
    2021, 38(4): 103-111. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2021.04.013
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    随着城市交通和共享经济的快速发展，共享纯电动汽车已经在很多城市发挥重要作用。而无人共享汽车的逐步应用，也对精确导航和路径的智能优化提出更高的要求。如何基于低碳环保、低本高效的特性为用户提供更好的出行服务是共享纯电动汽车运营管理的一个重要研究问题。其中，电力损耗的准确预测是纯电动汽车的一个关键因素。电池使用年限、天气状况及空调使用等问题都会影响共享纯电动汽车预计行驶里程，进而出现提早电量不足所导致的车辆半路抛锚及电池过度放电情况，严重降低共享纯电动汽车的服务质量。基于外界环境温度、是否开放暖风及道路拥堵状况设置不同纯电动汽车运行场景，对纯电动汽车在不同场景下的电力损耗进行分析。通过平均电量损耗法循环迭代计算纯电动汽车的电力损耗，并进行剩余电量的预测。结合道路网络及共享纯电动汽车的充电桩或换车站点位置，构建共享纯电动汽车的动态路径优化模型。基于动态权值分配的Dijkstra算法进行求解，并得出用户最优路径的选择方案，使用户更准确地把握出行路线。最后结合在线地图、C#等技术进行系统开发，得到一套较为完善的适用于共享电动汽车多路径选择的动态路径诱导系统。该方法也可以针对电动无人驾驶汽车，为径路诱导等方面提供一定理论基础。
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    基于综合权重和物元可拓模型的城市道路运行状态评价
    戴学臻, 龙怡昕, 周亚男, 刘青云
    2021, 38(4): 112-120. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2021.04.014
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    为了改进传统的城市道路交通运行状态评价方法，确定合适的交通评价指标，以三角模糊数法和熵权法确定的综合权重作为评价指标权重的取值依据，并且基于物元可拓模型构建了城市道路运行状态评价方法。首先为了避免单一指标评价的片面性，在总结基础性指标和特征性指标的基础上，提出了以平均行程速度、饱和度和延误时间比3个指标作为城市道路交通运行状况评价指标；其次根据物元可拓原理，确定了经典域物元、节域物元、待评物元以及关联数，并且引入三角模糊数法和熵权法计算指标的综合权重以避免指标权重的绝对主观性和绝对客观性，然后利用物元的可拓性对综合评价指标进行分析。最后为了验证模型的有效性，以西安市南二环路东段长安中路与雁塔北路之间路段的实测数据为例，分别利用物元可拓模型和模糊评价法对该道路的运行状况进行了评价，证明了该方法的优越性。研究发现模糊综合评价法和物元可拓评价法结果的趋势基本相同，但是模糊综合评价法根据最大隶属度原则只能判断出该指标值属于某个评价区间；而基于物元可拓方法不仅能反映出与评价区间临界值的贴近程度，还能反映各指标与各等级之间的联系程度、以及将指标之间的不相容问题转换成相容问题。
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    基于行程时间累积分布曲线的微观交通仿真模型参数标定
    高亚聪, 周晨静, 荣建
    2021, 38(4): 121-130. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2021.04.015
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    仿真模型参数标定是微观交通仿真技术科学应用的前提，以单个集计点作为校核目标制约了参数标定结果的可移植性。将校核对象拓展为多点组成的曲线，提出以行程时间累积分布曲线作为校核对象的模型参数标定思路，并结合动态时间规整算法（DTW算法）重新设计校核目标函数，提出基于Kolmogorov-Smirnov检验（K-S检验）、信息熵的标定结果有效性判定方法，优化微观仿真模型参数标定流程。然后以信号交叉口为仿真场景，应用遗传算法分别开展模型参数单个集计点校核标定和多点曲线校核标定的试验对比研究。结果表明：（1）与单个集计点标定方法相比，曲线标定方法输出的行程时间累积分布曲线与实测曲线相似度和K-S检验结果均更好，说明多点曲线标定方法标定结果精度更高；（2）仅用均值点去标定模型参数，模拟输出的行程时间累积曲线会存在多种分布，并不能刻画车辆通过交叉口的运行特征，均值标定方法多为一种组合优化问题，只考虑了模拟仿真结果与实测值的误差，并没有考虑实际车辆运行特性，因此并不能说明标定结果的有效性；（3）曲线标定方法比均值标定方法的标定参数集分布更集中，更符合实际驾驶行为特性，由此论证了曲线标定方法的有效性，同时选取试验外新交叉口验证了曲线标定方法得到参数标定结果的可移植性。
  • 智能交通
    基于双边理论的顺风车稳定匹配优化
    马瑞民, 姚立飞
    2021, 38(4): 131-141. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2021.04.016
    摘要 ( ) PDF全文 ( ) HTML   可视化   收藏
    智能手机、移动平台和在线支付系统的广泛使用为顺风车出行提供了新的机会，顺风车是一种持续的交通方式，可以充分利用交通系统中现有私家车辆的空闲承载能力。该文引入稳定性的概念来建立一个顺风车稳定匹配模型，并提出一种启发式算法来找到稳定或近似稳定的匹配方案，并进行数值模拟来证明所提出算法的计算效率，探索该方法在一定规模下的顺风车匹配的实际适用性。结果表明：（1）随着参与者数量的增加，匹配率Suc、总距离节省比率Sav和参与者个人出行距离节省比率Sipr都不断上升，且有两个交通聚集中心时，Suc，Sav和Sipr都比没有交通中心时高，而司机绕路比率Dt不断下降；（2）随着参与者时间机会成本系数的增加，匹配率Suc、总距离节省比率Sav和司机绕路比率Dt不断下降；（3）随着参与者弹性时间的增加，匹配率Suc、总距离节省比率Sav和参与者个人出行距离节省比率Sipr都上升，司机绕路比率Dt下降；（4）通过比较系统最优化模型，考虑参与者成本的系统优化模型和稳定匹配优化模型求解时间，发现所提出的偏好列表精简算法能够有效地降低求解稳定匹配解的时间。
    • 交通安全
  • 交通安全
    基于眼动特征的路侧广告牌对驾驶员注意力影响研究
    单晓霖, 焦朋朋
    2021, 38(4): 142-148. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2021.04.017
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    为了研究不同布设方式的高速公路路侧广告牌对驾驶员的注意力影响，基于Uc/win-ROAD道路仿真软件构建高速公路模拟驾驶场景，利用FORUM8模拟驾驶仪与SMI眼动仪对不同驾驶经验的测试者进行了高速公路模拟驾驶试验。采集模拟驾驶者的眼动指标与各项其他驾驶数据，结合测试者在测试中的发现障碍物的时间和距离及规避障碍成功率等指标，采用分层有序离散选择模型方法，对各模拟驾驶者在不同场景下的专注程度进行了量化比较。另外统计测试者的瞳孔疲劳系数和累计眨眼时间，进一步对其驾驶过程中的注意力的集中程度进行对比，最后基于离差信息准则对模型的精度进行评估。试验结果表明，路侧广告牌的布设密度为影响驾驶员注意力的主要因素，而距路侧距离的影响因素较为次要；驾驶经验较少的测试者与驾龄长的测试者相比受到广告牌的影响程度更大。在满足广告牌商业需求的前提下，构建一个更为合理的广告牌布设方案，进一步减少路侧广告牌对驾驶员注意力的影响，从而建立更加安全的高速公路行驶环境。
  • 交通安全
    基于数据驱动的波形护栏监测数据故障诊断方法研究
    韩子东, 崔鹏飞, 张凯
    2021, 38(4): 149-158. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2021.04.018
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    为了研究波形护栏撞击事件的监测算法，实现能够从过程数据中消除环境噪声，区分正常震动干扰数据和撞击数据，同时能准确定位故障发生的位置，采用了基于数据驱动的故障诊断方法，该方法将监测数据视为"过程数据"，将撞击类数据视为一种"数据故障"，将环境干扰数据视为"噪声数据"，将大型货车经过时产生的正常幅度的震动数据视为"干扰数据"。采用对比试验的方式来挑选适合护栏监测的数据驱动方法，再经过对该方法中各环节的优化和组合，提出了一种基于多尺度费舍尔判别分析的数据故障诊断模型。分析了基于数据驱动方法和基于传统利用经验阈值的方法的不同，以及基于数据驱动在监测波形护栏撞击事件的优点。分析了上述噪声数据的特点，优化了前期研究中的小波阈值除噪算法。分析了上述其他3类数据的特点，选择数据驱动中PCA，PLS，FDA这3类可能适合波形护栏撞击监测的算法，并分析了各类算法的工作原理。对比试验结果表明：基于数据驱动方法的护栏碰撞监测方法比基于阈值的监测方法准确率更高，误报率更低；经过优化后的小波阈值除噪算法能明显降低环境噪声对数据质量的影响；FDA相比较PCA和PLS更适合护栏撞击的数据故障诊断；与优化的小波阈值除噪算法组合后构成的MSFDA模型相比较，FDA模型抗噪能力更强，准确度更高。