创新驱动下的云南省交通规划设计研究院——云南交通行业首个863科技计划项目成果展示

1课题概况“十二五”末,云南省交通规划设计研究院（陆地交通气象灾害防治技术国家工程实验室）承担的863计划“现代交通技术领域”项目“高原山区公路工程防灾减灾综合技术及智能预警系统研究与应用示范”,顺利通过了科技部组织的课题验收。这是我院第一次承担这一级别的科研任务,该课题也是我省交通行业的首个“863计划”科技项目。

高速公路服务区景区化景观规划设计研究——以牟定服务区为例

高速公路服务区的景观建设直接影响人们在高速公路服务区内的滞留时间,丰富且具有差异化特色的景观有利于人们积极尝试当地旅游项目。据此,本文以高速公路服务区设计的基本理念入手,简要介绍牟定服务区的基本建设改观与优势,并提出服务区景观建设的创新性建议,以期为相关单位提供设计思路。

浅谈云南省楚雄州武定县排水管网规划设计

简要介绍了云南省楚雄州武定县城排水规划设计,从规划理念、原则、方法等方面阐述了排水规划设计方法,并且详细说明了区域排水系统中雨水、污水管网的规划情况。县城雨水根据汇水面积分为9个区域,污水分为4个区域,分片区、分系统进行水力计算和管网布置,使得规划工作更加合理、科学。

海绵理念在高速公路服务区规划设计中的应用

为解决传统服务区硬化铺装面积大、功能单一、雨水资源利用程度低等问题,基于海绵城市理念,以云南某海绵服务区设计为例,在传统服务区的设计基础上,从海绵服务区设计理念、场地评估、海绵设施布置、植物配置4个方面探讨了高速公路海绵服务区设计。通过因地制宜地使用“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种技术措施,使项目实现径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制及雨水资源化利用等目标;同时,打造功能完善、环境优美、特色鲜明的高速公路服务区,也是绿色公路建设的重要体现。

某高速公路钢-混组合梁桥设计分析与研究

钢混组合梁结构是充分利用钢梁与混凝土的组合性能的优势,提升了桥梁结构安全、经济、美观等综合性能。以具体的钢混组合梁结构设计项目为例,桥面板为混凝土桥面,桥面板底设置2根槽型钢箱梁,通过剪力钉连接桥面板与槽型钢箱梁,横向是通过内横撑和箱间横梁连接,主要是从结构总体设计、结构的验算和施工工艺方法三个方面对钢-混凝土组合梁结构进行设计分析研究,结果表明该组合梁结构合理、安全可靠;进一步利用大型桥梁专用软件Midas/Civil建立钢-混凝土组合梁结构的有限元空间梁格模型并进行分析,理论计算结果表明,钢混组合梁桥力学性能满足规范设计要求;钢箱梁在制造加工、运输、吊装等过程中整体稳定性和刚度均满足要求。

基于模糊逻辑的山区高速公路交通事故预测研究

为解决事故预测中变量及变量关系之间的模糊性,引入模糊逻辑方法,建立基于模糊逻辑的山区高速公路交通事故预测模型。收集云南省某典型山区高速公路的道路几何线形和交通事故等数据,按道路是否位于山阴面进行分类,提出能表征特殊节点和不良天气影响程度的显著变量;将变量划分为5个模糊集合,并采用三角形、梯形隶属函数将变量模糊化,训练得到693条有效模糊控制规则,按照模糊推理机制对模型进行推理,反模糊化后得到精确的事故预测结果。结果表明,模型的预测精度、平均绝对误差和平均绝对百分比误差分别为90.2,0.88次/km,11%,预测精度较高且适用于同类型的山区高速公路。因此,利用模糊逻辑对山区高速进行事故预测具有一定的可行性和可移植性。

山区公路无控平交口实时交通冲突风险预警系统设计及效果评估

为解决我国大规模山区公路无控平交口交通事故预防的诸多难点和症结,设计研发了一款山区公路无控平交口实时交通冲突风险预警系统,包括路侧一体化智能预警单元和中心远程管理系统软件。当路口存在冲突风险时,系统采用图形、文字和灯光的多模态LED板,向驾驶员一体化发布交通冲突风险预警信息和动态路况信息。现场安装测试结果表明:①在5种冲突风险场景下,预警策略显示正确率为100%;②当无车辆冲突、主路仅显示提示信号时,约60%的车辆有刹车减速行为;当路口车辆存在交通冲突,主路发布冲突警示信号时,80%左右车辆会减速;③70~85 km/h车速范围内的车辆占比从60%下降到45%,85%车速从示范前的81.4 km/h下降为78.1 km/h。

山地城镇道路规划设计关键技术问题探讨

结合山地城镇的特点,对规划设计过程中出现的关键技术问题展开讨论,提出了建议和解决办法,为山地城镇道路建设者提供借鉴。

基于ARIMA-LSTM的高速公路交通安全组合预测模型研究

为建立准确有效的交通事故预测模型,提升高速公路交通安全水平,以重庆市11条高速公路2011—2016年共计65 119起交通事故为基础,选取“事故数量”和“死亡人数”2项总量指标,描述统计高速公路交通事故在时间维度上的月分布规律。通过自回归差分移动平均(ARIMA)模型捕捉时间序列数据中的线性时序特征,使用长短时记忆神经网络(LSTM)模型拟合预测残差序列中的非线性时序特征,建立了基于ARIMA和LSTM的高速公路交通事故组合预测模型,并以均方根误差(RMSE)、平均绝对百分比误差(MAPE)值作为模型的评估指标。结果表明:ARIMA-LSTM组合预测模型各项指标的预测精度均优于单一的ARIMA模型,其中“死亡人数”组合模型改善效果显著,其RMSE与MAPE值相较于ARIMA模型分别改善了55.83%和54.80%;“事故数量”组合模型的RMSE和MAPE相较于ARIMA模型改善了23.15%、23.29%。

市政道路规划设计对城市发展的重要性探析

随着城市化发展水平的不断提高,市政道路建设将会在其中扮演着重要的角色。就市政道路而言,他对于公民能否实现快速出行,全面提升城市环境水平,将会起到重要作用,因此全面完善交通基础设施建设,科学规划市政道路,对于现代化城市发展,具有十分重要的影响,在我国现代的城市化进程过程当中,也出现了很多城市市政道路设计不合理的现象,本文将会对市政道路科学规划与城市发展的密切关系进行讨论和分析,为我国市政道路规划水平的提高,城市化发展水平的提升提供重要帮助。

堆载下深厚软土侧移分析及响应面预测方法研究

为预测路堤堆载作用下的土体侧移,为土位移法计算既有高铁桥梁桩基内力及侧移提供条件,本文采用Midas GTS建立二维有限元模型,计算路堤填筑产生的土体侧移,分析土体参数、路堤参数及堆载空间位置等因素对土侧移的影响。对各因素进行敏感性分析,采用响应面法,以5次多项式构建土体侧移与各因素之间的显式关系式。结果表明:路堤填筑后,土层总位移呈“灯泡”形,侧移沿深度方向呈现“弓”形;土体最大侧移随着土体泊松比、路堤堆载等级、路堤填筑宽度增加而增大,随距路堤中心距、土体弹性模量增大而减小;土体侧移对土体泊松比、路堤堆载等级、土体弹性模量、路堤填筑宽度、距路堤中心距离较敏感,对下层岩体的泊松比等因素不敏感;拟合得到的响应面函数可准确预测不同堆载等级下深厚软土土体侧移。研究结果便于快速估算堆载下土体侧向位移。

高烈度地区高塔斜拉桥抗震设计研究

复杂地形条件和高烈度地区高速公路斜拉桥抗震体系设计是高速公路斜拉桥设计的一个重要环节,合理的结构抗震体系可以确保地震作用下结构具备良好的抗震性能。本文以一座高烈度地区山区高速公路高塔斜拉桥为研究对象,结合现有斜拉桥纵向、横向抗震体系研究成果对其展开抗震设计。首先确定了该桥纵向、横向抗震体系约束布置方式,在此基础上进一步对相应减震装置的关键力学参数进行了参数分析,最终确定了桥梁合理的抗震体系。研究结果表明:设置合理的纵向、横向抗震体系可以实现高烈度地区高塔斜拉桥减震抗震设计;通过在主桥多点位设置合理力学参数的液体黏滞阻尼器及横向钢阻尼可以降低高塔斜拉桥设计地震作用下的纵向、横向地震响应,从而达到所需的抗震设计要求;减震措施的力学参数应综合考虑地震作用下斜拉桥关键部位的位移、内力响应来选取。本文的研究思路可为同类型桥梁抗震体系设计提供参考。

地域特征在园林景观设计中的应用研究

为了提高园林景观设计水平,首先从自然特征和文化特征两方面总结了地域特征的主要构成要素,随后分析了地域园林景观设计的相关理论及存在的问题,最后对地域园林景观进行了多维度对比,并提出了设计具有地方特色园林景观的具体方法。

独塔混合梁斜拉桥总体设计及关键技术研究

以一座独塔柱混合梁斜拉桥为工程背景,大桥具有结构不对称度高、钢混结合段受力复杂、斜拉索锚固方式多样、抗震烈度高等设计特点和难点,通过采用UHPC混凝土、PSB930高强螺纹钢筋、低回缩锚具新型材料,采用综合调索方法、有限元分析方法、抗震措施等技术手段,采用预应力二次张拉施工工艺,科学地解决了独塔混合梁斜拉桥的多项关键技术难题,达到结构受力合理、安全可靠的目的,为同类型桥梁设计与研究提供了思路。

面向交旅融合的交通安全设施体系研究

以交旅融合为背景,采用定性与定量相结合的方法,以云南省为例,分析交旅融合下的交通特征和旅游特征,进一步明确交旅融合对交通安全设施体系的影响。基于此,建立面向交旅融合的交通安全设施体系,系统地阐述了标志、标线、护栏、防眩设施、隔离栅五个子系统,提出了每个子系统的详细内容及适用场景。

考虑空间关联效应的山区高速公路事故分析模型研究

为鉴别山区高速公路交通事故影响因素并确定相邻路段间安全效应的空间关联作用,以云南省某山区高速公路为研究对象,从交通运行条件、道路几何线形两方面收集事故影响因素,整理了3258起交通事故数据,利用同质法划分出686个路段(即事故建模时的基本路段单元)。在现有负二项(Negative Binomial,NB)模型和混合效应负二项(Mixed-Effects Negative Binomial,MENB)模型的基础上加入空间关联效应项,构建了山区高速公路事故空间关联效应(Space Related Partie,SP)模型,并与NB和MENB进行了对比分析。通过模型估计及敏感性分析,识别出对事故风险有显著影响的年平均日交通量、路段长度、平曲线偏角与曲率、纵坡坡度、竖曲线坡差绝对值、平均坡度七个因素。模型检验及对比分析结果表明:SP模型整体表现优于NB模型,拟合优度优于MENB模型,可对事故影响因素进行安全效应分析;立交路段事故风险高于基本路段;路段前后的平曲线偏角、纵坡坡度等越大,对路段产生的风险溢出越大。

生态保护区公路路线设计关键技术研究

生态保护区环境自然环境脆弱,而现阶段我国对生态保护区公路建设技术尚不完善,因此,对生态保护区公路路线设计进行研究是非常迫切和必要的。本文通过对云南小勐养至磨憨高速公路路线设计进行系统研究,得到在生态保护区公路建设过程中路线设计中的设计原则和路线设计的关键技术,可供其他类似项目参考与借鉴。

基于BP神经网络的隧道超前地质预报资料综合解译技术研究

为提高超前地质预报资料综合解译的准确性,本次研究通过大量预报工作实践与持续开挖验证,建立了一套基于隧道掌子面地质调查法、地震波反射法和电磁波反射法于一体的隧道超前地质预报资料的综合解译规则。其中,一级综合解译基于掌子面地质编录一项指标和超前地质预报探测的四项指标分析得到,包含70条一级综合解译结果;二级综合解译在一级综合解译的基础上增加了地质雷达探测资料的两项指标,包含117条二级综合解译结果;二级综合解译比一级综合解译更详细、具体,降低了多解性出现的概率。同时,选取了70组训练样本,采用Back Propagation神经网络分析方法训练解译规则,形成了一套隧道超前地质预报综合解译技术。最后,以大巴山脉某公路隧道预报为应用实例,提出方法的预报准确率在80%以上,证明了该综合解译技术的有效性,研究可为隧道综合超前地质预报资料解译提供参考。

山区桥梁设计风参数实测方法及与规范结果对比研究

针对山区桥梁设计风参数难以确定的问题,提出结合地形模型风洞试验、现场风观测、气象站数据统计分析确定山区桥梁设计风参数的方法。采用地形模型风洞试验确定桥址风场空间分布;利用短期内桥址现场与气象站同步观测结果对比确定两地风速缩放关系;再根据气象站长期风速资料确定风速概率分布模型,并结合风速缩放关系、桥址风场空间分布得到桥址各位置的设计基准风速以及检验风速。以某拟建跨峡谷大跨悬索桥为背景,应用该方法确定了该桥设计风参数,并与《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/T 3360-01—2018)计算结果进行对比。结果表明:山区桥址平均风速沿桥轴线呈不均匀分布,具有明显的方向性;桥址平均风速在高风速时以东南风向与西北风向为主,且东南风向形成负攻角,西北风向形成正攻角,风攻角正负具有明显的风向依赖性;平均风攻角随着风速的增加而降低,但仍明显高于我国规范规定范围;-3°~+3°小风攻角下,规范方法得到的检验风速高于实测方法,偏安全,对于大风攻角,规范方法偏危险。

面向高速公路的智慧应急管理系统研究与设计

按照“平时监管、战时调度”的平战结合的思路,围绕高速公路应急管理业务,以实时性、实用性、便捷性为研究原则,从高速公路应急管理的问题及需求分析、系统技术架构、系统功能设计三个层次进行分析与研究,提出一整套从路网运行监测、现场协同处置、应急综合管理三个维度的应急管理系统设计思路,可为高速公路应急管理工作提供有力的技术支撑。