图片丢失啦 2023年交通运输工程

    默认 最新文章 浏览次数
    Please wait a minute...
    选择: 显示/隐藏图片
    1. 基于空间广义有序Probit模型的高速公路事故严重程度分析
    胡郁葱, 韦湖, 曾强
    华南理工大学学报(自然科学版)    2023, 51 (1): 114-122.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.210758
    摘要2801)   HTML13)    PDF(pc) (1111KB)(116)    收藏

    为深入了解影响高速公路交通事故严重程度的显著因素,以广深沿江高速东莞段2014—2019年事故数据为研究对象,将事故严重程度分为3类(即无伤亡事故、轻伤事故、重伤亡事故),并以事故严重程度为因变量、13个潜在影响因素为自变量,通过条件自回归先验解析相邻事故间的空间相关性,建立不同关联距离阈值的空间广义有序Probit模型。结果表明:事故数据间存在显著的空间关联;空间广义有序Probit模型优于广义有序Probit模型和多项Logit模型,基于250 m关联距离阈值的空间广义有序Probit模型表现最优。该模型参数估计显示:车辆类型和归属地、事故发生时间、事故地点曲率、桥梁路段和事故类型对高速公路事故严重程度均有显著影响。边际效应结果表明:相对于小汽车间的交通事故,涉及客车、货车和其他类型车辆的交通事故导致人员重伤亡的概率分别增加3.27%、1.53%和4.11%;外省车使得重伤亡事故的发生概率增加1.02%;相对于周末、春季和桥梁路段,工作日、夏季和非桥梁路段发生的交通事故导致人员重伤亡的概率分别提高0.87%、2.38%和0.08%;单车事故导致重伤亡的概率比多车事故低1.64%;事故地点曲率每增加1 km-1,重伤亡事故的概率将降低1.54%。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论0
    2. 都市圈分层空间结构的交通网络密度发展规律
    吴娇蓉, 黄正文, 邓泳淇
    华南理工大学学报(自然科学版)    2023, 51 (2): 111-121.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.220159
    摘要3536)   HTML8)    PDF(pc) (3532KB)(75)    收藏

    “十四五”时期,我国已进入城镇化发展新阶段,培育现代化都市圈是推动城市群发展的重要手段。区域交通网络中的快速交通系统如高速公路和高速铁路是都市圈形成和发展的先导条件,其引发的区域非均质时空收敛效应,深刻地影响都市圈的发展空间格局,因此都市圈空间组织关系与不同交通网络层级的交互性关系亟需审视。为探究都市圈不同圈层因人口聚集与经济发展具有错位性而引起的高速公路网和铁路网密度空间差异性发展规律,本文以长三角城市群5个都市圈为例,选取区县为空间单元,基于多源数据构建城市关联强度模型,运用多维标度分析和空间距离要素识别都市圈的不同圈层边界,包括核心圈、紧密圈和规划范围边界。通过不同空间圈层的人口密度、人均产出、地均产出、高速公路网密度和铁路网密度5个主要指标挖掘社会经济发展与交通网络密度的关联规律。结果显示:都市圈各圈层存在人口聚集、经济发展不平衡的态势,“人口密度-地均产出”和“地均产出-人均产出”发展曲线分别为“S型”和“对数型”;人口密度、地均产出与高速公路网密度呈现“对数型”曲线发展规律,现状铁路网密度曲线发展规律与高速公路有较大差异;在人口密度、地均产出大于600人/km2、8 000万元/km2时出现核心圈铁路网密度不足的状况。本研究为都市圈一体化交通网络规划研究提供新角度。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论0
    3. 考虑有轨电车效率的干线分段绿波协调优化模型
    王昊, 谢凝
    华南理工大学学报(自然科学版)    2023, 51 (1): 95-105.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.220111
    摘要875)   HTML6)    PDF(pc) (1834KB)(80)    收藏

    为提升干线交通运行效率并减少有轨电车交叉口停车次数,建立了干线分段绿波协调优化模型,来实现有轨电车与社会车辆的多模式交通协调控制。首先,确定干线各交叉口的信号周期,根据信号周期对交叉口进行聚类,并协调交叉口信号周期与有轨电车发车间隔之间的关系,分类讨论站点位置对有轨电车绿波协调的影响;然后,针对社会车辆分段绿波系统和有轨电车全线绿波系统分别建立约束条件,避免有轨电车在交叉口处停车,并以社会车辆可变绿波带宽最大为优化目标建立混合整数线性规划模型,来对有轨电车和社会车辆多模式干线绿波系统进行协调优化;最后,以南京市有轨电车麒麟线为例对模型进行对比分析。算例结果表明:文中提出的模型协调优化了干线分段绿波内部及带间的信号控制方案,实现了有轨电车在交叉口的优先控制和社会车辆通行效益的兼顾。VISSIM仿真结果显示:与现行的信号控制方案相比,采用文中模型可使各交叉口车辆延误降低20.89%~35.24%;与仅考虑社会车辆的MULTIBAND模型相比,文中提出的模型减少了6.94%的人均延误,提高了交叉口的总体运行效率。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论0
    4. 建成环境与共享单车流率的非线性关系研究
    路庆昌, 徐标, 崔欣
    华南理工大学学报(自然科学版)    2023, 51 (2): 100-110.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.220141
    摘要1841)   HTML10)    PDF(pc) (3085KB)(120)    收藏

    共享单车流率的大小体现了城市空间环境内车辆盈缺的程度,理解其变化及其诱因对于城市单车的调度具有重要意义。由于出行目的和外界环境因素的复杂多变,共享单车流率和建成环境特征之间的关系很难通过具有线性假设的统计学模型来解析。基于此,本研究利用上海市中心城区的共享单车数据,基于极端梯度提升树模型(XGBoost)和机器学习的解释性方法部分依赖图(PDP)来探究建成环境对共享单车流率的贡献度和非线性影响,以及流率的非线性模式在工作日和周末的变化。结果显示,特征重要度和非线性机制在两个时段差异化显著。居住人口密度、教育设施密度和住宅设施密度对工作日单车流率的解释度较高,分别为19.18%、13.16%和12.92%,并且具有明显的阈值效应。其中居住人口密度和教育设施密度对于单车净流出率具有正向影响,分别在11 600 人/km2和8个/km2达到最大;住宅设施密度对单车净流出率具有负向影响,对应的阈值为40 个/km2。各变量对周末单车流率的解释度差异较小,但非线性关系仍不可忽视。具体来说,到市中心的距离和公交线数密度对周末单车净流入率正向影响显著,有效范围为18~23 km和28~52 条/km2;容积率对周末单车净流出率正向影响范围在0.89~1.41。上述发现表明XGBoost模型可以有效弥补传统回归模型(MLR)线性假设的偏见,建成环境特征贡献度和影响范围的揭示也为管理部门针对具有不同建成环境水平地区的单车调度提供决策建议。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论0
    5. 横风桥隧区域列车突出隧道时的瞬态气动特性
    毛军, 韩晨煜, 陈明杲
    华南理工大学学报(自然科学版)    2023, 51 (2): 54-64.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.220198
    摘要578)   HTML7)    PDF(pc) (5263KB)(97)    收藏

    基于横风作用下高速列车流场的非定常特性,建立了横风-列车-桥隧模型进行仿真计算,并通过1∶8列车动模型试验验证数值方法的准确性。随后研究横风条件下列车突出隧道时,隧道内外瞬态气动压力、气动荷载变化及流场特性,揭示了横风-列车-隧道之间的相互作用机理。研究结果表明:随着横风风速的增大,压力逐渐减小,但压力随时间的变化规律相似;横风对隧道出口处及隧道外监测点处的压力梯度有明显的影响,对于隧道内的监测点几乎没有影响;随着横风风速增大,隧道外背风侧正压峰值随风速增大略有减小,迎风侧正压峰值基本保持不变,背风侧负压峰值减小速率大于迎风侧;横风对列车突出隧道运行过程的压力波动影响有限,在横风风速为20 m/s时,隧道外界流场影响隧道内气动压力的范围不超过20 m。同种横风条件下,迎风侧、背风侧监测点处压力时程变化规律不相同,压力梯度峰值出现的位置也不同,且位于列车同侧越靠近地面的监测点处压力峰值及压力梯度峰值绝对值越大;横风下,气流经过车-桥系统时,在桥底部、列车背风侧顶部及底部发生明显的流动分离现象,导致隧道外车体两侧的压差大于隧道内车体两侧压差。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论0
    6. 钢混桥塔结合段内剪力连接件的弹性刚度计算
    杜云威, 王荣辉, 甄晓霞, 等
    华南理工大学学报(自然科学版)    2023, 51 (2): 76-87.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.220253
    摘要632)   HTML10)    PDF(pc) (4026KB)(48)    收藏

    对于单一开孔板连接件或剪力钉连接件力学特性的研究,各国学者已进行了大量数值分析与试验的探索,得出了单一开孔板连接件或剪力钉连接件的力学行为。但实际混合桥塔的钢-混结合段内部是由大量开孔板连接件和剪力钉连接件形成的群钉组合连接件构成的。当前对于钢-混结构内组合连接件的研究比较匮乏,还没有明确的数值模型及理论推导用于组合连接件传力规律的研究。且组合连接件本身的设计参数对抗压性能的影响也还需要进一步的明确。因此,以顺德大桥的桥塔钢混结合段内的一种组合剪力连接件为实例,研究此抗剪连接件在弹性加载阶段,其内部的开孔板连接件和剪力钉连接件分别对该单层组合剪力连接件抗压刚度的贡献;建立弹簧模型,推出此单层组合剪力连接件弹性刚度的计算公式;利用ABAQUS有限元软件对单层组合剪力连接件进行加载仿真模拟分析,在弹性加载阶段其荷载-位移曲线呈极强的线性关系,拟合后与所推导公式的弹性刚度计算结果进行比对。结果表明:单孔开孔板连接件抗压刚度解析解与数值解的误差为4.87%,单根剪力钉连接件的抗压刚度解析解与数值解的误差为0.903%,单层组合剪力连接件的抗压刚度解析解与数值解的误差为11.54%,所推导弹性刚度公式的计算结果与有限元模拟分析结果吻合性较好。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论0
    7. 考虑时延的网联车混合交通流基本图模型
    罗瑞发, 郝慧君, 徐桃让, 等
    华南理工大学学报(自然科学版)    2023, 51 (1): 106-113.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.210702
    摘要3331)   HTML11)    PDF(pc) (2861KB)(305)    收藏

    由于智能网联车的不断发展,未来将出现智能网联车和人工驾驶车共同存在的混合交通流,因此,研究道路上的混合交通有助于解决交通拥堵等问题,具有一定的现实意义。为探究这类混合交通流的流量、密度和速度之间的关系,文中综合考虑智能网联车辆退化和车辆时延,建立了自动驾驶环境下混合交通流的基本图模型。首先,确定交通流中的车辆类型和不同类型车辆的比例,并考虑联网智能车辆跟随人工车辆时发生的车辆功能退化;然后,确定3种车辆的延迟时间并改进每种车辆的跟驰模型;在此基础上,同时考虑车辆时延和车辆功能退化两种因素,推导出交通流平衡时的基本图模型,并对模型中的自由流速度参数进行敏感度分析。研究结果表明,智能网联车对混合交通流的最大流量和最佳密度有积极影响,车辆时延有消极影响,自由流速度则对混合交通流的最大流量有积极影响,对最佳密度有消极影响。SUMO仿真结果表明,在不同场景下仿真得到的流量?密度分布点符合理论曲线,验证了文中理论模型的准确性。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论0
    8. 基于语义分割模型的三维沥青路面车辙异常分析方法
    王艾迪, 郎洪, 丁朔, 等
    华南理工大学学报(自然科学版)    2023, 51 (1): 134-144.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.210778
    摘要758)   HTML10)    PDF(pc) (2759KB)(116)    收藏

    车辙深度是路面状况评价和道路养护的一个重要指标。现有车辙深度测量方法未考虑复杂路况下坑槽、松散、裂缝和桥梁接缝等对车辙计算的影响,其有效性和适用性受到了限制,测量结果的真实性也有待进一步验证。有鉴于此,文中提出了一种基于语义分割模型的沥青路面车辙异常检测与校正方法。采用三维线激光技术采集道路横断面高程数据,利用包络线算法提取车辙深度。对于最大车辙深度超过10 mm的横断面,搭建基于深度学习的语义分割框架,提出改进的DeepLabV3+网络对病害类型进行自动辨识和像素定位,并结合最大车辙深度高程点,设计基于拉格朗日插值的校正规则来对异常车辙进行校正。研究结果表明,改进的DeepLabV3+模型能较为准确地识别和定位造成车辙检测异常的路面病害,其对5种路面特征和病害的综合检测准确率达81.63%,在均交并比(MIoU)和大部分交并比(IoU)上的表现均优于U-Net、PSPNet、DeepLabV3+模型。现场验证结果表明,文中方法不仅能够自动分析车辙异常的原因,还能通过对异常车辙的校正排除其他病害的影响,从而较大程度地还原实际车辙深度水平。文中研究成果可为路面预防性养护提供科学数据支撑。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论0
    9. 道路急弯路段追尾冲突分析预测
    王永岗, 陈俊先, 郑少娅, 等
    华南理工大学学报(自然科学版)    2023, 51 (4): 80-87.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.220430
    摘要2130)   HTML3)    PDF(pc) (2037KB)(116)    收藏

    为实现急弯路段的追尾碰撞风险主动防控,提出了一种基于多源数据融合的追尾冲突动态预测方法。首先,基于无人机、毫米波雷达等采集的车辆运行数据,提出了适用于急弯路段交通流特征的追尾冲突判别模型及冲突等级阈值划分标准,分析了急弯路段的追尾冲突空间分布特征。然后,筛选车型、大车比率、断面速度差等13个交通流特征指标作为输入变量,以粒子群算法为基础,分别构建了其与BP神经网络、随机森林、支持向量机算法的追尾冲突动态组合预测模型,并根据混淆矩阵和曲线下面积评估各模型的预测性能,利用黑箱解释方法分析冲突发生概率的显著性影响因素及影响程度。结果表明:相较于平直或一般弯道路段,急弯路段的追尾冲突TTC (Time to Collision)值更小,出弯缓和曲线段冲突更为严重,且弯道内侧碰撞风险最高;粒子群-随机森林模型的追尾冲突预测性能最佳,灵敏度达90.70%;急弯路段追尾冲突受车辆平均车头间距的影响程度最大,当平均车头间距为25 m左右时,冲突发生概率最小,向心加速度均值、速度均值等因素亦对其有显著影响。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论0
    10. 渗流作用下多级配土石混合填料的结构演化规律
    毛雪松, 王悦月, 吴谦, 等
    华南理工大学学报(自然科学版)    2023, 51 (2): 65-75.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.220203
    摘要1583)   HTML11)    PDF(pc) (4519KB)(104)    收藏

    渗流是引起土石混合填料中细颗粒流失,致使土体结构变化引起路基变形及失稳的关键因素。采用自行研发的颗粒流失试验装置,对不同级配的土石混合填料进行渗流试验,监测渗流作用下填料的透水质量、细颗粒流失量和沉降量的变化过程,分析土体结构演变过程;采用PFC3D (Particle Flow Code in 3D)对细颗粒流失过程进行数值模拟,分析填料孔隙和粒径动态变化特性。研究结果表明:透水质量和细颗粒流失率可以反映土石混合填料结构对水分的敏感程度。填料骨架结构对水分的敏感程度越低,可及时有效地排出水分,渗流对结构的破坏越小。渗流条件下土石混合填料的结构演化过程可分为细颗粒快速流失、骨架重塑和相对稳定3个阶段,其中骨架重塑阶段是引起其结构演化的关键阶段。细颗粒快速流失阶段,每小时透水量增长速率较快,细颗粒大量流失,沉降量很小;骨架重塑阶段,每小时透水量变化速率减缓,细颗粒流失量减少,但骨架结构重组导致颗粒产生明显的相对位移,沉降量增长较快;相对稳定阶段,每小时透水量变化缓慢,沉降量基本保持不变。颗粒流失数值模拟的过程表明细颗粒组分的迁移引起填料孔隙率产生变化,致使土体结构发生改变。上述结果表明,在所研究的几种填料中,n=0.55级配下土石混合填料的骨架结构最稳定,对水分的敏感性最弱。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论0
    11. 考虑驾驶人视觉搜索能力的雨天公路限速设计
    王琳虹, 李洪涛, 李若楠
    华南理工大学学报(自然科学版)    2023, 51 (6): 20-29.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.220552
    摘要608)   HTML3)    PDF(pc) (2296KB)(81)    收藏

    为解决雨天行车时,由于车速过高导致驾驶人无法准确识别公路路侧信息的问题,本研究首先基于注意分配理论选取车速、驾驶人视野图片清晰度、视线角度和注视分布比例作为雨天行车驾驶人的注意分配指标,结合Fisher判别理论建立雨天视觉搜索能力量化模型。其次利用UC-win/Road模拟驾驶软件搭建试验平台,以降雨强度和车速作为影响因素,研究二者协同作用下的驾驶人注意分配指标的变化规律,构建降雨强度-车速与视觉搜索能力的关系模型,并提出降雨强度与限速的匹配方案。结果表明,车速和降雨强度的增加都会导致驾驶人难以观察道路远方的交通信息,驾驶人为降低行车风险,会改变视觉搜索策略,转而增加对道路前方的关注程度,进而降低了对观测目标的视觉搜索效率。因此,当车速和降雨强度匹配不当时,驾驶人需要花费更多努力将注意转移至观测目标所在的兴趣区域,导致无法及时发现路侧交通信息。此外,视觉量化模型的整体判别准确率为85.94%,可以较好地评价雨天环境下驾驶人视觉搜索能力。最后分别对传统基于停车视距的限速方案和基于驾驶人视觉搜索能力的限速方案进行了对比,结果表明基于停车视距的限速模型计算的限速值较高。为避免由于车速过高导致驾驶人无法准确识别路侧交通信息,小雨、中雨和大雨的限速值分别应不超过100、70和50 km/h。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论0
    12. 高速公路交通事故时空影响动态效应的传播分析
    杨洋, 胡嫣然, 袁振洲, 等
    华南理工大学学报(自然科学版)    2023, 51 (1): 123-133.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.220353
    摘要3057)   HTML17)    PDF(pc) (2051KB)(231)    收藏

    为探究并量化高速公路交通事故的时空传播机理,克服传统交通波理论在此类问题中考虑维度单一的缺陷,首先,基于微波雷达检测器采集的动态交通流数据,分析高速公路事故前后的速度变化态势;进而,引入速度变化率作为事故影响的度量指标,采用双线性插值法构建速度变化率轮廓图,并根据Savitzky-Golay滤波拟合法拟合事故影响时空区域的外围轮廓;最后,在速度变化率的阈值分别取20%、30%和40%时,计算并分析交通事故时空影响的各量化指标,包括事故影响开始时间、事故影响结束时间、事故影响持续时间、事故影响最近距离、事故影响最远距离、事故影响空间范围、事故影响传播速度以及事故影响消散速度。结果表明:速度变化率的阈值取值越小,则事故影响的开始时间越早,结束时间越晚,持续时间越长,且事故影响的距离越长;速度变化率阈值取值越大,则事故影响的开始时间越晚,结束时间越早,持续时间越短,且事故影响的距离越短;不同速度变化率阈值下的事故影响传播速度随时间的变化趋势有差异。文中方法操作性强、辨识度高,能够为高速公路事故发生后的实时交通管控和引导提供理论支撑。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论0
    13. 基于车载激光点云的道路几何信息自动化提取
    于斌, 张钰钦, 王羽尘, 等
    华南理工大学学报(自然科学版)    2023, 51 (2): 88-99.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.220459
    摘要1741)   HTML10)    PDF(pc) (4734KB)(561)    收藏

    为了高效地进行道路设施信息采集与数字化建模,利用车载激光点云数据构建了一种自动化提取道路几何信息的方法框架。针对激光数据的无序性和冗余性,通过网格降采样和半径滤波精简点云规模、去除噪音点;通过栅格单元划分进行点云组织和索引,合理利用点云的空间局部性、缩减运算规模;利用道路要素在高程上的层次性与路面结构的连续性、光滑性,设计了高程滤波、基于主成分分析框架的局部法向量滤波、DBSCAN聚类等方法,实现从原始点云到路面点云的精确分割;利用采集车辆的行驶轨迹信息获取道路走向,利用其方向向量与法向量进行道路横截面的划分;切取横截面后投影至二维平面,并通过滑动窗口、最小二乘等算法提取道路宽度与平纵横参数。通过提取算法与人工测量的结果对比,在复杂街区和郊区公路两个实验数据集,点云分割准确性均超过87%,完整性均超过97%,提取质量均超过86%,几何信息的平均相对误差较小,说明算法具有良好的提取质量。有限算力条件下,两个数据集中点云处理时间分别是6.864与10.078 s/km,几何信息提取时间分别是1.732和0.843 s/km。提出的方法能够很好的兼顾提取效率与精度,在复杂街区和郊区公路环境下具有良好的适用性,可为道路设施的健康评定和三维重建提供参考。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论0
    14. 沥青混合料骨架细观接触的高通量计算
    唐成, 王端宜, 贠迪, 等
    华南理工大学学报(自然科学版)    2023, 51 (4): 135-144.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.220514
    摘要2197)   HTML99)    PDF(pc) (2884KB)(1134)    收藏

    为实现沥青混合料骨架细观接触的高通量计算,首先提出了近邻列表法与改进的窗搜索法两种接触计算方法;然后,使用4种(AC13、AC16、OGFC13及SMA13)沥青混合料对比了两种新方法与遍历法、窗搜索法及iPas软件在计算精度与效率方面的差异,采用虚拟试件研究了可实现计算速度与精度均衡的图像分辨率范围;最后,就高通量计算方法的适用性进行了验证。结果表明:近邻列表法可避免遍历法不可能发生接触集料对的冗余接触计算,改进的窗搜索法通过形态学膨胀处理即可完成传统窗搜索法环扫一周的目的;近邻列表法、遍历法、窗搜索法、改进的窗搜索法及iPas软件尽管计算原理存在差异但具有一致的精度;不同计算方法的计算效率排序为近邻列表法>遍历法>改进的窗搜索法>iPas软件>窗搜索法;图像分辨率的降低会提高接触计算的速度但是会降低接触点计算结果的准确性,综合考虑精度与效率的要求,图像分辨率范围处于0.05~0.075 mm/pixel时可实现计算速度与精度的均衡;近邻列表法能有效地实现沥青混合料骨架细观接触的高通量计算。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论0
    15. 基于驾驶行为的隧道交通标志影响特征及作用机理
    赵晓华, 董文慧, 李佳, 等
    华南理工大学学报(自然科学版)    2023, 51 (4): 88-100.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.220251
    摘要2461)   HTML9)    PDF(pc) (3096KB)(135)    收藏

    合理设置隧道交通标志能够在一定程度上缓解隧道特殊环境引发的“时空隧道效应”。文中研究了高速公路隧道内部交通标志(限速标志、出口预告标志)对驾驶行为的影响特性,首先选取特长隧道作为实验路段,通过驾驶模拟实验测试获取驾驶人细粒度微观行为数据,然后再考虑随机效应影响的条件下构建线性混合效应模型,揭示了隧道内部交通标志对驾驶行为的影响特征及作用机理。结果表明:不同影响区段内交通标志对驾驶行为的作用存在差异;在隧道内部设置限速标志能够一定程度上降低事故风险的发生概率,限速标志的重复设置一定程度上能提高驾驶人的操控能力;在隧道内部设置限速标志及出口距离预告标志有助于改善驾驶人空间控制能力、提高驾驶舒适度,其中,在距离隧道出口约小于1 km的影响区段内设置隧道出口距离预告标志有助于提高驾驶人的行车舒适性,在距离隧道出口2 km和1.5 km的影响区段内设置预告标志能在提高车辆控制能力的同时使驾驶人具有更高的行驶车速;此外,隧道交通标志作用下的驾驶行为受驾驶人性别、年龄、驾驶经验等特征属性影响,男性驾驶人的驾驶风险更低。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论0
    16. 高速铁路中间站股道规模配置与列车时刻表的综合优化
    郑亚晶, 马梓瀚, 常孝亭, 等
    华南理工大学学报(自然科学版)    2023, 51 (4): 115-123.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.220329
    摘要632)   HTML3)    PDF(pc) (1544KB)(97)    收藏

    高速铁路中间站的股道规模是影响线路通过能力和运输效率的重要因素;由于在高速铁路的规划阶段,很难对线路的远期客流情况进行预估,因此在运营一段时间后,往往需要通过修建侧轨或站台的方式,对线路沿线的中间站的轨道规模进行更新配置。对于高速铁路来说,其线路上运行的列车均为动车组列车,列车的追踪间隔短,发车密度大,在中间站的停站时间不能过长,一般都以快进快出的运营模式进行运营;同时高铁修建和运营具有高成本属性。文中以改建施工成本和总旅行时间作为评价目标,以列车时刻表与中间站股道数量的耦合关系为约束,构建了综合优化模型。在将约束线性化的基础上,借助商业优化软件GAMS和其集成的CPLEX求解器对模型进行了求解。算例结果表明:将中间站的股道规模配置情况和列车时刻表进行综合优化,一方面能够在时刻表中较好地确定列车越行和折返的站点,另一方面能够在最低施工成本的情况下最大限度地满足未来客流的需求。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论0
    17. 面向运输风险识别的高速公路货车用户画像方法
    林培群, 龚敏平, 周楚昊
    华南理工大学学报(自然科学版)    2023, 51 (6): 1-9.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.220525
    摘要2367)   HTML11)    PDF(pc) (1833KB)(239)    收藏

    当前,货车超载超限现象严重,为提升高速公路货车管控效率及货运安全水平,提出基于货运风险特征画像的货车运行风险等级识别模型。首先,基于高速公路收费数据,以货车为研究对象,从驾驶行为和营运状态两方面制定面向货运风险识别的用户画像标签体系;接着对样本数据进行清洗和标签指标提取与分析;然后,利用K-means++算法获得货车货运风险特征画像分类结果,再使用熵权法对各类货车进行货运风险评分,确定各类别货车的风险等级;最后,结合各类别车辆的相关指标,对车辆完成画像。基于广东省全网高速公路2022年3月至5月的货车收费数据,利用所提出的模型,将货车车辆划分为5类,其中,“高风险高强度货车”车辆占比5.42%,“较高风险夜间驾驶超载货车”车辆占比19.12%,“中风险超速货车”车辆占比12.85%,“低风险低频货车”车辆占比37.00%,“低风险高频货车”车辆占比25.61%。使用同期广东省某事故数据库数据对模型进行验证,数据表明,高风险类别车辆的相对风险系数远高于低风险类别车辆。研究表明,所提出的模型可以有效地提取高风险货运特征货车,基于风险等级识别结果,交管部门可进行高风险车辆识别、超载超限重点监查、特定消息推送引导车辆安全驾驶等工作,以提升行业安全管理水平。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论0
    18. 基于IPSO-SVR的盾构下穿既有道路沉降预测分析
    魏海斌, 魏东升, 蒋博宇, 等
    华南理工大学学报(自然科学版)    2023, 51 (6): 62-71.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.220553
    摘要1772)   HTML5)    PDF(pc) (3987KB)(134)    收藏

    目前,有关盾构隧道平行下穿既有道路的沉降预测研究相对较少。为准确预测在盾构过程中不同因素对既有平行道路沉降的影响规律,本研究提出一种基于改进粒子群优化的支持向量回归(IPSO-SVR)预测模型,将其应用于实际地铁隧道工程的地表道路沉降预测中。以长春地铁6号线下穿飞跃路区间工程为依托,结合盾构施工过程中盾构掘进参数、地层信息与道路沉降的监测,应用libsvm网格搜索法缩小超参数范围,同时结合非线性递减策略改进粒子群算法中惯性权重与加速因子的变化情况,最终建立IPSO-SVR预测模型,实现区间内后续路段的沉降预测。研究结果表明,对比网格搜索法与常规粒子群优化训练中目标函数(均方误差)的变化情况,经改进后的粒子群优化的收敛速度有较好提升,目标函数收敛效果更好,其最小值缩小近15%。本研究提出的IPSO-SVR对道路沉降预测平均绝对误差(MAE)为0.287,拟合决定系数R2为0.884,平均相对误差仅为8.91%,较反向传播(BP)神经网络、支持向量回归(SVR)、粒子群优化的支持向量回归(PSO-SVR)预测模型有更佳性能表现。由此可知,IPSO-SVR对于复杂情况下多因素耦合作用的非线性预测具有较高精度,其预测方法具有可行性与泛化性,可为道路沉降有效控制提供可靠依据,对保证道路正常运营与盾构施工安全有重要意义。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论0
    19. 基于自监督学习的交通数据补全算法
    周楚昊, 林培群, 闫明月
    华南理工大学学报(自然科学版)    2023, 51 (4): 101-114.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.220237
    摘要2066)   HTML8)    PDF(pc) (4709KB)(267)    收藏

    区域高速公路网收费站数量众多,每日产生海量收费数据,但由于设备、网络等因素,部分站点数据传输存在延迟现象,在此情况下已传输的数据往往不能满足实时流量预测的要求。为了实现实时交通数据补全和动态交通流量预测,文中首先提出了一种基于自监督学习的用于高速公路交通流量数据缺失补全的方法,该方法采用了基于注意力机制的时间序列模型(Seq2Seq-Att);然后使用自监督学习方式对模型进行训练;最后,以广东省高速公路网的80个收费站为例,验证方法的可靠性。结果表明:文中的数据补全方法能够灵活捕捉交通数据中的缺失情况,并根据数据自身的内在关联性,给出合理的补全值;该方法总体优于其他方法,且在不同缺失率下都有较好表现,总体MAPE约为17.7%、WMAPE为12.8%;在高缺失率情况下,该方法相比于其他补全方法有明显的优势。交通量预测结果表明,使用该方法补全的数据进行交通流预测的预测精度接近使用完整数据的情况。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论0
    20. 地震作用下大断面隧道衬砌结构的动力损伤特性
    黄娟, 龙浩风, 周世杰, 等
    华南理工大学学报(自然科学版)    2023, 51 (4): 124-134.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.220391
    摘要1709)   HTML3)    PDF(pc) (4677KB)(87)    收藏

    基于混凝土材料的动力损伤特性,建立了其弹塑性损伤本构模型,将该模型应用于强震区某大断面隧道工程,分析了不同地震波入射方向、地震波强度和围岩条件下隧道结构的地震响应与动力损伤规律,探讨了大断面隧道结构的地震损伤特性和破坏机理。研究结果表明:地震波垂直、水平两种入射条件下两者衬砌的压主应力、加速度响应形态相似,但水平入射条件下衬砌结构的应力、加速度响应相较于垂直入射条件更加剧烈;水平入射时衬砌的动力损伤远大于垂直入射时的动力损伤,且动力损伤主要集中于拱腰与墙脚处;围岩条件对隧道衬砌结构的拉主应力响应以及动力损伤有显著影响,V级围岩条件下衬砌结构的最大拉应力是IV级围岩下的5.7倍;隧道结构的地震响应与动力损伤特性也受地震波强度的影响,随着地震波强度增大,应力、加速度响应峰值以及最大动力损伤量均呈现非线性增大趋势,动力损伤随之加剧且由拱腰和墙脚处逐渐向外扩展;在强震区软岩隧道抗震设计以及运营期间震后加固修复应着重注意动力损伤集中的部位。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论0
    21. 基于粒子群优化的主动稳定杆系统自抗扰控制
    赵强, 刘传卫, 张娜, 等
    华南理工大学学报(自然科学版)    2023, 51 (6): 52-61.   DOI: 10.12141/j.issn.1000-565X.220535
    摘要819)   HTML8)    PDF(pc) (4245KB)(233)    收藏

    为了提高车辆的抗侧倾能力,设计了液压马达驱动式主动稳定杆控制系统,提出了基于粒子群优化(PSO)算法的分层控制策略。上层自抗扰控制器(ADRC)计算出整车所需反侧倾力矩,整车所需要的反侧倾力矩经过分配器分配到前后轴,下层三闭环比例-积分-微分控制器(PID)接收到所要提供的反侧倾力矩后计算出控制电流输入到伺服阀,从而驱动马达输出轴旋转并通过稳定杆产生主动力矩,实现车辆的主动防侧倾控制。为了使控制器有更好的控制效果,采用PSO算法整体优化上、下层控制,优化后的ADRC和PID参数再输入到整车模型中,为了使仿真接近实际效果,把实验测得的横向稳定杆扭转刚度也代入到模型中。在C级路面上采用蛇形和双移线工况进行仿真,通过将PSO优化的自抗扰系统与被动系统、PID控制系统和未优化的自抗扰控制系统对比进行仿真验证。仿真数据表明:侧倾角的大小直接影响车辆侧倾稳定性,采用PSO算法优化的分层控制策略能显著降低车辆的侧倾角,有效抑制过度的车身侧倾运动带来的不稳定性;主动控制的稳定杆比传统被动式稳定杆能更好地给车辆提供所需要的反侧倾力矩,提高了车辆抗侧倾能力;优化后的ADRC控制器比被动系统和未优化的ADRC控制器有更好的主动控制效果,相同工况下侧倾角更小,抗侧倾能力更强,优化后的三闭环PID响应速度更快,有更佳的跟随性能。

    图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 | 评论0
通知公告
精彩推荐
阅读排行
下载排行
引用排行