基于GTWR的站域建成环境对城市轨道交通客流量的时空影响

轨道交通客流量影响因素是轨道交通方面研究的一个关注点,不同站点客流量的时空非平稳性被认为与站域建成环境有关。通过构建时空地理加权(geographically and temporally weighted regression,GTWR)模型,揭示了土地多样性、密度、站点属性3个方面因素在时间和空间维度上对天津市轨道交通客流量的影响。结果表明:相较于传统的地理加权(geographically weighted regression,GWR)模型和最小二乘法(ordinary least squares,OLS)模型,GTWR具有更好的拟合优度;公交站点密度对轨道交通客流产生促进作用,尤其在工作日的早晚高峰时段和中心城区位置;市中心的商业设施在工作日晚高峰吸引更多的地铁乘客,而在近郊区它们在早高峰吸引更多的地铁乘客;人口密度促进轨道交通的客流量;充足的停车场设施数量可以吸引更多的轨道交通乘客。

改进SSA优化的BP神经网络交通量预测模型

为更加准确地进行交通量预测,针对传统的BP神经网络随机赋值、收敛速度慢等问题,提出了改进麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)优化的BP神经网络预测模型。该模型结合SSA位置更新原理和鸡群优化算法中公鸡位置更新方法对麻雀搜索算法进行改进,在避免算法陷入局部最优和位置更新无效的同时有效地提高了算法的收敛速度。利用改进麻雀搜索算法对BP神经网络的权值和阈值进行寻优赋值,得到了改进SSA-BP神经网络预测模型。利用交通量数据,对LSTM神经网络、BP神经网络、SSA-BP神经网络和改进SSA-BP神经网络4种预测模型进行训练和测试,以MAE、MAPE、MSE、RMSE和EC 5个指标对预测结果进行对比分析。结果表明:BP神经网络优于LSTM神经网络,且麻雀搜索算法优化BP神经网络预测模型相较于BP神经网络预测模型MAE降低了0.28 veh/(3 min)、MAPE降低了1%、MSE降低了2.72 veh/(3 min)、RMSE降低了0.04;改进麻雀搜索算法优化BP神经网络预测模型相较于BP神经网络预测模型MAE降低了1.31 veh/(3 min)、MAPE降低了4%、MSE降低了9.2 veh/(3 min)、RMSE降低了0.18,且拟合度更接近于1。改进SSA-BP预测模型的性能优于SSA-BP神经网络预测模型,且有效提高了BP神经网络的预测精度,拟合度达到0.98,该模型适用于交通量预测,能够为智能交通系统提供可靠的预测值。

山区高速隧道交通事故严重程度预测及特大事故决策规则提取

为有效避免隧道段发生人员伤亡严重的交通事故,选取2013—2023年我国国内(不含港澳台)发生的交通事故数据进行统计分析,结合事故严重程度和时空分布情况筛选出14个影响因素;采用随机森林模型构建山区高速隧道段交通事故严重程度预测模型,对比分析有序Logit模型和BP神经网络模型与所构建的模型预测精度;基于规则重要性对随机森林中“特大事故”决策规则进行提取。研究结果表明:随机森林模型对于事故严重程度的预测结果较优,决策规则揭示人员伤亡严重时的影响因素组合。研究结果可为针对事故严重程度影响机理提出改进意见提供参考。

基于知识图谱和时空扩散图卷积网络的港口交通流量预测

由于港口交通流量具有随机不确定性、时间不平稳特征,因此港口交通流量的精准预测是一项具有挑战性的任务。为了提高港口交通流量预测精度,考虑气象条件和港口相邻高速公路开闭状态等外部干扰因素,提出了一种基于知识图谱和时空扩散图卷积网络的港口交通流量预测算法KG-DGCN-GRU。知识图谱表示港口交通网络相关因素,知识表示方法从港口知识图谱中学习各外部因素的语义信息,扩散图卷积网络(DGCN)和门控循环单元(GRU)能有效挖掘港口交通流量的时空依赖特征。基于天津港交通数据集的实验结果表明,KG-DGCN-GRU能通过知识图谱和扩散图卷积有效提高预测精度,在单步预测(15 min)中与时间图卷积网络(T-GCN)和扩散卷积递归神经网络(DCRNN)相比,均方根误差(RMSE)分别降低了4.85%和7.04%,平均绝对误差(MAE)分别降低了5.80%和8.17%。

基于改进PSO算法的施工园区交通组织优化研究

为解决施工园区内料物运输效率低、运输成本高的问题,综合分析料物运输过程和园区内交通仿真影响机制,构建场内交通仿真综合模型并求解得出施工园区道路共线运输方案,以北京城市副中心站施工园区02B和05B基坑区域为研究对象,利用多角度反馈修正PSO算法求解并对优化后的结果展开分析。研究结果表明:道路公共化前后的料物运输路径改变,道路公共化后运输设置的道路85%行车密度频率提高5%~20%,重点优化的拥堵道路85%行车密度频率降低10%~40%,各私有化道路由二级服务水平变为一级服务水平,促进交通资源的利用率,进而减少运输成本并提高整体园区料物运输效率。研究结果可为国内外其他施工园区封闭管理区域交通组织优化提供理论参考和经验借鉴。

改进PSO-LSTM算法预测高速公路交通量

高速公路交通政策的制定需要准确地预测交通量,基于此,选用长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)机器学习模型对其研究,针对LSTM模型中参数确定的问题,选用粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法对其优化,同时针对PSO算法中粒子位置更新问题,以公式中各参数含义为切入点进行改进,将PSO算法公式中原来静态的惯性权重及学习权重改为会随着迭代次数及粒子位置改变而改变的动态值,从而达到搜寻精度提高的目的,据此构造改进PSO-LSTM模型,最后通过实例计算分析,分别对高速公路的工作日及休息日进行预测。结果表明改进的PSO-LSTM模型较LSTM模型在工作日及休息日交通量的预测上,其评价指标均方根误差分别提高了12.19%、10.97%,平均绝对误差分别提高了17.06%、15.17%,平方绝对百分比误差分别提高24.56%、23.88%,精度提高值明显高于PSO-LSTM模型。改进PSO-LSTM模型在交通量预测精度上具有显著提高作用,且抗干扰能力强,可以为政策的合理制定提供更可靠的依据。

基于能力培养的土木工程专业课程实践教学创新与改革

为适应土木工程专业新工科实践能力和创新能力的培养要求,针对课程实践教学存在的问题,河北工业大学通过课堂资源挖掘、虚拟仿真实验平台开发建设、校外实践基地协同育人以及科研创新平台课外提升,建立了“四维一体”的多元实践教学平台。平台实践项目具有系统性、设计性、综合性、创新性,形成了基于基础能力、综合应用能力以及创新能力的“三层次”实践教学培养体系,有效促进了学生工程素养、科研能力以及创新精神的培养,为土木工程专业实践创新能力的培养提供重要支撑。

浅谈新时代背景下土木专业本科生创新能力培养——以能源岩土方向为例

二十届三中全会提出统筹推进教育科技人才体制机制一体改革,健全新型举国体制,提升国家创新体系整体效能。高校作为创新人才培养的重要基地,是提高我国创新体系整体效能的关键环节。以能源岩土新方向为切入点,针对目前高校土木专业本科生创新能力的现状分析,提出了以学生为中心,增强其专业认同感和国家战略使命感的教学理念,打造具有专业方向特色的创新课程体系,以高校老师承担科研项目为平台,建设创新能力考核与激励机制,辅助高质量师资队伍和深化校企合作等方面入手的创新型本科生培养对策与建议,有的放矢地培养具有创新精神和实践能力的高素质人才。The Third Plenary Session of the 20th CPC Central Committee proposed to coordinate and promote the reform of the system and mechanism of education, science, and technology talents, improve the new national system, and enhance the overall efficiency of the national innovation system. As an important base for cultivating innovative talents, colleges and universities are the key link in improving the overall efficiency of China’s innovation system. Taking the new direction of energy geotechnical engineering as the starting point, this paper analyzes the current status of the innovative ability of undergraduate students majoring in civil engineering in colleges and universities, proposes a teaching concept that is student-centered and enhances their professional identity and national strategic mission, create an innovative curriculum system with professional characteristics, build an innovative ability assessment and incentive mechanism based on the platform of scientific research projects undertaken by college teachers, assist with strategies and suggestions for cultivating innovative undergraduate students by focusing on high-quality teaching staff and deepen school-enterprise cooperation to cultivate high-quality talents with innovative spirit and practical ability.

新工科视角下土木工程专业协同育人模式研究

当前,国内高校正积极致力于将课程教学从单纯的知识传输转变为引导学生掌握知识的灵活运用。教学模式已经从传统的单向理论传递转变为理论与实践相结合的方式,旨在创建多学科交叉互补的教育模式。此外,协同育人已成为我国高等教育教学改革的新常态。本项目以土木工程专业协同育人实践模式为例,进行了协同育人的现状分析和实践研究,提出了协同育人的有效途径。旨在培养适应未来社会发展需求、基础理论扎实、专业知识广博、实践能力突出、掌握智能建造技能、能够胜任工程项目的智能建造与管理等工作,具有创新能力、国际视野和领导意识的综合性复合型人才。

考虑累计货运交通量影响的普通国道沥青路面衰变规律研究

为了更加准确预测沥青路面的使用性能,以天津市普通国道沥青路面典型指标损坏状况指数PCI、技术状况指数PQI的实测数据,考虑累计交通量数据的影响,建立了沥青路面指标PCI、PQI的衰变预测模型,分析验证了新建模型的预测精度。结果表明:考虑累计交通量影响后的预测模型,相关系数和预测进度均有显著的提高,预测精度达到95%以上。

区域交通碳排放相关指标测算及影响因素分析

为了更好地掌握交通运输行业碳排放相关指标动态变化规律,分析交通碳排放影响因素驱动力,依据IPCC(intergovernmental panel on climate change)清单指南提供的相关数据,对区域交通碳排放相关指标进行测算;建立改进的STIRPAT(stochastic impacts by regression on population affluence and technology)模型,运用最小二乘回归和岭回归法对交通碳排放影响因素进行定量分析.以北京市为例,研究该地区2005—2014年交通碳排放情况,得出区域交通运输业碳排放发展态势及各影响因素对碳排放总量的驱动力影响程度排序,该研究结果可为其他省市交通运输业碳排放研究提供借鉴.

大货车驾驶员交通心理与交通安全的研究

笔者从交通心理学的角度,对大货车驾驶员在行驶过程中的心理状况、因攻击性驾驶行为、强烈的冒险动机的驱使、对道路期望心理的失衡及交通安全感偏差等不良心理因素而导致恶性交通事故进行分析。通过研究得出以下结论大货车驾驶员是一特殊的群体,应重视对该群体的教育、培训与管理,从而提高驾驶员的职业道德水平、性格品质、交通安全感及驾驶技能,以改善道路安全环境和交通安全状况、降低道路交通事故发生率。

基于复杂网络的交通阻抗模型研究

针对城市道路交通拥堵及路网道路使用不合理的交通现状,将影响交通阻抗的因素分为交通流特性和路网结构特性两大类;结合ArcGIS、UCINET以及Matlab等工具,通过复杂网络理论量化网络结构特性对交通阻抗的影响;采用节点收缩方法从结构上确定其对交通阻抗的影响,并与BPR路阻函数相结合,建立综合阻抗的参数模型;根据熵权法来确定模型中的ψ、ω两个参数值。最后以天津市部分城市道路网络为例,进行实例验证,结果表明综合阻抗算法更精确地表征了城市道路网络的交通阻抗。

腐蚀和重载交通对预应力混凝土梁耐久性影响研究

为探究重载交通荷载和不均匀腐蚀作用对钢筋混凝土梁可靠性能的影响,根据某服役公路桥梁缩尺设计了7根预应力钢筋混凝土梁。对经过海水浸泡和电化学腐蚀的试件,进行了静载及疲劳试验,结合未腐蚀梁试验结果对试件的疲劳寿命、破坏形态等随荷载上限的变化规律进行了分析。研究表明:腐蚀后的试件延性变差,承载力降低了约8%,开裂荷载也明显下降了25%,试验梁的抗疲劳能力显著下降,高疲劳上限试件更甚。

南开大学大学生活动中心施工模拟与监测

南开大学大学生活动中心结构采用特殊的"扁担式"悬挑结构形式,分为张拉侧和悬臂侧,最大悬臂长度为22.75 m。施工工况分为立柱拆除临时支撑、立柱张拉以及胎架拆除,利用MIDAS有限元软件对施工各工况进行了数值模拟,并与现场监测采集的数据进行了对比分析。模拟计算理论值与实测数据吻合较好,验证了分析此类结构施工过程中有限元分析所采用的计算模型和方法的可行性,以确定结构在施工完成后能否达到设计要求的受力状态。

城市交通碳排放预测的多模型对比分析

为寻找合适的城市交通运输碳排放预测方法,基于STIRPAT模型,选取人口总量、人均GDP、机动车保有量、碳排放强度、城镇化率、旅客周转量和货物周转量等7项指标作为城市交通运输碳排放影响因素,分别建立基于遗传算法优化支持向量机、粒子群优化支持向量机、网格搜索优化支持向量机预测模型,并以1995—2016年交通运输碳排放相关指标作为基础数据做实例分析。结果表明:GA-SVM对比PSO-SVM与GS-SVM所得出训练集的相关系数分别增长了2.74%和1.07%,测试集的相关系数分别增长了1.04%和0.29%,较其它两种预测模型具有良好的学习和推广能力,说明GA-SVM模型更适合对城市交通碳排放进行预测分析。

道路交织路段交通流优化控制仿真研究

交通工具多样、混行、交织演化成为道路交织路段交通安全问题的主要诱因和道路通行效率下降的瓶颈。传统的交织路段交通流优化控制偏向宏观控制,较少依托微观仿真模型,并且已有的微观仿真模型对于反映交织路段复杂的非线性关系存在一定差距。因此,建立高准确度的道路交织路段交通流微观仿真模型是进行交通流优化控制、保证交通安全的基础。综合考虑社会力和元胞自动机的优缺点,建立一个非机动车和行人需要横穿马路的多交通方式高密度交织路段的混合交通流模型,以中学门口道路区域放学期间交通流为例,对交织区的多状态交通流进行仿真,提出交通组织方案,并对不同交通组织方案下道路实际通行能力和平均过马路时间的影响进行实验分析。结果表明针对高密度混合交织路段的交通组织优化具有较好的适用性,并对不同交通需求施加不同策略,可保证交通安全、抑制交通拥堵从而达到提高道路通行效率目的。

城市交通污染及其控制

阐述了目前我国城市交通环境污染所面临的问题．除了日益严重的大气污染、噪声污染、水质污染外，在改革开放的形势下，出现了许多交通污染新问题．分析了污染源及其控制措施，并对城市交通环境的改善提出了建议．

天津港港内道路交通现状分析

天津港是我国北方重要港口之一,具有重要的战略地位和经济作用。天津港集疏运成为港口综合通过能力的重要一环,港内道路交通至关重要。文中从高峰小时流量、主要通道和关键点速度、车辆构成特征等角度对天津港港内道路交通现状进行分析,比较全面地描述和掌握天津港港内道路交通现状,为未来的建设和管理起到借鉴作用。

中新天津生态城交通系统设计

中新天津生态城道路交通设计充分体现绿色交通理念,与一般城市道路交通设计存在较大差异。文中以其为例,从道路平面设计、横断面设计、纵断面设计揭示生态绿色交通系统的道路交通设计特点,分析其设计的合理性和可实施性,最后提出壳体通道桥新的设计理念,实现机非分离、动静分离,到达道路设计与景观和谐共存。