2023年, 第40卷, 第4期　刊出日期：2023-04-05

  

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  基于改进K-means算法的沥青路面裂缝分割方法

  杭伯安

  2023, 40(4): 1-8. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.001

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  沥青路面各类裂缝是影响沥青路面结构寿命的主要原因。针对现阶段沥青路面裂缝分割算法存在精确度低、分割结果与原图像不匹配等问题,提出一种基于改进K-means算法的沥青路面裂缝分割算法。首先对路面巡检车所获取到的沥青路面裂缝图像进行小波去噪处理,提出一种随小波分解层数变化的自适应阈值计算方法,并确定相应的小波阈值函数表达式。然后采用果蝇算法优化的K-means算法对去噪后的沥青路面裂缝图像进行分割。最后采用数学形态学对分割后图像中存在的细小噪点进行清除,并采用区域生长算子对断裂处裂缝进行连接。结果表明:改进小波阈值去噪算法整体表现较好,在峰值信噪比、信息熵与对比度3个评价参数上均存在一定的优势,去噪效果优于暗通道先验算法与CLAHE算法;改进的K-means算法有收敛速度更快,味道判定值更小的优势,对一幅图像的平均计算时间为1.15 s;对算法准确率进行相应的分析可知,新算法的准确率-召回率指标较高,准确率可达85.69,召回率R达到86.93,且综合评价系数为86.31,超过改进Sobel算子、最大熵分割算法与Otsu算法。综上所述,提出的裂缝分割算法具有图像去噪效果较好、裂缝分割精度较高且运行时间短的优势。
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  玄武岩纤维表面改性处理对沥青胶浆性能的影响

  杨永明, 赵品学, 张钘, 韩锐, 司伟

  2023, 40(4): 9-15,25. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.002

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  为了研究不同纤维表面改性处理方法对玄武岩纤维沥青胶浆性能的影响,选择经辐照处理、硅烷偶联剂KH550表面改性处理以及辐照+硅烷偶联剂复合改性处理后的玄武岩纤维, 制备了玄武岩纤维沥青胶浆。通过析漏试验,锥入度、软化点、低温延度等常规物理性能试验,以及DSR和BBR高低温流变试验, 分析了不同改性处理方法对玄武岩纤维沥青胶浆性能的影响。结果表明:经过处理后的玄武岩纤维表面更加粗糙,表面活性增强,纤维表面更易形成结构沥青从而起到增强材料结构稳定性的作用, 其中经过辐照和硅烷偶联剂KH550复合处理后的玄武岩纤维与沥青的结合效果最好,吸持沥青的能力最强;不同处理方式对玄武岩纤维沥青胶浆基本物理性能的影响程度不同,表面处理方式对玄武岩纤维沥青胶浆的延度影响不显著,而对高温性能的改善较为显著; 表面处理后的纤维可提升原玄武岩纤维沥青胶浆高温稳定性,单一处理方式对高温性能的提升要优于复合处理方式;在低温性能方面,相比延度试验,BBR试验能够有效表征玄武岩纤维沥青胶浆的低温抗裂性能,处理后的玄武岩纤维能够在一定程度上改善沥青胶浆低温抗裂性能。综合考虑高低温性能,经过辐照和硅烷偶联剂KH550复合处理后的玄武岩纤维更适合应用于道路工程中。
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  花岗岩-钢渣沥青混合料抗滑衰变特性研究

  刘炳华, 闫新勇, 丁润铎, 李凌云, 盛燕萍

  2023, 40(4): 16-25. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.003

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  以花岗岩粗集料和钢渣细集料按体积比进行混掺来制备沥青混合料(GSAM),级配类型选择AC-13和SMA-13,并将其与对应的石灰岩沥青混合料(LAM)的路用性能及抗滑性能进行对比分析。利用三轮磨耗仪模拟沥青路面的抗滑性能衰减过程,并使用动态摩擦系数测试仪以及激光纹理扫描仪对磨耗过程中混合料表面的抗滑数据进行采集,探究了混合料在不同集料种类以及级配类型下摆值(BPN₂₀)、动态摩擦系数(DF₈₀)、平均断面深度(MPD)等抗滑性能指标的衰减规律。结果表明:两种级配的GSAM高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性等基本路用性能均满足规范要求,且在整体性能上优于对应的LAM。GSAM和LAM在磨耗作用下的抗滑性能呈现出的衰减趋势基本一致,基本上分为衰减速率较快且衰减率较高的衰减期以及衰减速率较慢的稳定期,且GSAM具有较强的抗滑性能,在相同的级配条件下,LAM具有较大的衰减速率,GSAM的抗滑指标衰减终值较大;沥青混合料在磨耗过程中测得的MPD,BPN₂₀与DF₈₀具有良好的相关性,可以利用MPD推算各沥青混合料在磨耗过程中的BPN₂₀和DF₈₀;沥青混合料抗滑耐久性可以采用经验模型中的对数模型进行回归分析,3个指标中MPD对抗滑性能衰减规律的拟合效果较好,可以较好地反映沥青混合料路面构造深度与磨耗次数间的关系。
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  基于反馈控制原理的沥青路面施工温度调控模型

  司伟, 茆纬杰, 石岩, 次旦多杰, 杨天军

  2023, 40(4): 26-37. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.004

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  沥青混合料施工过程温度控制是影响施工质量的重要因素。针对沥青混合料施工温度散失问题,提出了采用主动控制方法对施工工艺进行调整和控制,确保其达到设定施工温度以提高施工质量。首先,在数据预处理的基础上对沥青路面施工工艺数字化分析,并基于随机森林算法进行了重要性评估,筛选了影响施工温度的重要施工工艺和气象参数,通过多层感知机建立了施工温度预测模型;然后,基于反馈控制理论,分析了PID控制器的控制原理,联合施工温度预测模型,构建了全过程和多阶段温度反馈控制模型;再次,采用遗传算法对该反馈控制模型进行了优化,使该模型具有自适应性;最后,对模型反馈控制结果进行了鲁棒性分析,使其能够有效调节施工工艺参数,达到精准控制沥青混合料施工温度的目的。结果表明:全过程反馈控制模型可以对所有参数进行反馈控制,多阶段反馈控制模型可以保持已确定的参数,对其他参数进行反馈控制;基于遗传算法建立的GA-PID反馈控制模型具有自适应整定超参数的性能,GA-PID反馈控制得到的施工工艺参数均分布在实际工艺参数的有效范围内,与实际施工工艺参数保持良好的一致性;对于不同预测模型和不同调控温度,GA-PID控制系统均具有良好的鲁棒性。
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  TiO₂/ZnO-BF复合改性沥青及混合料性能研究

  曹学禹, 李文凯, 邵景干, 王兆仑, 王俊超

  2023, 40(4): 38-45,52. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.005

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  为了缓解沥青路面在运营阶段出现高温车辙、低温开裂、水损害及疲劳破坏等早期病害及延长其使用寿命,引入纳米材料(TiO₂/ZnO)、玄武岩纤维(BF)作为改性剂对沥青及混合料进行复合改性并制备密级配TiO₂/ZnO-BF复合改性AC-13C沥青混合料。在沥青、TiO₂/ZnO、玄武岩纤维等原材料性能研究的基础上,制备复合改性沥青,通过软化点、延度、旋转黏度、薄膜烘箱、温度敏感性分析等试验评价不同掺量TiO₂/ZnO及6%玄武岩纤维对沥青性能的影响。通过配合比设计,确定TiO₂/ZnO、玄武岩纤维不同掺配组合下混合料的最佳油石比。通过对沥青混合料进行高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性及疲劳性能等相关室内试验评价复合改性沥青混合料路用性能。结果表明:随着TiO₂/ZnO掺量的增加,软化点、旋转黏度及老化后的针入度比试验结果逐渐增大,针入度、延度、温度敏感性、老化后软化点增量及质量损失试验结果逐渐降低,掺有4%TiO₂/ZnO+6%BF的复合改性沥青整体性能较基质沥青最优,TiO₂/ZnO推荐掺量为4%;6%玄武岩纤维及4%TiO₂/ZnO的掺入能够改善混合料的高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损害及疲劳性能;其中仅掺4% TiO₂/ZnO沥青混合料的高温及水稳定性优于仅掺6%玄武岩纤维沥青混合料。
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  负载TiO₂光催化剂对大孔隙沥青路面性能的影响

  周君林, 张云霞, 彩雷洲, 曹帆, 邹杰

  2023, 40(4): 46-52. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.006

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  为解决汽车尾气排放的氮氧化物对环境造成巨大污染,以大孔隙沥青混合料为载体,研究了负载TiO₂光催化剂对汽车尾气的降解效果。TiO₂光催化剂具有一定的耐光腐蚀性和催化活性,将其以不同掺量(0,30%,50%,70%,100%)代替矿粉掺加到大孔隙沥青混合料中制备试件,测定了大孔隙沥青大孔隙沥青路面试件在不同空隙率,TiO₂光催化剂的用量,反应时长条件下的累积降解率, 并分析了其变化规律及混合料路用性能的变化情况。结果表明:当大孔隙沥青混合料的空隙率越大时,加入TiO₂光催化剂的效果越好,对汽车尾气的降解能力越强;从降解汽车尾气效率分析,最佳掺量范围为50%~70%,该范围内,CH,NO,CO的每10 min降解效率最高达0.039 75%, 0.083 93%, 0.032 73%; 从反应时长分析,掺入TiO₂光催化剂后,累计降解效率随反应时间的增加而增加,到50 min后增长速率会放缓,添加TiO₂光催化剂可有效降解汽车尾气;尤其对于TiO₂光催化剂等量替换矿粉,并不会影响大孔隙沥青混合料水稳定性、高温稳定性,反而随着掺量的增加对大孔隙沥青混合料的抗飞散能力有所提高,低温性能却有一定程度的下降,所以负载TiO₂光催化剂的掺量可根据实际需求综合考量。
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  钢纤维和聚合物对混凝土断裂特征的影响及机理分析

  郭广磊, 孙世强, 李颖, 郑艺伟, 梅迎军

  2023, 40(4): 53-60. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.007

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  为了改善混凝土微观结构特征与断裂韧性采取在混凝土中复掺钢纤维和聚合物乳液, 通过三点弯曲断裂试验得到了普通混凝土、钢纤维混凝土、聚合物乳液改性混凝土及钢纤维聚合物混凝土荷载-变形曲线及相应裂纹张开宽度,计算得到了断裂能、临界应力强度因子和裂纹尖端张开位移等断裂特征参数。通过氮吸附试验和压汞试验,得到了混凝土总孔隙体积、总比表面积、中值孔径及平均孔径等微观孔结构特征参数,分析了钢纤维和聚合物乳液对混凝土增强增韧的机理。结果表明:掺入钢纤维后,混凝土压折比从8下降到5.29~6.21,临界荷载及变形分别增加了48.9%~112.3%和10.7%~136.1%,断裂能、临界应力强度因子和裂纹尖端张开位移分别增加了595.4%~1 936.4%,96.8%~177.7%,158.3%~233.3%, 总孔隙体积、总比表面积和中值孔径分别降低了2.2%~45.9%,8.0%~75.2%,6.7%~43.7%;与钢纤维混凝土相比,复掺聚合物乳液后,混凝土压折比降低到4.85,且聚合物乳液掺量越大,压折比越小,三点弯曲断裂临界荷载及对应的变形增加幅度不明显,断裂能、临界应力强度因子和裂纹尖端张开位移分别增加了24.4%~61.0%,7.9%~54.0%,27.8%~144.4%,混凝土总孔隙体积和总比表面积分别减小了28.1%~43.7%和42.5%~67.7%,复掺聚合物乳液能有效提高钢纤维混凝土断裂性能;混凝土三点弯曲荷载-变形曲线更饱满,下降段更加平缓,且复掺效果优于单掺。
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  基于贯入强度的水基聚合物稳定碎石材料组成设计

  罗升, 张新天, 王清晏, 王志刚

  2023, 40(4): 61-67. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.008

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  为了在实际工程中规范应用水基聚合物稳定碎石材料,建立了符合其柔性基层材料特性的组成设计方法,即确定水基聚合物稳定碎石材料的设计级配、养生条件以及最佳聚合物掺量。首先根据水基聚合物稳定碎石材料强度特性,从现有道路规范中选取符合要求的级配,由击实试验结果筛选出设计级配。再通过CBR试验确定水基聚合物稳定碎石材料的养生条件与养生目标含水率。最后采用单轴贯入强度试验确定了水基聚合物最佳掺量。试验结果表明:设计级配为水泥稳定碎石级配(C-B-1),其最大干密度2.27 g/cm³,最佳含水率为4.4%;试验养生温度为60 ℃,养生时间为2 d,养生目标含水率为1.4%,当含水率低于目标值时材料CBR值达到250%以上,满足相关规范要求;水基聚合物最佳掺量为0.5%时,材料的单轴贯入强度为0.91 MPa,超过普通沥青混合料单轴贯入强度的一般值(0.7 MPa),水基聚合物的单位掺量变化率达到峰值,对每吨碎石材料强度提升的性价比达到0.002 64 MPa/元,在满足路用性能的同时材料工程性价比也为最佳;基于贯入强度的水基聚合物稳定碎石材料组成设计方法相较于传统CBR值设计方法更具有时效性,且单轴贯入强度能直观反映水基聚合物稳定碎石基层在荷载作用下材料的承载能力,更符合水基聚合物稳定碎石基层柔性材料特性。
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  重复荷载作用下碎石粒料弹塑性变形显著非线性阶段的量化表征

  李宁, 马骉, 王杰

  2023, 40(4): 68-77,87. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.009

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  为了确定重复荷载作用下碎石粒料弹塑性变形的显著非线性表征阶段,采用精密非黏结材料分析仪(PUMA)进行了100 000次重复荷载试验,分析了3种碎石粒料在4种荷载强度下的弹性应变、塑性应变及塑性应变率,借助3种安定准则探讨了不同荷载强度下3种碎石粒料的安定状态,对重复荷载作用下碎石粒料的弹性应变与塑性应变近似线性阶段进行了参数分析,确定了重复荷载作用下碎石粒料弹塑性变形的显著非线性表征阶段。结果表明:当采用Werkmeister安定准则判定时,碎石粒料变形处于Range B安定区间,而采用Chen 等和Xiao等提出的安定准则进行判定时,碎石粒料变形处于Range A安定区间,采用Xiao提出的安定准则进行判定时,第1阶段和第2阶段变形的分界点变化规律不明显,且不存在明显的第3阶段;弹性应变和塑性应变线性阶段拟合的斜率参数随起始点位置变化显著,且存在趋稳态势,而截距参数随起始点位置变化不明显;起始点为20 000次的线性拟合参数与起始点为30 000次、40 000次的线性拟合参数相近,且20 000次荷载的弹塑性应变占100 000次弹塑性应变的93%以上,确定采用前20 000次荷载作为碎石粒料显著非线性变形的表征阶段,有利于提高碎石粒料变形行为研究的高效性和经济性。
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  宁夏不同地区道路冻害典型特征及形成机制对比分析

  严宏伟, 文良东

  2023, 40(4): 78-87. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.010

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  为了研究宁夏不同地区道路因受气候、环境及周期性冻融循环等因素对路基路面的影响,整合了宁夏不同地区季节冻土区冻融特征,并对宁夏不同地区道路的冻害、道路状况的影响及成因进行了分析。通过文献查阅及实地调研的方法,依据相关道路资料,对宁夏开展了全线道路病害研究。选取宁夏地区北部、中部及南部部分市区内道路、部分国道及省道典型路段,归纳总结了宁夏地区公路路面病害的特征。依据《公路技术状况评定标准》(JTG5210—2018)利用PQI指数对所选道路技术状况进行了评价,对产生宁夏道路冻害的成因及形成机制进行了剖析。结果表明:宁夏季冻区气温、降水等相关因素时空变化特征具有很强的地域性;宁夏不同地区病害存在差异,但以裂缝病害为主,道路都表现出不同形态裂缝;宁夏不同地区道路的路面总体性能以优良为主,北部、中部使用性能稍优于南部;宁夏不同地区公路病害主要是由冻害引起,温度场变化、循环冻融作用及交通荷载等因素相互影响,导致公路冻害的发生。本结果将为宁夏全域季节冻土区工程实践中的道路建设、合理设计与运营提供借鉴和参考,对季节冻土区道路病害的预防具有重要意义。
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  石灰改良黄土膨胀特性及其影响因素试验研究

  阮立龙

  2023, 40(4): 88-93，102. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.011

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  为分析石灰改良黄土的遇水膨胀特性和影响因素,在室内配制不同掺比的灰土填筑一维土柱模型,研究浸水条件下石灰改良黄土的膨胀变形规律,分析压实度、初始含水率和灰土比等因素对石灰改良黄土膨胀特性的影响。试验结果表明:各因素影响下,灰土的累积膨胀变形曲线均可分为初期微量沉降阶段、快速膨胀阶段、慢速膨胀阶段、 趋于稳定阶段;压实度和初始含水率对石灰改良黄土的膨胀变形有较大影响,灰土的累积膨胀量与压实度正相关,与初始含水率负相关,且初始含水率对灰土膨胀的影响比压实度更明显; 在最优含水率附近夯填时,2：8和3：7灰土的膨胀率较小, 压实度从0.87增大为0.97时,2：8和3：7灰土的膨胀变形分别增大了5.1倍和1.8倍;灰土的累积膨胀变形随石灰掺量的增大呈现出先增大后减小的4阶段变化规律,且快速膨胀阶段和慢速膨胀阶段土体的膨胀变形分别约占累积膨胀量的90%和10%; 当石灰掺量较大时,将有大量的Ca(OH)₂晶体吸附在土粒周围,增大灰土孔隙率,而灰土的部分膨胀变形将填充这些孔隙,导致3：7灰土的膨胀量小于2：8灰土。
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  道路工程

  干湿循环条件下红层泥岩崩解特性及规律研究

  尹红亮, 文良东, 吴国庆, 靖振帅

  2023, 40(4): 94-102. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.012

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  红层泥岩工程性质不良,常因降水-暴晒作用导致局部泥岩崩解软化而出现路基沉陷、路面开裂等问题。考虑环境因素影响作用,探究了干湿循环作用下红层泥岩的裂纹扩展规律及崩解特征,并对样品吸水量和核磁共振T₂谱进行了测量,讨论了干湿循环作用下红层泥岩的崩解开裂机制。结果表明:在样品浸泡吸水阶段, 裂隙主要产生于沿层理方向产生,裂缝的长度和宽度在5~6 h后随吸水时间增加而增大;垂直样品层理方向的裂隙集中产生于脱水初期0.5 h,当毛细孔水散失后,矿物失水收缩并随着脱水的持续裂隙逐渐闭合;第6次干湿循环后,崩解物颗粒从以粒径>10 mm的大颗粒为主逐渐过渡到以粒径<10 mm的小颗粒为主,并且崩解物越来越接近方形而非细长的颗粒;泥质粉砂岩内部水分存在重分布现象,泥岩样品内部所含的水主要为矿物结合水,为泥岩内大量膨胀矿物吸水提供了水的来源;泥质岩干湿循环作用下的崩解劣化过程为:泥岩原生缺陷存在→水分渗入原生缺陷→表面裂缝产生→水岩作用面积增强→裂缝扩展贯通→干湿循环作用→泥岩继续崩解至块状、颗粒状→最终崩解结束。研究可为将泥质粉砂岩作为路基填料的工程应用提供参考,工程应用价值显著。
桥梁工程
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  基于水箱配重的上承式拱桥非对称转体施工控制研究

  王新泽

  2023, 40(4): 103-111. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.013

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  非对称转体施工中,水箱配重常作为实际配重不足时增加的临时配重,但会产生晃动并影响转体施工控制精度。为探究水箱配重及风荷载对大跨径钢管混凝土拱桥非对称转体施工稳定性的影响,给出合理的施工控制措施,以提高拱桥非对称转体施工的安全性和精确度,以西溪河大桥为工程背景,利用理论研究建立了数值模型。根据桥梁中轴线所在竖直面分为面内和面外稳定性,将非对称转体施工过程分为匀速转动过程与变速启停过程。分析了拱桥转体系统匀速转动过程中水箱配重位置与质量变化对拱桥稳定性的影响,以及转体系统启停过程中风荷载大小对拱桥稳定性的影响。结果表明:水箱配重中的液体晃动会降低转体系统转动时的稳定性,但影响较小,当转体施工的转速确定时,可以忽略水箱配重中液体晃动对转体系统稳定性的影响;水箱配重具有易控制质量、可重复利用的特点,相较于固体配重,水箱配重具有易控制、成本低的明显优势;转体系统转速保持不变时,水箱配重处于静止状态,其重心距离转动中心越远,则面内稳定性越低;风荷载会使转体系统施工时的面外稳定性非线性地降低,为保证转体系统施工过程的安全性,风速小于5 m/s时则转动加速度不应大于0.60(°)/s²,风速处于5~10 m/s时则转动加速度不应大于0.59(°)/s²。
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  非对称大跨悬索桥黏滞阻尼器参数优化研究

  范龙文, 惠迎新, 吕佳乐

  2023, 40(4): 112-120,186. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.014

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  为优化黏滞阻尼器对非对称大跨悬索桥的减震效果,以广东西江特大桥(跨径为(300+738) m的双塔双跨非对称悬索桥)为研究背景, 基于SAP2000 Nonlinear建立了全桥三维分析有限元模型,采用非线性动力时程分析法,研究了黏滞阻尼器不同参数取值对非对称悬索桥不同侧结构关键部位地震响应的影响规律。在此基础上,以降低非对称悬索桥不同侧结构地震响应差异和均衡全桥受力为目标,基于响应面原理,拟合了黏滞阻尼器参数与不同侧结构地震响应关系模型,结合F检验法与决定系数R²评定了其拟合效果。最后,采用粒子群优化算法对目标函数进行了参数优化得到黏滞阻尼器最佳参数。结果表明:黏滞阻尼器不同参数组合下非对称悬索桥不同侧关键部位地震响应和减震效果存在一定差异,其中质量较大侧构件的地震响应更明显,而质量较小侧构件的减震效果更好;基于响应面法拟合的黏滞阻尼器参数与结构地震响应的关系模型,其拟合精度高,可预测性好;经优化后,目标函数适应度显著减小,不同侧结构地震响应差异有效降低,内力响应优化幅度较位移响应更加明显,其优化比率皆在10%以上;采用响应面及粒子群优化算法对非对称大跨悬索桥黏滞阻尼器进行参数优化,可改善全桥受力,提高阻尼器减震效果,对同类悬索桥抗震分析和减震设计具有重要参考意义。
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  基于行车振动的桥梁加固用混凝土体积变形性能研究

  黄维蓉, 胡邦胜, 肖成明, 刘振华

  2023, 40(4): 121-127. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.015

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  为了研究行车振动作用下桥梁加固维修过程所用的混杂纤维混凝土体积变形问题,设计了一个包含4因素和3水平的正交设计振动模拟试验,模拟了不同振动频率、振动幅度、起振时间和振动时长对混凝土体积变形性能的影响。通过测试不同振动条件下的干燥收缩与温度收缩系数反映了混凝土的体积变形性能。结果表明:在振动作用下,混凝土的干缩率增加,温缩系数降低;混凝土干燥收缩影响最大的因素为起振时间,其次是振动幅度与振动时长,振动频率对干燥收缩率影响相对较小,在较低振动频率与振动幅度、较早的起振时间与较长的振动时长下,混凝土28 d的干燥收缩率较大;值得注意的是,在混凝土成型后的前28 d内,试件的收缩率增长较快,而在28 d后收缩率变化较小;温度从50 ℃降到-30 ℃的过程中,温缩系数在50~20 ℃范围内减小,然后在20~0 ℃这个范围内增加,之后在0~-10 ℃范围内再次减小,最后又在-10~-30 ℃的范围内再次增大,且混凝土温缩系数受起振时间与振动时长的影响更大,而受振动频率与振动幅度的影响相对较小。因此,在现场桥梁维修加固时应避免早时间、高频率、长时间的振动组合的发生,建议在混凝土初凝和终凝时间段内采取控制交通的手段,以减小对混凝土体积变形性能的影响。
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  桥梁工程

  大跨径钢管混凝土拱桥拱肋钢管制造线形的修正方法研究

  欧阳汕, 孙镇国, 魏海龙

  2023, 40(4): 128-135. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.016

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  为了确定大跨径钢管混凝土拱桥拱肋钢管制造线形修正方法,以跨径为507 m的合江长江公路大桥为研究对象,开展了钢管混凝土拱桥拱肋钢管制造线形预拱度设置方法的研究。给出了钢管混凝土拱桥拱肋合理组成部分及各部分钢管预拱度的计算方法,提出了完全分配法的预拱度设置方法。对比了三角形分配法、坐标分配法、二次抛物线分配法、影响线分配法和完全分配法得出的拱肋钢管预拱度制造线形。利用有限元分析软件MIDAS/Civil建立了合江长江大桥的有限元模型,研究了常用的预拱度分配方法和完全分配法对成桥受力状态的影响。引入弯曲应变能作为拱肋无应力线形的评价指标,对比了完全叠加法(竖向)、完全叠加法(三向)、二次抛物线分配方法、无预拱度4种线形下的弯曲应变能。结果表明:各种预拱度分配方法获得的拱肋钢管预拱度制造线形曲线存在较大偏差;对于大跨径钢管混凝土拱桥来说,不同预拱度分配方法对结构应力的影响较小;三向变形的完全叠加法弯曲应变能是最小的。综合内力状态和弯曲应变能来看,对于大跨径钢管混凝土拱桥拱肋钢管制造线形的修正而言,常规的预拱度设置方法已不能够满足大跨径拱桥的受力要求,建议按照完全分配法进行修正。
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  公路隧道排水系统灰岩裂隙水结晶过程及机理分析

  李昕, 陈旭, 张士兵, 汪志良, 王旭东

  2023, 40(4): 136-142. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.017

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  针对隧道排水系统易结晶堵塞问题,通过实地调研、样品检测、理论分析等方法对灰岩区隧道排水系统结晶堵塞问题进行了系统研究。首先,对隧道排水管不同位置的结晶体进行取样作对比,分析了晶体的颜色及含水率,并基于XRD和SEM分析,研究了晶体的物相组成及表面微观形貌。其次,分别对隧道掌子面、初期支护、纵向排水管不同位置的水进行取样,检测了其pH值、温度、离子成分及浓度,并进行了对比分析。结果表明: 隧道排水系统结晶体形态颜色各异,大部分含水率在50%以上,其主要成分为CaCO₃;不同位置的围岩裂隙水水质差异大,隧道掌子面渗出水中HCO₃^-浓度较高;经过初支混凝土的水中Ca²⁺浓度、OH^-浓度及pH值普遍较高;纵向排水管口出水水质分为2类,一类pH值较低,另一类pH值较高,pH值较高的水质更容易产生结晶; 盐离子、SO₄^2-等含量与喷射混凝土和岩溶水相互作用的强弱程度有关; 裂隙水结晶形成过程主要包括碳酸盐岩的溶解、喷射混凝土与裂隙水的反应及裂隙水在排水管中的结晶堵塞3个阶段, 结晶的原因主要是高pH水易吸收CO₂,生成的碳酸根离子与裂隙水中的钙离子结合生成碳酸钙晶体; 裂隙水的流动机制会使围岩碎片、泥沙等进入到排水管内,这也是排水系统结晶堵塞严重的原因之一。
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  早龄期盾构同步注浆的强度特性及来源研究

  王睿, 姜官礼, 刘毅, 郭浩

  2023, 40(4): 143-150. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.018

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  早龄期阶段的盾构同步注浆的强度对盾构隧道的结构稳定性、管片受力及地表沉降有重要影响。为了明确早龄期阶段的盾构同步注浆强度的发展规律及产生机理,针对实际工程中常用的惰性浆和硬性浆2类浆液进行了三轴CU试验,测定了早龄期浆体的强度及发展变化规律。利用离心机试验,测定了浆液中不同形态水的含量变化,从而对水化产物进行量化,进而对浆液的强度来源进行了分析。结果表明:随着龄期的增长,硬性浆在剪切过程中的破坏由柔性破坏发展为脆性破坏,而惰性浆均表现为柔性破坏;硬性浆的固结不排水强度、有效黏聚力随龄期的增加显著增长,有效内摩擦角增大,而惰性浆变化不大;不同形态的水对浆体的固结不排水强度的发展有不同的影响,当结合水量小于100 kg/m³时,其对浆体固结不排水强度的增长贡献较小,当大于该含量时,将促进强度增长,矿物水量则一直对固结不排水强度增长有贡献;结合水量小于124 kg/m³,且矿物水小于10 kg/m³时,浆体有效黏聚力主要受结合水含量的影响,当2种形态的水含量分别大于上述2值时,浆体有效黏聚力除受结合水量影响外,矿物水量也起到强化作用;早龄期惰性浆的强度主要来源于颗粒之间的接触和摩擦作用,硬性浆的强度则主要来源于水泥水化产物对浆体颗粒间孔隙的填充和胶接作用的加强。
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  黄土隧道仰拱填充层致裂原因及处治措施研究

  杨川福, 陈铖

  2023, 40(4): 151-159. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.019

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  为了避免仰拱填充层裂缝对隧道寿命及行车安全产生的不良影响,依托位于甘肃省的某隧道,通过现场调查、数值模拟及现场监测方式,分析了4种不同浸水工况下仰拱填充层变形及开裂规律,探究了隧道仰拱填充层致裂原因,给出了仰拱填充层裂缝的处治措施。结果表明:隧道仰拱部位浸水导致仰拱填充层开裂,开裂位置大致位于浸水区域与未浸水区域的分界上, 裂缝沿着隧道开挖方向平行于隧道中线分布, 随着横向浸水区域的增大,仰拱填充层裂缝逐渐出现由表面向仰拱底部扩展的趋势;随着隧道横向浸水区域的增加,浸水区域土体强度降低,导致仰拱填充层出现较大沉降,未浸水区域土体强度较高,对隧道仰拱结构有一定支撑作用,使得隧道两侧仰拱填充层出现差异性沉降,在仰拱填充层顶部产生一定的负弯矩, 在负弯矩的作用下,仰拱填充层表面出现了较大拉应力,当拉应力大于混凝土极限抗拉强度后,材料发生破坏,导致仰拱填充层表面开裂;当横向软化区域为12 m时,仰拱填充层竖向位移数值计算结果与现场监测数据最大值差约10.95%,仰拱填充层开裂位置与现场裂缝位置大致相同,可确定该隧道横向浸水区域为12 m;采用钢管桩加固以及疏通排水管后,仰拱填充层变形减至8.63 mm,由此可见,采用钢管桩及排水措施对仰拱填充层处治效果较好。
交通工程
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  交通工程

  基于多传感器融合感知的车辆微观轨迹自动采集方法

  王祎, 王翔, 郑建颖, 昝雨尧, 王喜

  2023, 40(4): 160-169. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.020

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  为提高交通监控设备获取车辆微观轨迹的精度同时节约设备成本,提出了一种基于多传感器融合感知的车辆微观轨迹自动采集方法。首先,采用YOLOv5+DeepSORT车辆检测与跟踪模型获取了视频图像中行驶车辆的像素轨迹。其次,利用棋盘格标定法获取摄像机内参数,得到了像素坐标系与摄像机坐标系的转换关系。然后,通过匹配漫反射标定板在激光雷达和摄像机中的特征点信息来标定摄像机外参数(标定后激光雷达和标定板即可移除),获取了激光雷达坐标系与摄像机坐标系的位置关系。再者,结合摄像机内外参数,构建了从像素坐标系到激光雷达坐标系的转换公式,实现了从像素轨迹到真实轨迹的转换。最后,利用基于高斯函数的核回归方法进行优化,降低了摄像机抖动和坐标转化等原因带来的误差。为验证提出方法的有效性,选择直行路段、弯道路段及交叉路口3种场景进行试验,并与激光雷达提取的车辆轨迹进行了对比。结果表明:校准后摄像机提取的直行路段轨迹平均绝对误差(MAE)为0.19 m,速度平均绝对误差百分比(MAPE)为3.27%;弯道路段轨迹MAE为0.17 m,速度MAPE为4.38%;交叉路口轨迹MAE为0.16m,速度MAPE为3.38%。从整体看,轨迹误差平均值小于0.2 m,速度误差平均值小于2 km/h。该方法有效提高了通过交通监控视频获取车辆行驶轨迹的精度。
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  交通工程

  交通事故下基于CA-SIR模型的高速公路拥挤传播

  姚佼, 鲍雨婕, 李俊杰

  2023, 40(4): 170-178. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.021

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  为探究交通事故对高速公路所造成的拥挤传播影响,将流行病传播SIR模型微观化和动态化。针对其计算求解复杂的问题,将其与元胞自动机(CA)有机结合,并考虑了高速公路事故的特点和影响范围等因素。以单向三车道为例,假设事故占用最左侧车道的4个元胞格,对后续车辆拥堵传播的动态过程进行了模拟。对于模型中关键的拥堵传播率与拥堵恢复率2个参数,则主要通过高速公路上车辆的换道概率和制动概率来设定定量化公式,最终分别得到三者间的确定关系。相关仿真结果表明: 所提出的CA-SIR模型与传统的SIR模型相比,在最大拥挤车辆数保持相似的情况下,由于考虑元胞自动机的离散,可以更早反映事故发生后的车道封闭,更符合实际情况; 根据相关的拥挤发生时空图,当制动概率增加时,事故带来的拥堵更早发生,更晚消散,拥堵的规模和影响路段长度更大;当换道概率降低时,对车辆最大排队长度及整体行驶时间并无显著影响,但车辆在到达事故区域后所造成的拥挤影响会更早发生,拥挤影响的车辆数也更大。故此,在高速公路交通事故发生后,应通过路侧交通广播、智能网联汽车、车路协同等技术手段,尽可能快地发布交通事故信息,引导车辆提前换道,减少制动概率,以期降低事故影响的拥挤规模和持续时间。
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  交通工程

  单柱式禁止停车标志安装高度和角度对驾驶人注视特性的影响

  李娜, 欧丽云, 陈青兰, 王逸墨

  2023, 40(4): 179-186. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.022

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  为探讨在国家标准推荐范围内交通标志安装高度、角度及其交互作用对驾驶人注视特性的影响,选取城市道路中常见的禁止停车标志作为试验标志,利用虚拟现实软件UC-win/Road 10.0和模拟驾驶器FORUNM 8搭建了双向四车道城市道路的模拟驾驶场景,召集32名驾驶人作为被试人,进行了眼动试验。通过驾驶人佩戴眼动仪在模拟驾驶舱中进行标志视认仿真试验,获得了交通标志安装的高度与角度不同组合形式时,驾驶人视认禁止停车标志的注视时间、注视次数和首次进入时间3项指标数据。对数据进行异常值剔除、残差正态性和方差齐性检验等预处理后,采用有交互效应的双因素方差分析方法分析了高度、角度及其交互项对前述各项指标的影响。结果表明:单因素分析时,不同安装角度仅对注视时间有显著影响,且正向安装引起的注视时间高于倾斜较大角度;不同安装高度对驾驶人的注视时间、注视次数和首次进入时间的影响均无显著差异;安装高度和角度的交互作用对驾驶人注视时间和注视次数均有显著影响,且高度(高与低)与角度(正与斜)的4种组合中,"高×正"引起的注视时间和注视次数均远高于其他组合,表明采用该组合安装的禁止停车标志能引起驾驶人最多兴趣和关注,推荐在双向四车道的城市道路上采用该组合安装禁止停车标志。
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  交通工程

  交通标线夜间动态视认距离自动测量方法研究

  冯移冬, 王宏博, 牛升科, 赵奇峰, 孙婉莹

  2023, 40(4): 187-193. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.023

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  交通标线对保障行车安全具有重要作用,夜间视认效果是决定其功能发挥的主要指标。当前评判该指标的主要方法为检测标线逆反射亮度系数,这类方法仅考虑标线材料反光性能,忽视了驾驶人视觉感知因素,无法直接表征驾驶人对标线的视认效果,存在一定局限性。对此,基于标线夜间动态视认距离评估视认效果,提出了一种基于多传感器融合的动态视认距离测量方法。该方法使用激光指示器标记人眼对标线的最远视认位置,利用计算机视觉在图像中识别车道线。在由车道线和图像边界组成的搜索区域中,根据激光指示器标记点的颜色特征识别并获取其在图像中的坐标。基于激光雷达和工业相机联合标定数据及路面方程约束条件,建立了激光点云坐标与图像坐标间的映射关系,从而计算出标记点的点云坐标并最终得到视认距离。该方法所形成的检测系统可对所标记标线的最远可视位置自动识别并测算距离,实现车辆在80 km/h高速行驶下的连续测量。依托北京市周边典型道路开展了286个数据集测试。结果表明:该方法工作稳定可靠,对标线动态视认距离具有较好的估算精度,在90 m范围内距离估算精度可达99%,最大误差仅1.3 m,可满足标线视认距离的检测需求,大幅提高检测效率。研究结果可为推动公路交通标线养护自动化、信息化,为实现交通标线精细化管理提供技术支撑。
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  交通工程

  基于元胞自动机的雨天高速公路可变限速控制

  李素兰, 施俊庆, 张谢东, 陈林武, 夏顺娅

  2023, 40(4): 194-200,208. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.024

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  针对雨天高速公路交通安全和通行效率问题,通过考虑降雨强度对水膜厚度和能见度的影响,基于不同降雨条件下的路面附着系数,建立了随机减速幅度随车速变化的大小车混合交通流元胞自动机模型。根据车辆速度、最大减速度及与前车的间距判断是否发生交通冲突。最大减速度随着雨量增加而减小。构建了以交通冲突率和平均行程时间为代表的交通安全与通行效率评价指标。通过微观仿真手段,以中雨为例分析了大小车比例、减速概率、车辆到达率和换道概率对冲突率和平均行程时间的影响,研究了暴雨、大雨、中雨条件下限速值对冲突率和平均行程时间的影响,以寻找不同降雨条件下的最佳限速值。仿真结果表明: 减少车辆到达率、缩小大车比例、降低减速概率和提高换道概率有助于缩短高速公路平均行程时间;减少车辆到达率、降低减速概率、换道概率和大小车混合程度有助于降低冲突率;相同降雨条件下,平均行程时间随着限速值的增加而下降,冲突率随着限速值的增加而上升;不同降雨条件下,冲突率随着降雨强度的增加而上升,最佳限速值随着降雨强度的增加而下降。综合考虑交通安全性与交通效率,建议高速公路暴雨和大雨条件下小型车辆限速值分别取60 km/h和80 km/h。
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  交通工程

  基于最优系统弹性的城市道路快速化改造施工时序研究

  闻成维, 胡军红, 张雯婕, 汤瑞

  2023, 40(4): 201-208. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.025

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  为科学合理地制订城市道路快速化改造施工时序方案,减小施工改造过程中对周边路网交通出行所造成的影响,研究了基于最优系统弹性的城市道路快速化改造施工时序问题。以路网吸引力作为路网性能的评价指标,构建了路网弹性评价模型,并构建了基于系统弹性最优的城市道路快速化改造施工时序方案决策双层规划模型。上层模型以路网系统弹性最大为优化目标,用于制订城市道路快速化改造施工时序方案,下层模型为固定需求下的系统均衡分配模型,用于模拟给定快速化改造施工时序方案下的路网交通流演变,并将路段交通信息反馈给上层模型。设计了基于Frank_Wolfe的人工蚁群算法对模型进行求解,利用Nguyen & Dupuis网络对模型和算法进行了验证,并对出行时间忍耐系数进行了敏感性分析。结果表明:基于系统弹性的双层规划模型可以有效调整道路快速化改造施工时序方案,使得道路施工改造对路网性能所造成的破坏达到最小,相对于传统的施工时序决策方法,基于系统弹性最优的施工时序决策优化模型能够提高路网的系统弹性, 减少19.7%的路网性能损失; 随着出行时间忍耐系数的逐渐增大,道路快速化改造过程中路网性能下降逐渐变小,路网系统弹性逐渐变大。
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  交通工程

  基于可靠度理论的高海拔连续下坡线形指标研究

  庄稼丰, 许多, 王锐

  2023, 40(4): 209-215,227. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.026

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  为了解决在高海拔地区进行连续下坡路段线形设计时,其技术可行性与经济合理性之间的矛盾,从货车下坡过程中轮毂制动热衰退的安全影响出发,基于可靠度理论对高海拔连续下坡路段线形指标进行了研究。招募7名经验丰富的货车驾驶人,选用东风4轴货车作为试验车型,分别在西藏的拉萨-林芝路段和昌都-邦达机场路段进行了货车的轮毂温升试验,记录了货车轮毂温度变化数据。利用小波理论对实测数据进行了降噪处理,通过数据分析将温升模型定义为适应于高等级公路与低等级公路的分段模型,结合降噪后的数据对国内较为经典的两个轮毂温升模型进行了修正。通过对比分析确定了适应于不同等级公路及制动方式的最优温升模型,修正后的模型R²均大于0.8,有较强的解释性。以此温升模型为基础,构建了相应的连续下坡可靠度模型。以260 ℃为极限温度,结合货车载重及行驶速度的分布参数,分别计算了高等级公路与低等级公路不同坡度坡长指标组合的可靠度,以85%与95%作为不同等级公路的安全可靠度阈值,计算得到了高海拔连续下坡的坡度坡长组合。结果表明:现行设计规范中连续下坡设计指标偏保守;基于可靠度理论得到的下坡指标可为设计人员在高海拔连续下坡进行线形设计提供合理的理论依据。
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  交通工程

  互通式立交主线同侧相邻入口最小净距研究

  李兴华, 李翔, 潘兵宏

  2023, 40(4): 216-227. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.027

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  互通式立交主线同侧相邻入口净距是影响车辆通行效率与安全的关键因素,但规范中对相邻出入口净距的规定未区分相邻入口和出口的异同,且未考虑匝道设计速度及车道数,所规定的相邻入口最小净距存在不合理的地方。以互通式立交主线同侧相邻入口最小净距为研究对象,通过分析此区域车辆运行特性,确定了相邻入口最小净距的计算模型是由加速车道及合流安全视距构成。首先,调查合流区数据,得到了符合实际的加速车道特征断面速度,以确定提速段长度。基于3阶爱尔朗分布,确定了等待段长度,同时考虑车辆换道需求,采用双曲正切换道模型确定了渐变段长度,由提速段、等待段以及渐变段共同组成加速车道长度。其次,通过对相邻入口处驾驶员视距的研究,分析了反应距离、决策距离、换道距离以及减速距离,得到合流安全视距。最后,组合加速车道长度和合流安全视距,提出了不同主线、匝道设计速度和匝道车道数下的相邻入口最小净距建议值。结果表明:主线与匝道的设计速度差越大,所需要的相邻入口净距越大;下游入口匝道为双车道时,规范中规定的最小净距值难以满足要求;主线设计速度较高或主线与匝道设计速度差值过大时,若采用规范中的规定值作为相邻入口净距,则无法满足车辆安全运行的要求。
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  交通工程

  山区高速公路货车事故严重度致因及随机参数分析

  李硕, 马玉坤, 韩晖, 廖文洲

  2023, 40(4): 228-236. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.028

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  为明晰山区高速公路货车交通事故严重程度的影响因素,并量化交通事故数据异质性对货车交通事故严重程度的差异性,在分析四川省某山区高速公路2013—2018年693起货车交通事故时空特性的基础上,以交通事故严重程度为因变量,从人、车、路、环境、事故5个方面选择14个影响货车事故严重程度的潜在因素,采用随机参数有序Logit模型建立了货车事故严重程度异质性效应模型,并采用平均边际系数分析了显著变量对不同等级货车事故严重程度的影响方向及程度。结果表明:与传统的有序Logit模型相比,随机参数有序Logit模型的拟合优度和模型稳定性较高,且可以识别出货车事故严重程度影响因素的异质性影响效应,更适用于山区高速货车事故致因精细化建模;驾驶员违规操作、路面潮湿、不利天气、货车-大型货车、货车-中小型货车、平曲路段、夜间无照明、冬季、追尾、翻车10个变量显著影响山区高速公路货车事故严重程度。其中,驾驶员违规操作、货车-大型货车事故、追尾碰撞3个变量为随机参数,其估计系数分别服从(0.479,1.344),(1.042,0.545),(-0.489,1.098)正态分布, 对货车事故严重程度具有显著的异质性影响效应。 研究结果可为制订山区高速公路货车安全管理条例提供一定的理论基础,减少货车事故率及其严重度。
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  交通工程

  基于XGBoost模型的城市道路实时交通事故风险预测研究

  于翔海, 白佃国, 于光, 王涛, 王斌

  2023, 40(4): 237-247. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.029

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  我国城市道路的交通事故数量呈上升态势,在产生大量伤亡的同时,也对整个城市交通造成重要影响。基于卫星单点定位数据提取并评价了实时事故安全替代指标,建立了面向全路段和分路段的城市道路实时事故风险预测模型,用于动态事故风险预测。基于实时事故安全替代指标构建了XGBoost的全路段和分路段的事故风险预测模型。经过模型对比发现,SMOTE方法能够有效提高模型的预测准确率。为了排除测试集和训练集划分对模型效果的干扰,并测试模型的鲁棒性,采用200次划分不同测试集和训练集的方法对模型的鲁棒性进行了检验。经过验证,XGBoost的鲁棒性较好。结果表明:事故上游路段的安全替代指标比下游的重要程度高,表明上游路段的替代指标能够更好地用于实时事故风险的预测;在时间维度上,事故发生前5~10 min的单点定位轨迹特征数据,相比于前10~15 min的重要程度高,说明事故前5~10 min的数据能够更好地解释实时事故风险;基于模型训练集的预测效果,在模型内部进行风险阈值的选取,风险阈值是模型内部的参数;测试集较好的预测结果也证明了阈值选取的合理性。XGBoost模型能够进一步拓展公安交通警察日常应用的主动防控系统的开发,实现对重点道路的实时风险预测和安全管控,为今后的实时主动安全管理技术的发展奠定基础。
绿色交通
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  绿色交通

  基于改进DEMATEL-ISM的国家中心城市绿色交通水平影响因素研究

  谭晓伟, 高阳, 马壮林

  2023, 40(4): 248-255. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.030

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  为探究国家中心城市绿色交通水平的影响因素及其作用机理,探寻其绿色交通发展的关键因素并分析其影响程度及层级关系,结合绿色交通内涵和国家中心城市绿色交通发展特点,采用系统工程学模型构建了国家中心城市绿色交通水平影响因素体系。综合考虑人为判断的模糊性,引入灰色系统理论提出了改进的决策试验和评价试验方法(DEMATEL)和解释结构模型(ISM)耦合方法。采用改进的DEMATEL-ISM耦合方法对国家中心城市绿色交通水平影响因素的作用机理进行了有效识别。结果表明:改进的DEMATEL-ISM耦合方法能够系统分析国家中心城市绿色交通水平的关键因子和作用层级;交通拥堵为排名最高的原因因素,人均道路面积为排名最高的结果因素,分别对其绿色交通水平产生间接和直接的作用;交通安全、公交车标台数和出租车拥有量等因素处于第1层级,通过下层因素对国家中心城市绿色交通的发展产生作用和影响;人口及人口密度-轨道交通线网密度-城市化水平-交通拥堵-交通安全是影响国家中心城市绿色交通水平的主要路径;交通拥堵、交通运输支出占财政支出比例和轨道交通客运量比例为相对权重排名前3的因素,是影响绿色交通水平的关键。研究结论可为促进国家中心城市绿色交通发展、推动交通行业低碳化转型提供决策支持。
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  绿色交通

  基于模糊评价视角的“双碳”目标建设下城市低碳交通成效研究

  张路路, 佟琼, 郭雅楠, 张玉瑾

  2023, 40(4): 256-263. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.031

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  交通运输业是能源消耗及碳排放的集中行业,发展低碳交通成为建立低碳社会的新型产业形态。以"双碳"目标建设为背景,构建了以交通基础能效与发展运营为1级指标层的模糊综合评价体系,以探讨城市低碳交通建设成效。首先,运用目标函数法构建并筛选了指标体系,再结合AHP-CV组合法获取了各指标组合权重。其次,依据低碳交通建设的功能目标,细分并确立了隶属基础和发展的5个2级指标,包括基础设施管理、交通运输工具、交通体系建设、交通环保政策、低碳交通环境。而后,选取东北区碳化典型城市哈尔滨市为实证对象,动态评价了2017—2020年间该市低碳交通发展水平。结果表明:低碳推行的所选年间,低碳交通发展呈弱上升趋势,综合隶属度最终呈现为"中、良",评价结果与哈尔滨近3 a低碳交通实际部署相一致,反映前期主体选择的合理性; 2020年的疫情冲击及"双碳"目标响应的正向带动对低碳指标影响明显;依据分级指标结果,基础交通更替、扩容后低碳效果明显,但信息化交通效果未能体现,仍需继续发力,公民低碳意识仍需加强, 建议低碳发展应着重于继续推进低碳交通工具的应用、增强市民低碳意识及合理化低碳交通体系建设; 模型分析结果与现状相符,可为"双碳"背景下的交通低碳化区域建设提供借鉴。
运输经济
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  运输经济

  基于经济驱动和寿命驱动的轻型客车销量预测模型

  卢淼, 刘梦涵, 宋国华

  2023, 40(4): 264-270. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0268.2023.04.032

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  传统的汽车销量预测方法多依赖于经济参数的增长,然而近年来我国的经济增长逐渐放缓,单纯依赖经济参数的汽车销量预测模型不再适用,且私家车更新淘汰引起的销量结构变化也不容忽视。基于以上因素,将轻型客车销售分为经济驱动和寿命驱动2种模式。在考虑收入差距的基础上,结合人均收入水平和收入分布曲线,建立了轻型客车保有量预测模型,通过合理设置未来经济参数值,计算得到我国轻型客车保有量预测结果。引入车辆存活概率函数,根据历史数据拟合得到我国轻型客车存活概率曲线,以计算由车辆寿命驱动的销量。利用轻型客车保有量预测结果和车辆报废情况,得到2020至2050年2种模式驱动下的我国轻型客车销量。结果表明:我国正处于汽车增长的中期阶段,且增长拐点位于2030年前后,在此时间点后,汽车保有量增长将逐步放缓;我国目前的汽车销售仍由经济驱动占主体,但在研究时间段内,寿命驱动的销量份额不断增加,并从2025年开始超过经济驱动的销量,逐渐占据销售市场;到2050年,我国的轻型客车保有量将达到约5.4亿辆,销售量达到4 821万辆左右,其中94.85%为寿命驱动的购置,经济驱动的购买份额仅占5.15%,这表示我国的汽车市场在2050年将接近成熟,但仍存在经济增长导致的购买潜力。