美国货车交通安全理论研究与技术应用现状及展望

世界经济的快速发展必然带动货运交通量迅速增长,受道路条件、车辆性能和不良驾驶行为等因素综合作用,货车交通事故易发,且经常造成严重的人身财产损失。为提高货运车辆交通安全管理水平,从货车事故理论、主动安全防控技术、安全仿真建模技术3个方面回顾美国货车交通安全技术的研究脉络和主要实践成果,总结公路货车交通安全研究的模型框架、研究热点、主要信息系统及分析技术,探讨有效推进货车交通安全理论研究、技术装备研发和管理实践探索的关键问题和研究趋势。研究发现,翔实可靠的数据是开展货车交通安全理论研究的基础,主动安全理念逐步贯彻于货运交通系统建设和运营全过程,各类仿真技术能够有效拓展货车交通安全研究的广度和深度。

城市道路交通信号自适应控制方法研究综述

城市交通控制正从数据贫乏的时代向数据丰富的时代发展,传统基于有限数据建立的自适应交通控制系统不能有效利用实时交通数据,其控制理论与方法已明显落后,下一代自适应交通控制系统理论与方法被提出。从基于模型交通控制、基于智能计算交通控制和基于数据驱动交通控制3个方面综述交通信号自适应控制方法应用研究的现状,分析其技术特征和差异,探讨交通数据丰富环境下3类自适应控制建模方法的关键问题和技术发展趋势。

不利天气下山区高速公路交通流特性分析

为解析不利天气下的山区高速公路交通流特性,本文选择云南省某典型山区高速公路2019年8月至2021年6月的交通流数据和气象数据,运用对数正态分布和独立样本t检验解析不利天气种类对山区高速公路的车头分布时距和交通量的影响形式与机理。研究结果表明:车头时距与不利天气的恶劣程度呈正相关关系,不利天气恶劣程度的增加会导致车头时距整体上偏大,且产生较大的分布变化;不利天气的种类对山区高速交通流的影响程度按从高到低的顺序依次为雪天>雾天>大雨>中雨,其中,中雨、大雨和雪天下车辆的流量受到的影响有一定的时效性和迟滞性。

山区高速公路交通事故特征分析与动态风险评估

为实现山区高速公路交通事故风险动态评估,选择云南省某典型山区高速公路的道路条件数据、交通事故数据和交通流数据,采用配对式病例-对照法对事故数据和非事故数据进行匹配处理,通过描述性统计分析和二元Logistic回归分析,研究山区高速公路交通事故时空分布特征,并构建动态风险评估模型。结果表明,季节变化带来的客观环境差异并不足以导致交通事故数明显的季度波动;交通事故主要集中在雨季和节假日出行高峰的4月、5月、8月、10月,主要发生在连续下坡、连续下坡+隧道路段等道路线形组合不良区域;采用显著变量建模、阈值为0.5、事故与非事故比例为1∶1时,构建的二元Logistic回归模型的预测效果最佳。

恶劣天气对高原山区高速公路交通流特征的影响分析

为定量分析雨、雪、雾等高原山区常见恶劣天气对高速公路交通流特征的影响,利用长期监测的昆明市小铺—兔耳关高速公路固定监测点的交通流与天气状况数据,针对不同天气的影响,估算不同天气下车速和流量的折减系数,并与恶劣天气对平原地区高速公路交通流影响进行对比分析;然后采用回归分析方法,标定了不同恶劣天气条件下的高原山区高速公路速度-流量关系模型。结果表明:在小雪和中雪天气条件下,高原山区高速公路平均车速分别下降6 km/h和10 km/h,交通流量分别下降5.4%和22.0%;在小雨、中雨和大雨天气条件下,平均车速分别下降3 km/h,5 km/h和12 km/h,交通流量分别下降4.8%,16.4%和16.7%;在小雾和中雾天气条件下,平均车速分别下降6 km/h和14 km/h,交通流量下降比例均未超过3%。

山区二级公路交通事故致因的时间演化机制

为获取二级公路事故致因的时间演化机制,根据云南省元(谋)双(柏)二级公路2012—2017年事故数据,以交通事故严重程度为因变量,以时间、交通运行环境及交通事故参与者等为自变量,基于熵权-逼近理想解排序(TOPSIS)法量化交通事故严重程度;采用相关性分析法分析自变量与因变量间的相关程度;依托Logistic模型建立各年交通事故严重程度分析模型,并从拟合优度检验和预测准度检验等2方面检验模型的信度与效度。结果表明:事故发生天气、时间段、事故形态、是否涉及无防护车辆以及是否涉及大型车辆等与事故严重程度相关性较高,且形态为碰撞行人、涉及无防护车辆或大型车辆的事故严重程度较高。

恶劣气象条件对路面湿滑系数的影响研究

为了研究湿滑系数与路面抗滑性能的表征关系,确定湿滑系数的应用范围,研究了不同积水深度、不同积雪厚度和不同结冰厚度恶劣气象条件下路面湿滑系数以及路面抗滑性能的变化情况;建立了湿滑系数与积水深度、积雪厚度及结冰厚度的关系曲线,确定了湿滑系数与摩擦系数的相关性。研究结果表明:湿滑系数随着积水深度、积雪厚度及结冰厚度的增加而逐渐减小,湿滑系数越大,路面抗滑性能越好;反之,路面抗滑性能越差;实测湿滑系数的变化范围为0.80~0.10,并根据湿滑系数的变化将路面抗滑性能分为良好、一般、较差和很差共4个等级,从Ⅰ~Ⅳ级路面抗滑性能逐渐降低。验证了可以采用湿滑系数来表征路面抗滑性能的可行性。

多智能体强化学习在城市交通网络信号控制方法中的应用综述

交通信号控制系统在物理位置和控制逻辑上分散于动态变化的网络交通环境,将每个路口的交通信号控制器看做一个异质的智能体,非常适合采用无模型、自学习、数据驱动的多智能体强化学习(MARL)方法建模与描述。为了研究该方法的现状、存在问题及发展前景,系统跟踪了多智能体强化学习在国内外交通控制领域的具体应用,包括交通信号MARL控制概念模型、完全孤立的多智能体强化学习(MARL)的控制、部分状态合作的多智能体强化学习控制和动作联动的多智能体强化学习(MARL)控制,分析其技术特征和代际差异,讨论了多智体强化学习方法在交通信号控制中的研究动向,提出了发展网络交通信号多智能体强化学习集成控制的关键问题在于强化学习控制机理、联动协调性、交通状态特征抽取和多模式整合控制。

高原山区公路环境下交通事故形态致因分析

为揭示高原山区公路环境下不同交通事故形态的致因,明确不同事故形态的关键影响因素及影响程度,利用采集的典型高原山区公路交通事故统计数据,基于事故形态视角构建Logistic模型,选取追尾、正面及刮擦3类事故形态为因变量,从道路交通环境、道路交通设施与车辆类型等方面选取7类影响因素为自变量,分析事故致因。结果表明:不同事故形态的致因存在明显差异性,标志标线设置是3类事故发生的保护因素,信号灯设置是正面碰撞事故发生的保护因素,追尾事故发生的危险因素是机非分隔带;对追尾事故影响最大的是大型客车,是其他车辆的5. 282倍;中型货车对正面碰撞的影响最大,是其他车辆的5倍,但对刮擦事故的影响最小;不利天气对追尾事故发生的影响是正常天气的3~4倍;夜间行车无路灯照明,发生追尾事故的概率为白天的1. 312倍。

山区高速公路交通事故时空分布特性与安全改善对策

我国山区公路面临着严峻的安全形势,尤以高危路段上重大交通事故、大范围交通拥堵等对公路网的运行安全和可靠性的挑战最为突显.从事前主动预防的安全理念出发,准确识别交通事故分布规律,解析多因素作用下公路安全影响机理是交通安全动态管理的基准.文中以云南山区的典型高速公路为例,以近4年历史交通事故数据为基础,定量分析我国山区高速公路交通事故的时空分布特性,甄别其主要影响因素,提取高风险路段上线形指标的重要决策参数,并系统总结行之有效的安全改善对策.

层状斜坡振动台实验的频谱特性研究

本文通过大型振动台试验,对硬岩顺层、反倾和软岩顺层、反倾4类结构岩体边坡的地震动力响应的频谱特性进行了分析。实验结果表明:传递至坡肩的振动信号,是一个包含了斜坡本身材料和结构特征的复杂信号集合。对这一信号的傅里叶频谱进行分析获得的特征信息,与斜坡本身的结构特性吻合,说明在振动台试验中采用这一方法对斜坡结构进行研究是可行的。在本次试验中,当不同频率的垂直向震动施加于边坡时,坡肩衍生振动频率的幅值呈现了明显的反倾高于顺层,硬岩高于软岩的特性;而水平震动施加于边坡时,则硬岩顺层,软岩反倾斜坡具有更高的幅值,频率也更集中于特定的卓越频段,而硬岩反倾和软岩顺层斜坡的水平震动响应则相对不显著。另外,硬岩顺层斜坡对震动的响应表现比软岩顺层明显,而软岩反倾的反应比硬岩反倾明显。当施加垂直向天然波信号时,顺层斜坡的傅里叶频谱图像与台面波形基本保持一致,而反倾斜坡表现为对特定频率段的幅值放大更加显著。水平向加载天然波信号时各个斜坡呈现了更多的一致性,表明此工况下坡体结构与岩性的影响则明显较不显著。

基于改进多因素相互作用关系矩阵的场址评价——以CSNS工程选址为例

工程场址评价方法中传统的权重确定方法无法反映多元地学信息之间的复杂关系,影响评价结果的客观公正。为更好地满足大型工程设施选址的需要,将传统多因素相互作用关系矩阵法由常权改进为动态变权并引入工程场址评价,提出工程场址适宜度(ESSI)评价方法和定量评价指标,通过分析影响因素间作用关系及其在不同时空下对系统整体的影响,确定其在系统整体评价中根据实际情况动态变化的变权,根据权重计算工程场址适宜度。将该评价方法应用于中国散裂中子源工程选址工作,使用6个影响因素在5个比选场址中的变权及常权分别评价工程场址适宜度并对比分析,确定第3场址作为工程建设场址。实践证明基于多因素相互作用关系矩阵的ESSI评价方法与指标更具科学性、合理性和实用性,以期为类似工程选址提供参考。

三参数Weibull分布估计沥青混凝土疲劳失效研究

通过间接拉伸疲劳试验分析3种不同沥青混凝土材料在3种不同温度条件下疲劳失效特性。采用考虑形状参数、位置参数和尺度参数的Weibull分布函数对不同加载条件下材料疲劳寿命分布特征进行估计,提出了基于位置参数迭代计算下的特征参数估算方法,并给出了50%保证率下的材料疲劳寿命曲线和疲劳方程。研究结果表明:三参数Weibull分布函数可以避免在试验初始阶段进行疲劳失效概率的不合理估计,更好地预估小子样条件下材料疲劳失效分布;预估结果中特征参数项具有良好的线性相关性,三参数Weibull分布能较为清晰地反映出材料不同试验条件下的疲劳失效寿命分布。

高原特长隧道驾驶人动态决策跟驰模型与限速研究

为研究高原特长隧道跟驰特性及驾驶人决策行为,优化隧道路段限速值,在云贵高原地区特长隧道进行了实车跟驰试验.基于采集跟驰数据,分析驾驶人在高原特长隧道的驾驶决策行为并得到加减速决策模型;提出隧道跟驰过程中驾驶人局部效用最优概念,通过安全跟驰距离模型、驾驶人感知速度模型及驾驶人决策模型,建立局部最优的驾驶人动态决策跟驰模型,仿真驾驶人在隧道路段上的最优决策行为.研究结果表明:在高原特长隧道进口段及出口段,驾驶人趋于选择更大的跟驰距离;基于局部最优的驾驶人动态决策跟驰模型,能较好地仿真最优跟驰行为,得到隧道路段最优决策速度并作为最高限速值.本文结论为改善高原特长隧道路段行车安全状态提供了理论支撑.

丁苯胶乳改性水泥砂浆流变特性研究

通过不同剪切应力加载速率试验,分析了丁苯胶乳改性水泥砂浆在外力作用下不同阶段的流动和变形的特性,建立了其基本流变特性模型。研究结果表明:丁苯胶乳改性水泥砂浆在外力作用下的流变特性分为三个阶段,第I阶段,得出丁苯胶乳改性水泥砂浆符合牛顿流体模型的流变特性,剪切速率与剪切应力呈线性比例增长,建立其第一牛顿区;第II阶段,得出其在该阶段表现出黏性、弹性和塑性的复杂流变特性,建立了用圣维南固体模型、牛顿流体模型及胡克固体模型并联来表征其流变特性的模型;第III阶段,得出其符合牛顿流体模型的流变特性,建立了其第二牛顿区,得出了其绝对屈服应力。综合各阶段的流变特性,建立了丁苯胶乳改性水泥砂浆的流变特性模型和流变特性方程。考虑实际应用情况,建立了其简化的流变特性模型和流变特性方程。

美国连续配筋水泥混凝土路面开裂行为控制指标与措施研究综述

美国AASHTO 2002力学经验设计指南和中国JTG D40-2011《公路水泥混凝土路面设计规范》都将连续配筋水泥混凝土路面(简称为CRCP)横向裂缝的开裂间距和横向裂缝处钢筋位置的裂缝宽度同时作为控制指标。然而,国际上对CRCP开裂行为的合理控制指标尚存在争议。该文回顾了20世纪60年代至今美国在CRCP开裂行为控制指标与水泥混凝土材料组成、纵向和横向钢筋的布设和施工条件等对开裂间距及裂缝宽度影响的关键因素方面的研究成果。

两组节理控制下的公路岩质边坡稳定性分析及防控措施研究

节理岩质边坡的稳定性很大程度上取决于节理的抗剪强度及节理分布形式,多组节理控制下的岩质边坡稳定性分析存在参数选取和计算方法方面的问题。本文以某公路的节理岩质边坡为研究对象,采用节理抗剪强度折减的有限元方法研究了两组节理控制下的岩质边坡滑动机理,通过节理室内剪切试验和边坡稳定性反分析相结合的方法给出了合理的节理抗剪强度参数:节理1的强度参数是内聚力30k Pa、内摩擦角40°;节理2的强度参数是内聚力5k Pa、内摩擦角5°。在此基础上,考虑爆破施工对边坡岩体节理抗剪强度的弱化作用,对边坡稳定性进行了评价,分析结果得到了边坡的潜在滑动模式为节理控制下的浅层滑动。针对该边坡实际情况建议了以预应力锚索地梁为主的防控措施,即坡面中部采用三排1000k N级预应力锚索,间距3m,钢筋混凝土地梁水平间距5m。

高山峡谷区带状地形图空地一体化测绘方法研究

针对在高山峡谷区利用无人机测绘长线路带状地形图存在精度不足的问题,提出了一种结合无人机倾斜摄影测量技术和车载激光扫描技术的高山峡谷区带状地形图空地一体化测绘方法。首先,归纳了高山峡谷区无人机测绘带状地形图存在的3个主要问题:控制点数量偏少和分布不均、传统航测空三加密方式不适应倾斜摄影空三加密、无人机点云非地形噪点滤除难度大,并分别给出了相应的解决方案。基于上述解决方案,提出了完整的带状地形图测绘流程和方法。实验验证结果表明:在无人机倾斜摄影测量生成的带状地形图满足工程带宽要求的基础上,结合车载激光扫描技术后,地形图测绘精度进一步提高,可以满足大比例尺工程地形图的实际测绘需要。

美国水泥混凝土路面板硬化温度梯度研究进展综述

硬化温度梯度(Built-in Curling)对水泥混凝土路面的使用性能有着显著的影响,而中国的水泥混凝土路面设计规范尚未将其纳入设计之中。为追踪国际上水泥混凝土硬化温度梯度的研究进展,该文系统回顾了近几十年来美国在路面硬化温度场方面的一系列研究,分别介绍了硬化温度场监测、硬化温度梯度对温度应力和刚性路面使用性能的影响,以及美国现行的AASHTO设计指南中对硬化温度梯度的考虑及尚存在的不足。同时讨论中国当前在此领域研究中存在的问题及水泥混凝土路面设计发展的改进方向。

中、美水泥混凝土路面设计方法对比分析

世界各国对水泥混凝土路面的设计有着不同的标准与方法,设计过程大都考虑交通荷载、材料特性以及环境条件等因素的影响,而中国由于混凝土路面设计起步较晚,设计方法主要依赖于理论计算,未能充分考虑路面实际使用情况,并且一些水泥混凝土路面确实已经出现不同程度的结构性破坏和功能性缺陷。该文拟对中国以力学分析为基础和美国以经验为依据的水泥混凝土路面设计方法进行对比,为中国水泥混凝土路面设计方法的完善提供一些可供借鉴的经验。