公路交通安全设施绿色低碳评价指标体系研究

公路交通安全设施在其生产、运营、维护和拆除等阶段均会消耗大量的能源,产生大量的碳排放,然而,当前国内外均缺乏针对公路交通安全设施的绿色低碳评价方法。基于全生命周期理念,明确了公路交通安全设施碳排放分析边界划分为生产制造、安装施工、运营维养及回收处理4个阶段,并明晰了各个阶段的碳排主要来源。基于系统性、科学性、普遍性和可操作性的原则,构建了公路交安设施绿色低碳评估指标体系,共计包括30个指标。运用层次分析法计算得到了绿色低碳公路评价指标权重,建立了公路交通安全设施绿色低碳评价方法。结果表明:在公路交通安全设施全寿命周期内,材料的生产制造和设备的运营维养是减碳阶段最重要的评价指标,其碳贡献和减排潜力最大。

公路交通安全设施数字化转型技术路径分析

为了提出一套系统的公路交通安全设施数字化转型技术路径,首先分析了数字化的概念和发展历程。其次,根据国内外学术界对数字化转型涉及的关键信息和要素的分析,结合部分商业界、工业界已应用的数字化转型路径,总结出一般行业的数字化转型涉及的维度和要点,作为交通安全设施数字化转型的理论支撑。然后,分析了国内外交通安全设施数字化发展现状,明确了交通安全设施数字化转型的价值和能力。最后,针对交通安全设施数据信息不完整且利用不充分的焦点问题,提出了信息化、数字化、智能化的交通安全设施数字化转型路径,包含公路交通安全设施数据自动化收集、数据一体化存储控制、智能管控等核心要素。结果表明:该数字化转型路径可以为公路交通安全设施的数字化发展提供参考依据,并为交通运输管理机构对公路交通安全设施的管理、运营、养护等工作提供科学决策支持。

北京冬奥会公路交通保障高速公路易滑路段评定标准研究

为识别2022年北京冬奥会公路交通保障高速公路易滑路段,辨识公路交通保障重大风险,基于我国交通运输法律法规、标准规范的分析研究,根据以往科研项目试验成果,综合分析了我国东北、新疆等北方地区冬季公路养护数据。结合北京、张家口地区冬季公路交通的季节特征、地理特征、环境特征,分别研究制订了桥梁、隧道、路基路面、互通服务区、收费站、事故多发路段等不同类型的易滑路段评定标准。结果表明:依据该评定标准识别高速公路易滑路段,明确高速公路易滑重大风险点段,有利于合理配置应急资源及针对性开展公路交通重大风险防控,保障跨赛区公路通道交通服务的安全、高效、可靠。

小交通量农村公路标志立柱型式研究

农村公路具有交通量小和信息要素少的特点,因此设置在小交通量农村公路路侧的交通标志通常版面较小,其承受风荷载值也较小。针对小交通量农村公路路侧标志立柱选型问题,对不同风荷载作用下的标志立柱结构进行了计算,结合常用立柱截面形式,分析了在小交通量农村公路路侧标志立柱方面的适用性。综合分析了小交通量农村公路标志设置环境和材料经济性等因素,对不同截面型式立柱方案进行了分析,得到了不同标志版面在不同风速作用下的材料用量对比,在此基础上从安全可靠和绿色经济角度提出了标志立柱选型建议。结果表明:风速较大时选用C型钢结构更具经济性和低碳性。研究成果可为小交通量农村公路路侧标志结构设计选型提供参考,减少标志立柱结构用钢量,对于提升小交通量农村公路交安设施低碳化水平具有重要意义。

交通标线夜间动态视认距离自动测量方法研究

交通标线对保障行车安全具有重要作用,夜间视认效果是决定其功能发挥的主要指标。当前评判该指标的主要方法为检测标线逆反射亮度系数,这类方法仅考虑标线材料反光性能,忽视了驾驶人视觉感知因素,无法直接表征驾驶人对标线的视认效果,存在一定局限性。对此,基于标线夜间动态视认距离评估视认效果,提出了一种基于多传感器融合的动态视认距离测量方法。该方法使用激光指示器标记人眼对标线的最远视认位置,利用计算机视觉在图像中识别车道线。在由车道线和图像边界组成的搜索区域中,根据激光指示器标记点的颜色特征识别并获取其在图像中的坐标。基于激光雷达和工业相机联合标定数据及路面方程约束条件,建立了激光点云坐标与图像坐标间的映射关系,从而计算出标记点点云坐标并最终得到视认距离。该方法所形成的检测系统可对所标记标线的最远可视位置自动识别并测算距离,实现车辆在80 km/h高速行驶下的连续测量。依托北京市周边典型道路开展了286个数据集测试。结果表明:该方法工作稳定可靠,对标线动态视认距离具有较好的估算精度,在90 m范围内距离估算精度可达99%,最大误差仅1.3 m,可满足标线视认距离的检测需求,大幅提高检测效率。研究结果可为推动公路交通标线养护自动化、信息化,为实现交通标线精细化管理提供技术支撑。

基于深度神经网络的国道风险评估技术研究

为解决在工程实际应用中,iRAP道路风险评估模型难以适应不同道路环境条件下风险评估的问题,研究收集了我国东部沿海三省部分国道道路的基础信息数据,并通过视频图像处理、人工信息编码以及专家校核的方式得到了风险评估数据集。在iRAP原有模型的体系框架的基础上,利用深度神经网络对模型权重系数进行调整更新,从而构建国道典型路段上的道路交通安全风险评估模型NNRAP。研究结果表明,NNRAP模型在多分类道路风险分级上展现出了良好的性能,在测试集上的分类准确率达到了90.35%;在二分类道路风险分级上,NNRAP模型对于道路高风险路段的分类精度达到了94.08%,明显优于iRAP模型的分类精度。

无信号交叉口处基于深度强化学习的智能网联车辆运动规划

为了兼顾无信号交叉口处智能网联车辆通行效率和舒适性要求,提出基于深度强化学习的车辆运动规划算法.结合时间卷积网络(TCN)和Transformer算法构建周围车辆行驶意图预测模型,通过多层卷积和自注意力机制提高车辆运动特征捕捉能力;利用双延迟深度确定性策略梯度(TD3)强化学习算法构建车辆运动规划模型,综合考虑周围车辆行驶意图、驾驶风格、交互风险以及自车舒适性等因素设计状态空间和奖励函数以增强对动态环境的理解;通过延迟策略更新和平滑目标策略提高算法稳定性,实时输出期望加速度.实验结果表明,所提运动规划算法能够根据周围车辆的行驶意图实时感知潜在的交互风险,生成的运动规划策略满足通行效率、安全性和舒适性要求,且对不同风格的周围车辆和密集交互场景均有良好的适应能力,不同场景下成功率均高于92.1%.

基于计算机视觉的交通标线破损自动评估方法研究

为了能够高效、低成本地评估交通标线的使用状况和完整度,提出了一种基于计算机视觉技术的评估方法。该方法可使用成本较低的数码相机收集路面图像数据,并通过一系列卷积神经网络对交通标线的破损状况进行全自动识别。提出了标线破损率的概念,通过估计破损部面积和标线原轮廓面积之间的比值来客观反映标线的破损程度。采用目标检测模型识别出图像中标线的边框,并采用KCF算法对标线边框进行跟踪从而确定目标标线。为了估计目标标线的破损率,采用语义分割模型识别了标线上的破损部。从卷积神经网络的感受野出发分析了标线原轮廓识别的关键问题。采用由空洞卷积构建瓶颈部的U-Net模型还原了破损标线的原轮廓阔,为计算破损率提供关键信息。测试结果显示:所提方法可有效地自动评估交通标线的破损率。

基于交通仿真的隧道标线优化对通行效率和运行安全影响分析

高速公路隧道内一旦发生拥堵,易造成驾驶人对前方拥堵状况判断失误,加大了隧道内交通事故发生的概率和严重程度。为支撑高速公路隧道通行效率和运营安全综合性提升,通过分析隧道交通事故和拥堵特性,确定了事故易发路段和拥堵成因,提出了隧道内车行道分界线施划虚实线和虚线的标线方案。通过VISSIM仿真软件分析了2种方案在3级和6级服务水平对应的交通量下对隧道通行效率和车辆运行安全的影响。结果表明:在3级服务水平下,虚实线方案对隧道通行效率和运行安全性提升均优于虚线方案,能够在一定程度上提升隧道路段的通行效率和车辆运行安全水平,但在6级服务水平下,采用2种标线方案对隧道通行效率和运行安全提升效果均不显著。

基于驾驶模拟试验的立体复合高速公路出口指路标志布设

为了提高立体复合高速公路互通区域的安全性,以深圳某高速公路为例,结合国内外相关规范及案例,设计了4种标志布设方案,并通过驾驶模拟试验进行了驾驶行为对比分析和方案优选。考虑驾驶人驶出匝道出口时对指路标志的视认、反应及决策等特征,选取了反应时间、反应起始位置、方向盘转角、速度、加速度等在感知判断、操纵行为、车辆运行方面的表征指标对试验数据进行了分析。通过重复方差分析,探究了各项指标的显著性,进而得到了不同指路标志设置方法对驾驶人行为的影响程度,并据此对立体复合高速公路转换匝道处的标志设置综合效用进行了评估。结果表明:不同指路标志设置方法对驾驶人引导效果存在显著差异,增加方向分隔信息和分车道指引信息,能够使驾驶人反应时间缩短、反应起始位置提前,在一定程度上提升车辆操纵水平和速度调控能力,使车辆运行状态更加平稳;通过模糊综合评估可知,在立交匝道出口处增加方向分隔信息和分车道指引信息同时减少指路标志目的地信息量的设计方案,最有利于行车安全,能够以“空间换取时间”,使驾驶人提前做出反应,更加安全、平稳的驶出匝道。

超高速公路建设需求与可行性研究

随着智能车辆技术的进步以及对国内外高速公路最高限速差距的认识,超高速公路建设逐渐成为行业关注热点。对超高速公路从国外运营实践、建设需求、驾驶期望、建设成本、出行成本、事故风险研究、线形安全研究等现状进行了归纳和综述。从政策环境、高铁发展经验、技术进步与产业发展、公众期望等方面来看,超高速公路的建设需求正在不断上升。从建设成本和出行成本控制、事故风险防控等方面明确了我国目前建设超高速公路具有可行性。提出了深化基于自然驾驶的超高速公路安全研究、加强超高速公路综合绩效评价方法研究、及时修订《道路交通安全法》关于最高限速的规定、加强事故处置和应急救援体系研究等下一步研究方向和我国超高速公路建设的路径。

危险货物运输车辆通行桥隧相关管理问题研究

为了提高危险货物运输车辆通行桥隧安全管理水平,保障危险货物运输安全,在分析我国危险货物运输车辆通行桥隧现行管理规定、剖析政府相关部门的管理职责的基础上,结合部分桥梁隧道对危险货物运输车辆的管控情况,指出了我国在危险货物运输车辆通行桥隧安全管理方面存在的问题,包括政府安全管理权责界面不清、企业安全管理执行不到位、通行管理制度不明确、事故应急救援不成体系以及从业人员专业技术水平参差不齐等问题,进而提出了完善政府与企业在安全管理、通行措施、应急救援和学习培训相关法律制度的建议,为完善危险货物运输车辆通行桥隧安全管理工作提供参考。

水下公路隧道突发事件应急处置策略

针对水下公路隧道突发事件应急处置策略不明问题,在分析水下公路隧道面临的自身病害、自然灾害、事故、社会安全事件、设备设施失效、其他突发事件等运营安全风险的基础上,从常规突发事件和巨灾事件2个方面构建了水下公路隧道运营单位突发事件应急预案体系框架。综合近年来国内外公路隧道突发事件处置经验和教训,明确了及时启动响应、快速先期处置、及时管控交通、疏散救人为先、强化协调配合的应急处置原则,提出了相应的应急处置流程,包括:第一时间发现定位、快速启动应急响应、迅速评估现场事态、先期力量快抵现场、有效管控进洞交通、迅速疏散滞留人员、开展现场先期处置、视情扩大响应级别,协助专项力量救援、响应终止恢复交通等,并给出了火灾、危化品泄漏等水下公路隧道典型突发事件的先期处置措施。

危险货物运输车辆通行桥隧相关法律体系

为规范桥隧危险货物通行安全管理,健全危险货物桥隧通行管理体系,对我国危险货物运输车辆通行桥隧现行法律法规进行了梳理分析。总结了危险货物运输相关法律法规对交通运输、工信、公安、应急等多个部门法律的权责分配以及桥梁、隧道通行相关管控中存在的危险货物运输相关法律法规衔接不畅、更新不及时、桥隧管理体系不明确、桥隧危险货物运输通行规则缺乏统一的管理要求以及分级分类机制、全国桥隧管理差异较大等问题。结合其他国家相关法律体系总结了经验,提出了理顺危险货物道路运输管理逻辑,明确了桥隧为安全管理节点而不是限制重点,建立健全危险货物运输相关法律法规-标准规范体系。

超高速公路设计标准研究综述与展望

从超高速公路概念与分级、驾驶适应性与人因、几何线形设计标准、沿线设施设计标准、交通组织与管理等方面的研究现状进行归纳和综述。结果表明:超高速公路最高设计速度取140~160 km/h时,通过提速改造或新建的方式满足当前普通小客车的思路,更适合当前的交通发展现状;超高速驾驶适应性、人因与驾驶行为方面的研究还未系统开展;几何线形设计标准方面相关研究普遍基于车辆动力学理论推荐,但结果存在一定的差异;缺少基于驾驶人和车辆超高速行驶适应性和稳定性的验证研究,缺少交通流基础规律和适应交通量标准研究;缺少互通式立交、隧道、服务设施、安全设施、路面条件等设施方面的研究,应进一步结合人因与驾驶行为、车辆动力学特性系统开展相关研究;缺少交通流组织与管理方式方面的研究,当前条件下,如何从空间上分离不同特性的车辆、降低干扰、保证超高速功能的发挥,需要从驾驶行为规则、限速管理、车道管理、车型管理等方面开展研究;应加强不良天气管理、应急救援管理、日常养护管理等方面的研究,确保超高速公路功能正常发挥;研究手段方面,考虑到驾驶人和车辆超高速行驶适应性、规律性和稳定性方面的问题,应该大量补充基于实车试验、驾驶模拟试验等手段的研究。

卡车司机对道路忠诚度的评价方法研究

为把握卡车司机道路选择的需求心理和道路服务质量改善诉求,从道路的商品属性和卡车司机享用道路服务的角度,建立了道路忠诚度评价指标体系。基于问卷调查数据构建了考虑卡车司机“情感价值”变量的道路忠诚度结构方程模型,分析了卡车司机道路选择的内在作用机理并提取了相关影响因素。依托问卷调查数据,利用Amos软件分析了10项潜变量和30项显变量之间的关联关系及对应参数。结果表明:道路作为商品在其本身产生价值之外,卡车司机在使用过程中产生的情感依赖同样会对道路服务价值的感知产生影响;“情感价值”是影响“道路忠诚度”的重要因素,卡车司机在某一条道路使用过程中情感体验的长期积累对运输路线的选择具有影响;卡车司机对熟悉道路满意度并不能替代忠诚度,在道路服务质量和使用体验并未达到卡车司机期望的情况下,受制于费用成本和对陌生道路可靠性的信任度等因素,熟悉道路仍“被迫”成为多数卡车司机的首选项;在保证安全前提下,如何节省时间成本和金钱成本是卡车司机选择运输路线的首要考虑因素;相较以往采用静态指标组合权重的方法评价道路服务水平,从卡车司机道路选择忠诚度的角度评价道路服务水平,是现有评价方法的有效补充,能够更加直观反映用户对道路服务水平的提升需求。

地基土体对货车与波形梁护栏碰撞效应的影响

公路上正常行驶的车辆一旦操纵失控,安装在路侧的护栏就显得极为重要,可避免车辆直接冲出道路发生致命危险.波形梁护栏是最常见的一种被动防护装置,可有效抵御车辆施加的碰撞荷载.依据常规的设计思路,这种护栏可以利用波形梁板、防阻块和立柱的变形来吸收汽车碰撞所产生的能量.但与实际情况不同的是,在这一过程中忽略了地基土体对碰撞过程可能产生的影响.本文通过分别建立不考虑和考虑地基约束作用的碰撞计算模型来研究土体的贡献.在模拟过程中,分别观测货车的运行轨迹、护栏的变形和土体的变形.此外,也分析了不同部件对碰撞能量的吸收比率.与立柱接触区毗邻的土体因受冲击荷载影响,可能发生剪切失效.整个护栏系统中超过10%的系统能量实际上是由土体吸收的,常用的简化固定基模型跟实际情况有一定的出入.

驾驶员道路熟悉程度对事故严重程度影响分析

为探究驾驶员道路熟悉程度对事故严重程度的影响,以2017—2018年的2605件高速公路交通事故作为数据基础,构建了REGOP模型,分析了相同外部环境下,驾驶员属性、道路、环境等多因素交互作用下,熟悉道路和不熟悉道路的驾驶员在交通事故中所受事故伤害严重程度的差异性。结果表明:REGOP模型拟合优度更高,能够更好地用于事故严重程度影响因素分析;在所研究的因素中,0:00—6:00时间段、雨天、追尾、侧翻对两类驾驶员的事故伤害严重程度均有显著影响;0:00—6:00时间段、雨天、雾天、雪天、追尾、侧翻、酒后驾驶、疲劳驾驶等因素对熟悉道路的驾驶员受伤严重程度有显著影响;0:00—6:00时间段、17:00—20:00时间段、隧道路段、急弯路段、连续长下坡路段、雨天、黄昏时段、侧翻事故、驾驶员年龄大于65岁等因素对不熟悉道路的驾驶员受伤严重程度有显著影响;驾驶员在事故中的受伤害严重程度并且不是由某一项因素决定的,对不同道路熟悉程度的驾驶员,导致事故伤害严重程度的影响因素存在较大差异,同一类影响因素分布值不同时也会对不同道路熟悉程度的驾驶员产生较大差异的影响。

路面加铺后套筒加高护栏防护能力分析

为了保证路面结构的功能性能够满足高速公路运营期的需求,通常的做法就是在路面进行加铺罩面,导致设置在路侧的护栏高度不满足设计时的相关要求。针对路面加铺罩面造成的路侧护栏防护能力降低的问题,为了充分利用路侧既有护栏,减小路侧护栏的施工量,针对套筒加高护栏板高度的提升方案,采用数值模拟方法对车辆-护栏碰撞模型进行建模,模拟了路面加高16 cm条件下,车辆与采用套筒加高的护栏碰撞过程,分析了护栏相关变形指标和车辆相关指标,得到了护栏的实际防护能力与防护效果,验证了采用套筒加高护栏措施的可靠性。研究结果可用于高速公路路面加铺后的护栏改造施工项目中,实现了对既有路侧护栏的充分利用,降低了交通安全设施的材料消耗和碳排放水平,对于运营过程中的高速公路路侧安全水平提升和绿色低碳化发展具有重要意义。