技术与制度协同演化与我国交通运输治理能力现代化——基于纵向案例研究

以国家高速公路联网不停车收费工程的演化变迁历程为纵向案例,基于技术与制度关系理论研究我国交通运输行业发展的底层逻辑和提升路径。研究发现:我国交通运输行业的深刻变革不是传统线性思维下技术或制度的单向决定论,而是在技术与制度的协同演化中推进我国交通运输治理能力现代化。即决策者能够基于已有的制度、组织、规则、经验及认知来建构技术发展的路径,而技术也使得制度的变迁成为可能,二者相互影响,互为选择。为进一步提升我国交通运输行业治理能力,既要发挥技术对组织调整和制度变革的潜力,又要强化制度对技术发展的选择、规范和引导作用,从而,在技术与制度的协同演化中加快交通强国建设步伐。

高速公路收费站ETC/MTC混合收费车道通行能力计算模型研究

分析了ETC/MTC混合收费车道入口ETC车辆占比αE和连续到达ETC车辆排队长度w对混合收费车道平均服务时间tS的影响;对SHAKER模型进行了修正,并对修正SHAKER模型参数进行了标定,建立VISSIM仿真模型对修正SHAKER模型的有效性进行了验证;分析了ETC/MTC混合收费车道通行能力与ETC车辆占比之间的关系,提出了考虑车辆平均服务时间的ETC/MTC混合收费车道入口通行能力估计模型,并与余弦函数模型进行了对比分析。结果表明:不同ETC车辆占比下,ETC/MTC混合收费车道入口通行能力修正SHAKER模型计算值和VISSIM模型仿真值的相对误差ε<10%,在允许范围之内,验证了修正SHAKER模型的有效性;ETC/MTC混合收费车道通行能力随着驶入混合车道ETC车辆占比的增大而增大;与余弦函数模型相比,笔者提出的估计模型更能反映ETC/MTC混合收费车道的交通运行特性。

K-means算法在高速公路ETC数据分析中的应用

为了更高效地利用高速公路ETC数据集并提升数据处理速度,深入分析ETC用户的主要特征和高速公路存在的潜在问题。以我国某省份某高速公路出入口2023年6月的ETC通行数据为例,通过Python编程语言对数据进行清洗,采用环形特征编码处理时间数据,并运用K-means聚类算法对数据进行处理。重点关注入口时间、出口时间、本省通行里程等指标,对用户的收费里程、速度以及行驶时间3个核心特征进行分析,借助聚类中心点和雷达图进行可视化展示。分析结果显示,傍晚时段的通行效率较低,晚间疲劳驾驶和午夜超速问题较为突出。根据通行里程分析,白天主要以短程和中程用户为主,长程用户倾向于在上午进入高速公路,同时,该高速公路存在大量的通勤车辆。在速度分析方面,低速组多为短途车辆。K-means聚类算法的应用使得数据处理过程快速且可靠,结合更多的ETC数据,可以进一步深入了解高速公路通行的主要群体和状况。研究成果可为制定差异化收费政策提供有力依据。例如,通过聚类分析进入高速公路的时间,确定高峰时段和低谷时段,适时提高高峰时段的费用,降低低谷时段的费用,从而提高通行效率、平衡路网流量。这具有重要的现实意义。

GaAs基底上制备圆孔阵列光栅及其影响因素研究

为解决半导体激光器的偏振问题,提出了一种利用泰尔博特位移光刻曝光技术在Ga As衬底上制作周期光栅的方法,并系统研究了工艺参数和抗反射层对制备的周期光栅质量的影响。利用二次光刻工艺和反应离子蚀刻工艺在Ga As衬底上制备圆孔阵列周期光栅;通过电感耦合等离子体蚀刻设备制造均匀光栅。实验结果表明,该工艺流程可制备深度为20~150 nm的动态可调圆孔阵列周期光栅;当曝光剂量为30 m J·cm^(-2),曝光光强度为2 m W·cm^(-2),显影时间为1 min时,所曝光出的周期光栅符合实验要求;重复实验证明了利用泰尔伯特位移光刻技术制备光栅工艺的可行性及稳定性。

基于XGBoost算法的高速公路短时交通流量预测

在快速城市化背景下,高速公路交通流畅度对经济效率与民众生活至关重要,故在复杂多变的高速公路网中,快速精准预测交通流量成为实时交通管理的核心前提。然而,由于短时交通流具有非线性和随机变化的特点,交通流量的准确预测一直面临着巨大的挑战。为了克服这些挑战,构建了一种基于XGBoost算法的短时交通流量预测模型,旨在提高交通流量预测的准确性。该模型基于XGBoost算法的强大学习能力和优秀的泛化性能,通过对历史交通流量数据的学习,能够更好地捕捉交通流的复杂模式和规律。为了检验XGBoost模型的准确性和有效性,使用江西永武高速公路某路段ETC门架数据进行了一系列测试,并将结果与传统的ARIMA、BP、GBDT、Prophet模型进行了比较。实验结果表明,相比于传统的预测模型,XGBoost模型在短时交通流量预测中具有更高的预测精度。这将为公路交通管理部门提供更有效的决策支持,帮助其优化交通流,减少交通拥堵,提高交通运行效率。

椭圆横断截面新型双轴柔性铰链设计及分析

现有同位正交复合缺口双轴柔铰存在矩形横断截面锐边结构,增大了应力集中效应,且无法通过优化纵向缺口轮廓来消除。为此,提出一类椭圆横断截面新型双轴柔铰。首先以圆弧缺口为对象,构建该类柔铰的参数化结构模型;然后基于卡氏第二定理建立其柔度及最大应力理论模型,通过有限元分析验证模型的有效性,基于此,实现了柔度及应力集中特性分析;最后通过实验测试验证了柔铰的柔度性能。结果表明,椭圆横断截面型双轴柔铰具备两向各异柔度,可从本质上避免锋利锐边结构,降低应力集中效应,与具有相同缺口结构的矩形横断截面型双轴柔铰相比,工作能力可提高47.9%,该类柔铰结构拓展了现有缺口型柔铰的基本类型。

考虑交通状态影响的服务区凝聚层次聚类入区判别模型

为了精准掌握高速公路服务区入区车辆特征、提升服务区运营管理水平,基于高速公路ETC门架通行和收费数据,在分析服务区路段和邻近服务区路段车辆行程时间和速度分布特征基础上,考虑路段交通运行状态影响,提出了基于凝聚层次聚类的运行状态识别方法和服务区分车型入区判别模型。以G65包茂高速大观服务区为例,通过关联上、下游门架路段交通运行状态,明确了服务区路段车辆在4种不同运行状态下的速度概率分布特性,结合聚类给出了各个运行状态下车流密度和速度变化的入区判定条件,并利用服务区视频卡口数据进行验证分析。结果表明:判别误差主要分布在拥堵时段,全日客车和货车在考虑运行状态下的相对误差分别为1.5%、7.0%,与不考虑路段运行状态情况相比分别提高了2.9%、4.1%,验证了模型的有效性,为获取高速公路服务区入区车辆特征提供了一种新的思路。

基于ETIC模型的公安院校学生的道德判断特性分析

道德判断是人类重要的社会认知能力,道德判断能力须从青年期开始培养。通过基于道德判断的ETIC模型来分析公安院校学生的道德判断特性,并比较与普通大学学生异同,发现公安院校学生对每一种道德情境(中性×中性、中性×负性、负性×中性、负性×负性)的道德判断都更加宽容,但实际负性情绪更高。由此证明,公安院校学生能较好控制情绪,在进行道德判断时更依赖于认知加工,倾向于理性思维主导的道德判断。公安院校学生正义感强,自身情绪稳定,利于以公平正义的方式履行人民警察的职责。

RBC对ETCS-2级列车同股道接车重联防护方案研究

针对欧洲各国不同信号系统复杂制式的运营需求,分析ETCS-2级列控系统基于无线闭塞中心(Radio Block Center,RBC)控制列车停站以及重联作业需求,根据从联锁获取的进路状态,从RBC角度提出列车停站防护并保障重联作业安全的方案,在进路解锁后给列车发无条件紧急停车、撤销移动授权至车头、补发引导模式曲线授权、保持既有授权并增加授权监督防护4种防护方案,并同时从安全性和可用性两方面论述所提方案的可行性问题。最终选择保持既有授权并增加授权监督防护作为实际工程应用方案,不影响系统可用性的前提下提升系统安全性。

基于栏杆常开的高速公路自由流收费ETC车道系统研究

在撤站这一行业新发展背景下,围绕收费效率提高、通行体验提升、运营管理水平增进、收费秩序保障能力增强等系列目标,本文借助区块链、AI等前沿技术,提出一种基于栏杆常开的高速公路自由流收费ETC车道系统解决方案。本方案针对ETC车道提出,在运营管理规则与现有保持不变情况下,改变ETC专道栏杆控制模式,进一步提升ETC通行体验和效率。经实践验证,本方案能够有效提升ETC通行能力、避免收费站拥堵、增强ETC吸引力,同时满足车主用户与路段单位需求。

鹅不食草配方颗粒指纹图谱及一测多评法研究

目的:建立鹅不食草配方颗粒指纹图谱检测方法及一测多评含量测定。方法:采用Agilent Poroshell 120 SB-Aq色谱柱(2.1 mm×150 mm,1.9μm),乙腈-0.1%磷酸为流动相,梯度洗脱,流速0.2 mL/min;柱温为25℃;0~60 min检测波长为325 nm,60~100 min检测波长为225 nm。结果:指纹图谱确定26个共有峰,多批次图谱相似度均大于0.9。建立含量测定方法线性范围良好(r^(2)=0.9994~1.000),平均加样回收率99.6%~101.1%建立相对校正因子,通过绿原酸能够准确计算含量,咖啡酸、3,5-二-O-咖啡酰奎宁酸、4,5-二-O-咖啡酰奎宁酸、3,4-二-O-咖啡酰奎宁酸、隐绿原酸、新绿原酸相对校正因子为1.761、1.387、1.273、0.828、1.141、1.082。结论:本研究制定的方法能作为检测手段简便有效、重复效果好,可为鹅不食草配方颗粒的质量控制和评价提供依据。

塞尔维亚信号系统与ETCS-2系统结合的应用

根据塞尔维亚铁路信号系统的系统需求和本国列车防护系统的特点,通过对ETCS等级转换、行车许可的分析,提出塞尔维亚信号系统与ETCS-2系统结合的适配性解决方案和应用探讨,为中国高铁技术装备“走出去”提供技术参考。

ETC智慧停车建设现状与发展

针对当前城市停车难问题,通过采用ETC技术,创建ETC智慧停车城市平台,将有效推动试点城市的建设,提升城市现有停车场资源的合理分配,提高车位周转使用率,方便公众出行。探索与研究ETC入驻城市停车场,提出解决方案,为ETC智慧停车建设实施方案的编制和后续施工提供参考。

智能交通系统中高速公路ETC车辆的路径识别技术

本文主要探究了基于ETC标识点的高速公路ETC车辆路径识别系统的设计要点和应用效果。该系统利用ETC标识点收集车辆牌号、所属车道、通行时间、行驶速度等信息,并将参数上传至路段收费中心,根据车辆路径计算通行费用并自动从非现金支付卡中扣费。从应用效果来看,该系统可以在车辆正常行驶过程中完成信息识别和扣费,不影响ETC车辆的正常行驶;相比于基于人工标识站的车辆路径识别,该系统的路径标识成功率更高,并且在预防交通事故和降低使用成本等方面也有显著效果。

高速公路出口智能机器人系统设计

介绍一种高速公路出口智能机器人,它可完全取代人工收费,并可提供高效的异常定位和处理能力,同时具有良好的人机交互方式,可为车主提供客户服务,打造高效智能的无人收费站。该系统通过应用机器视觉识别技术、云服务技术、智能语音播报技术、智能信息识别技术、智能道闸控制与管理技术等,通过对各技术的整合并应用于主控机、机芯单元、动环系统、车辆检测单元及读写单元、配电单元等,构成了一套高效的智能高速公路出口智能机器人系统。该系统实现了对车辆的自动识别,提高了计费和支付的效率,使机动车辆通过收费站时更加方便快捷。

ETC技术在山西省高速公路领域的拓展应用

针对ETC技术在推广过程中暴露的问题,提出ETC+多场景应用的解决思路,详细阐述了ETC技术在山西省高速公路应用领域的拓展研究,研究表明,随着ETC技术在各类涉车应用领域的推广,逐渐能够形成高速城际交通、城市交通以及车生活领域的数据综合平台。各类数据的组合和碰撞能够为高速公路各个领域提供坚实的数据基础,同时也能够为探索和解锁山西交通新产业、新业务领域提供重要的支持。

基于改进质心法的ETC车道场强分布中心定位算法研究

为了指导ETC车道路侧单元(RSU)天线的安装和调试,提出基于改进质心法的ETC车道场强分布中心定位算法,计算ETC车道RSU天线无线信号场强分布中心位置,与ETC车道交易区中心做对比,可以量化RSU的调整建议,最大程度让高强度信号分布在交易区域内,提高ETC的效能。通过比较分析场强质心法、能量质心法、距离加权质心法以及指定范围质心法的计算结果和误差分析,发现距离加权质心法误差最小,误差为4.078%,更加适用于ETC车道场强分布中心定位计算场景。研究成果在山西省应用,用数理统计的方法分析出山西省高速道路ETC车道横向场强中心的分布范围为[-0.4,0.3]m,纵向场强中心的分布范围为[3.93,6.65]m,可用于指导该地区RSU天线的安装和调试工作。同时,发现该地区ETC车道存在水平场强中心偏左的问题,给出有针对性的调整建议。

基于改进GCN-sbuLSTM模型的高速公路交通量预测方法

为解决现有高速公路交通量预测方法在捕捉动态时空依赖关系方面的不足,提出了一种融合信息几何方法与注意力机制的新型高速路网交通量预测模型。首先,利用信息几何方法量化ETC门架之间的动态数据分布差异。然后,利用注意力机制来捕获交通的动态空间依赖关系。最后,结合一种堆叠的双向递归层结构,提出了一种长时间跨度的并行子模型算法,即基于信息几何方法(Information Geometry)和注意力机制(Attention Mechanism)优化的图卷积神经网络(GCN)结合堆叠双向单向长短期记忆神经网络(sbuLSTM)的组合模型—IGAGCN-sbuLSTM。采用该模型对100多条路段、3000多处门架近7亿条高速公路ETC门架系统数据进行分析,结果显示:与LSTM、GCN、GCN-LSTM、ASTGCN等现有4种模型相比,在10 min时间尺度下,IGAGCN-sbuLSTM组合模型的平均绝对误差(MAE)分别降低了2.39,3.72,1.02,1.46,均方根误差(RMSE)分别降低了3.25,4.32,2.05,5.65,平均绝对百分比误差(MAPE)分别降低了5.49%,12.54%,1.56%,0.5%。研究表明,IGAGCN-sbuLSTM模型在预测精度和不同时间间隔的预测性能上均优于现有的单一捕获特性模型及其他常用的组合模型,可广泛应用于高速公路收费、车速等数据的预测分析。

浅谈长深高速天长段联网收费系统跨省切换的技术难点及方案

2022年底,随着北沿江高速公路滁州至天长段的通车,一直孤悬于安徽高速公路网外的长深高速天长段,具备了回归安徽高速公路联网收费系统的条件。简要分析了长深高速天长段联网收费系统由江苏省切换回安徽省的跨省技术难点,同时阐述了长深高速天长段联网收费系统跨省切换的过程及方案。

基于门架系统的高速公路车辆检测系统研究

随着我国高速公路建设的快速发展,公路里程、车辆通行数量都在持续增长,为实现公路运营的智慧化、数字化,使车辆可以有序、高效、安全通行,在新建、改建公路逐步增设车辆信息采集装置。文章提出一种基于ETC门架系统的车辆检测系统,分析了车辆检测系统的运行原理,并进行实际应用,通过对经过门架的车辆进行实时数据采集,可更准确地掌握通行车辆的速度、车型、质量等物理指标,从而精准监控车辆状态、运行轨迹。