基于信息化的高速公路布线快速选择研究

针对常规的高速公路布线快速选择主要根据实地勘测的数据建立评估模型,存在忽略信息化空间数据误差对选择结果造成的影响,致使选择结果的可靠度较低问题,提出信息化背景下的高速公路布线快速选择方法研究。首先对信息化背景下的高速公路布线数据进行预处理,并采用一次变换的方法对空间数据误差进行修正;然后初步选择布线方案的综合指标,据此建立高速公路布线快速选择模型;最后计算模型的指标权重对模型进行完善,将数据导入模型获得高速公路布线快速选择结果。结果表明,所提出方法应用后得出的快速选择结果可靠度较高,平均可靠度为0.979,应用效果较好,能满足高速公路建设的现实需求。

基于财务报表分析视角的高速公路上市公司多元化战略

高速公路上市公司多元化战略发展的必要性现阶段国内道路交通经济正在日渐焕发出生机与活力。据交通运输部公开的权威数据,截止到2022年年末,全国公路总里程535.48万公里,比2021年末增加7.41万公里。此外,2022年高速公路收费收入增加,整体发展态势良好。由此可以看出,高速公路行业内上市公司运营绩效整体表现较好,客车与货车流量均出现明显增长,行业发展韧性体现充分。但同时,高速公路行业债务总规模达到8万亿。在这种形势下,强化高速公路上市公司财务报表分析,对于提高经营效率、优化多元发展战略显得极为必要。

“知风险能避险”的智慧高速公路时代离我们还有多远

随着经济社会快速发展,人民群众对交通安全出行提出了更高要求,因高速公路具有跨区域、车速快、流量大等特点,成为越来越重要的交通运输设施,高速公路路网的形成给交通出行者提供巨大便捷的同时,也给交通安全管理工作带来巨大的压力和挑战,预防和减少高速公路交通事故成为公安交管部门最重要的任务之一。

安徽省高速公路网收费现状及问题分析

高速公路是现代交通运输体系的重要组成部分,其建设发展和运营管理模式对政府、高速公路经营者和用路人均有重要影响。为掌握安徽省高速公路收费现状,改善其现有收费运营管理模式,本文从安徽省高速公路的收费标准和政策出发,分析高速公路通行费收入特征。

基于平纵组合的山区高速公路连续下坡路段行车安全评价方法

受制于地理和经济条件,山区高速公路在建设中不可避免会存在连续下坡路段,其中平纵组合路段对车辆稳定性和安全性提出了更高的要求。为分析山区高速公路连续下坡平纵组合路段的行车安全,利用西南山区高速公路数据,以80 km/h的设计速度,在连续下坡路段的不同位置、不同平纵组合工况构建了驾驶仿真实验。根据驾驶者的心理数据、车辆速度变化数据和横向偏移数据推出综合评价指标;将综合评价指标与平曲线半径和纵坡进行相关性分析;再通过累计频率图划分评价阈值;提出了基于平纵组合的连续下坡路段行车安全评价方法,并依托评价方法提出了连续下坡路段坡顶、坡中和坡底位置的平纵组合设计建议值;并以西南山区某高速公路为例对该评价方法进行了应用与验证。研究结果表明:该方法能为高速公路连续下坡路段的行车安全评价提供有效的参考依据。

高速公路风险防控设施应用研究综述与展望

高速公路风险防控设施的合理应用能够显著降低交通运行风险。本文首先针对高速公路风险防控设施的研究现状进行了回顾与总结,将高速公路风险防控设施划分为非电气化防控设施和电气化防控设施。其次,归纳了高速公路非电气化和电气化防控设施在风险防控中的作用以及研究中的关键问题,讨论了不同电气化风险防控设施的应用场景及其效用。然后,对由电气化设施构成的风险防控系统在多种典型场景中的应用效果进行了分析。最后,对高速公路风险防控设施应用综述结果及未来发展情况进行了总结。文献综述结果表明,高速公路风险防控设施和系统在不同场景中均能起到积极的效果;非电气化防控设施受限于自身物理特性,在应对动态信息发布和主动性、针对性风险防控上存在一定的不足;电气化风险防控设施以及风险防控系统的应用越来越广泛,对交通拥堵、不良天气等交通风险的防控愈加完善。同时,日渐成熟的车路协同技术和不断发展的智慧公路系统也是未来保障高速公路交通安全的重要一环。本文的研究成果可在一定程度上为今后高速公路风险防控设施的选型、设置及应用提供一定的借鉴。

采用融合遗传算法的高速公路服务区综合能源系统优化调度研究

为达成“碳中和”目标愿景、促进公路交通系统与新能源的融合,以高速公路服务区为研究对象,考虑服务区内电、冷、热、气共4种负荷需求,构建了包含风光发电的新能源发电方式和电转气设备的高速公路服务区综合能源系统。在此基础上,以风电、光伏出力日前预测和多能负荷日前消耗为输入,各能源设备出力及购能分配为输出,以总成本最低为目标函数,考虑能量平衡、设备安全、运行状态等约束,建立了高速公路服务区综合能源系统优化调度模型。针对高速公路服务区综合能源系统调度问题,设计了遗传-序列二次规划融合优化算法,并以某服务区夏季典型日为例进行验证。结果表明:所构建的调度系统能够有效消纳可再生能源出力,协调外部购电、购气的比例,最终达到降低成本的效果;所提融合算法的调度结果与传统遗传算法、传统序列二次规划算法相比,在成本上分别降低了11.52%、0.70%,求解耗时仅为传统遗传算法的6.7%,独立性相比传统序列二次规划算法得到了提高。

基于实车路试的高速公路减速标线运行效果研究

为探寻高速公路减速标线设置对小客车的纵向运行特性的影响,明确减速标线的减速效果,以G50沪渝高速重庆段的3处减速标线区段为对象,开展了实车驾驶试验,采集了自然驾驶状态下的车辆速度、加速度和轨迹等数据,对比分析了车辆经过3处减速标线区段时的速度整体特征、幅值分布和变化模式;同时分析了纵向减速度变化特征;根据速度与加速度的组合示意图和纵向减速标线设置区段内速度的最大降幅、起止点的速度差异性,评价了减速标线的实施效果。结果表明:由于道路线形条件不同,3处减速标线区段的车辆行驶速度整体特征和变化模式存在差异,其中弯坡组合路段车辆速度存在波动,分为“近匀速—减速—加速—稳定—加速”的五阶段变化模式;减速度中位值和85%位值分别为0.123 m/s^(2)、0.225 m/s^(2)、0.185 m/s^(2)和0.346 m/s^(2)、0.513 m/s^(2)、0.489 m/s^(2)。减速标线主要有两方面作用效果:能够使车辆运行车速显著降低,或能够抑制车辆速度增加的趋势。研究成果为高速公路减速标线有效性评价及安全改善提供了基础数据支持。

高速公路绿色能源系统体系架构初探

高速公路为我国工业化与城镇化的推进做出重要贡献,能源系统支撑高速公路履行位移使命,与之而来的巨大碳排放量、环境污染等负面效应亦愈发凸显。当前高速公路能源系统的运行严重依赖于大电网,可再生能源渗透率低,部分偏远地区能源可及性差,粗排放、非协同增长方式难以满足高速公路的安全、高效、绿色与智能用能要求。在此背景下,能源交通融合发展成为践行“交通强国”战略和“30·60”双碳战略的必然选择。本文首先分析现有高速公路能源系统的不足之处,结合能源互联网和综合能源系统理念,提出建设高速公路绿色能源系统,以充分发挥高速公路自身的资源禀赋优势;接着建立高速公路绿色能源系统体系架构,用以指导系统构建;进而基于实际运行需要,综合技术研究现状与难点探讨,从需求、功能、技术、物理四个层面进行体系架构解析;然后分析了高速公路绿色能源系统建设涉及的两个科学问题;最后对高速公路绿色能源系统未来的研究重点做出展望。

PPP项目回报机制选择研究——以高速公路PPP项目为例

PPP项目回报机制的选择对于保障PPP项目顺利推进具有重要意义。在分析高速公路PPP项目回报机制选择影响因素的基础上,采用fsQCA方法,以我国55个高速公路PPP项目为样本,分析政府付费、使用者付费、可行性缺口补助等三种回报机制对应的内外部因素作用路径,总结归纳了PPP项目回报机制的选择原则,并以兴延高速公路为例进行验证说明。

基于多源数据的高速公路差异化收费路段识别

在全面推广高速公路差异化收费背景下,针对如何选取差异化收费路段的问题,建立一种基于多源数据的差异化收费路段识别方法.首先,基于高速公路门架数据、收费站出入口流量、普通国省道交通流量自动观测站数据等多源数据,从路段沿线社会经济发展水平、网络化水平、交通运行特征、交通可转移性、交通负荷均衡性5个维度,构建高速公路差异化收费路段识别指标体系.然后,基于k-means聚类和分类回归树算法(Classification and Regression Trees,CART)建立高速公路差异化收费路段识别模型.最后,以云南省130条高速公路路段为例,提取高速公路差异化收费路段细分规则及关键特征指标.研究结果表明:影响高速公路差异化收费路段细分的关键特征指标分别为路段成网率、收费站节点度、出行成本偏差率、路段全天小时拥挤度、可替代路径数量;根据决策树细分规则可将差异化收费路段划分为差异化上浮型、不适合差异化、差异化下浮型3种,符合高速公路实际收费运营情况.

基于复杂网络的高速公路交通事故风险动态演化模型

为有效挖掘高速公路交通事故规律信息,基于复杂网络理论提出高速公路交通事故致因网络构建方法.从风险结构与风险模式两方面定义风险传播机制,通过高速公路交通事故致因网络与风险传播机制的有机结合,建立了高速公路交通事故风险演化模型.以高速公路重特大交通事故为例,对201份高速公路重特大交通事故调查报告进行风险分析.结果表明,基于复杂网络的风险演化模型适用于高速公路的交通事故风险分析;通过高速公路交通事故风险演化模型可对各致因的风险传播特性进行解析与归类,从而制定出针对不同情形致因的控制策略,为高速公路交通事故风险演化研究提供新思路.

高速公路项目BIM+GIS融合技术研究与应用

针对高速公路的建设特点,研究了基于Revit Dynamo的参数化建模,BIM+GIS融合轻量化展示技术,以及在工程管理平台中嵌入可视化模型轻量展示的技术,形成适用于高速公路项目的BIM+GIS建造管理技术,提高了公路工程施工管理和可视化建造水平,提供可复制技术和经验,供工程技术人员参考借鉴。

基于三维线形的轻型高速公路纵断面指标研究

为了探究轻型高速公路路线纵断面设计关键参数,基于Carsim/Trucksim软件搭建了人-车-路耦合系统,根据普遍性和不利性原则,选取轿车、面包车和轻型货车作为轻型车辆的代表性车型,开展了代表性车型在直坡路段和弯坡组合路段的行驶仿真。根据轻型车辆在纵断面和弯坡组合路段运行特征,确定了轻型高速公路的控制车型以及路线纵断面的坡度、坡长参数。结果表明:轻型高速公路纵断面设计参数应以轻型货车和面包车作为控制车型;高速行驶下,车辆在弯坡组合路段的速度衰减比在单纵坡路段更为剧烈;根据速度衰减特性和允许速度降幅,轻型高速公路设计速度为100km/h时,若允许轻型货车通行,应以比功率为25W/kg的轻型货车作为控制车辆,路线纵断面最大纵坡为5%,最大坡长为750m,若不允许轻型货车通行,路线纵断面最大纵坡为6%,可不限制最大坡长;设计速度为120km/h和140km/h时,应以比功率为35W/kg的面包车作为控制车辆,路线纵断面最大纵坡分别为6%和5%,对应的最大坡长均为1200m。

超高速公路自动驾驶车辆换道轨迹规划策略

为提高自动驾驶车辆在超高速公路行驶的安全性,提出了一种换道轨迹规划策略。首先,采用5次多项式生成一般变道轨迹簇,以车辆动力学极限和周围交通车辆为约束,将轨迹规划问题量化为求解换道行为持续时间;接着,考虑车辆动力学约束,建立了车辆动力学模型和Brush轮胎模型,基于所建立汽车模型的轮胎侧向力数据求解轮胎侧偏刚度,辅以魔术轮胎模型,验证所求轮胎侧偏刚度;然后,引入质心侧偏角-横摆角速度相平面,得到高速车辆安全驾驶包络线,并给定多组车速和附着系数进行CarSim仿真训练,确定满足车辆动力学约束的最短换道时间;最后,考虑与周围交通车辆的避撞约束,分析3种典型的换道场景,基于单障碍车的位置,确定满足避撞要求的最短与最长换道持续时间,建立满足安全换道要求的换道持续时间阈值模型。经多参数安全换道域检验,所建立的车辆安全换道持续时间边界模型能够在给定参数下求解出安全可行的换道轨迹,为超高速公路换道行为提供轨迹参考,提高超高速公路换道行为的安全性。

考虑空间溢出效应的高速公路交通事故随机参数频次模型

为提高高速公路事故频次模型参数估计的准确性,本文以精细的事故记录、道路属性、交通流状态和天气条件数据为样本,首先,构建传统的事故频次模型并对比拟合效果,选择效果最佳的泊松-对数正态分布模型作为优化的基础模型;之后,为挖掘更多的影响高速公路事故频次的空间效应,在加入条件自回归先验的基础上,本文考虑相邻路段的空间溢出效应,建立一个带有空间溢出协变量的模型分析空间溢出效应对路段事故频次的影响。同时,为描绘数据的异质性对路段事故频次的影响,进一步构建一个随机参数模型。结果表明,空间溢出效应显著有效,考虑空间自相关和空间溢出效应的随机参数模型的拟合优度相较于对照模型明显提升。根据最优模型的参数估计结果进行风险因素甄别,其中,“ln(MADT)”“ln(路段长度)”“1类车”“4类车”“降水”等普通变量以及“1类车S“”圆曲线长S”等空间溢出协变量与事故频次显著相关。

基于大数据分析的高速公路分车型拥堵态势评估

针对面向全车型的道路拥堵状态评估统一化和静态管控方法的局限性,围绕不同类型车辆的交通拥堵问题开展研究。首先,基于沈海高速公路福建段龙门架数据,采用聚类方法分析不同类型车辆在不同指标下的交通拥堵特征;其次,提出分车型数据驱动的模糊云模型,根据行业专家给出的数字特征计算不同车型下的拥堵等级隶属度;然后,选取拥堵指标作为模糊逻辑系统的输入,并采用Mamdani方法建立模糊关联矩阵,量化不同专家评价的可信度;引入Dempster-Shafter证据理论对所有专家的综合可信度进行模糊融合,根据隶属度最大原则综合评判道路交通状态;最后,验证了提出模型的精度及对车型间差异表征的准确性,分车型下的拥堵评价结果一致性达84.51%。结果表明:相比1~4型客车及小型货车,大型货车在移动过程中形成的瓶颈对高速公路上堵塞的消散表现出明显的迟滞作用;在低密度下,客车、少轴货车、多轴货车渗透率的提高对路况的影响依次提升;在高密度下,3~6轴货车渗透率的改变对拥堵状态的影响最为明显,1~4轴客车次之。分车型拥堵研究可为制订适应各类车型的主动交通管理提供定量的数据支撑,特别是在动态调控措施如错峰出行、可变限速等方面具有重要指导意义。

基于车路协同技术的超高速公路虚拟轨道系统研究

为保障超高速公路行车安全,论证虚拟轨道系统在超高速公路上应用的可行性,以车路协同技术为基础,搭建了超高速公路虚拟轨道系统模型。通过建立实时车辆动态坐标系,结合车辆偏离安全区域,计算出车辆横向偏转角度阈值;利用定位系统和路侧单元检测系统,研究了微波测距模块采样频率和安装间距随车速变化的情况。结果表明:在虚拟轨道单侧安全区域为10 cm时,小型两厢车、小型三厢车、中型车、中大型车、大型车车辆横向偏转的最大安全角度范围分别是1.43°~1.59°、1.30°~1.40°、1.22°~1.33°、1.17°~1.25°、1.10°~1.20°;当车辆行驶速度为180 km/h时,路侧单元传感器的采样频率高于27.72 Hz,传感器的安装距离小于6.87 m时可满足要求。

基于元胞自动机的高速公路主线同侧连续入口间距研究

针对高速公路主线同侧连续入口处车辆行驶安全与通行效率问题,对高速公路主线同侧连续入口间距进行了研究。通过建立元胞自动机仿真模型,分析了主线与匝道设计速度的差异以及高速公路主线匝道连续入口间距各部分长度对交通冲突率、平均拥堵车辆数和平均速度的影响;提出了不同主线与匝道设计速度组合下的主线同侧连续匝道入口间距推荐值;并对不同间距组合下的工况进行了仿真对比分析。研究结果表明:当主线与匝道设计速度的差异较大时,现有规范中的高速公路主线同侧连续入口间距难以满足交通安全与通行效率要求;相比采用规范中的一般值,采用文中推荐值时的主线车辆平均速度由81.39 km/h上升到95.29 km/h,匝道车辆冲突率由0.0335次/(km·veh)下降到0.0256次/(km·veh),匝道车辆平均拥堵数由0.0077 veh/s下降到0.0022 veh/s,提高了车辆通行效率,降低了车辆发生事故的风险。

基于改进A*算法的高速公路选线决策辅助模型

为提高山区高速公路选线的智能化水平,基于改进A*算法对高速公路选线决策辅助模型进行了分析。提出了高速公路选线的平面约束指标和纵断面约束指标;根据山区高速公路选线实际情况,从估价函数、搜索范围、搜索方向、数据结构、优化方法等方面对传统A*算法进行了改进,建立高速公路选线决策辅助模型;并通过实际案例验证了该模型的有效性。研究结果表明:与传统A*算法相比,改进A*算法在搜索时间、搜索次数、搜索节点数方面分别降低了约75%、48%、44%;路线优化后的总转折角度和长度分别降低了约83%和17%;高速公路选线决策辅助模型能有效地处理自然环境复杂条件下的选线问题,具有较高的实用价值。