潇湘荣耀——湖南省交通科学研究院有限公司获奖科研成果展示

＂立足精品战略,奉献优质工程,推动科技创新,打造交科品牌＂,与共和国同岁的湖南省交通科学研究院有限公司,迎来了事业发展的又一巅峰,抓住交通建设的大好发展机遇,积极开拓市场,利用特色技术和专有技术开展了勘察设计、工程监理、工程质量检测、工程施工、智慧交通、交通环保监测、交通安全等技术服务,成功打造了交通科研、勘察设计、试验检测、工程监理、交安机电施工五大优势业务板块。

湖南省交通运输领域碳排放达峰路径研究

交通运输是当今世界经济发展的重要组成部分,但也是产生大量碳排放的主要行业之一。本文以2021年为基准年,设置参考情景、低碳情景和强化低碳情景,通过LEAP(Long-Range Energy Alternatives Planning System)模型对2022—2035年湖南省交通运输领域碳排放量进行预测分析。结果表明:参考情景下,湖南省交通运输领域碳排放量高速增长,2035年排放量达5724.78万t,预测期内未出现峰值;低碳情景和强化低碳情景下,湖南省交通运输领域碳排放预计分别于2033年、2029年达到峰值,峰值量约为4481.44万t、4257.95万t。预测期内,能源消费量仅在强化低碳情景下达峰,于2030年达到2162.24万t标准煤的能源消费峰值。最后,基于减排潜力分析提出湖南省交通运输领域绿色低碳发展的3个主要建议:建议采取强化低碳情景下的强化节能减排措施,尽早实现碳达峰;社会车辆是减排关键子领域,建议推广新能源的同时构建清洁电网,实现减排效益最大化;公路货运是减排重要抓手,调整运输结构和降低重型货车的碳排放是减少公路货运排放的主要措施。

基于联网收费数据的湖南省高速公路物流通道供需适应性研究

公路运输是现代物流体系中的重要组成部分,高速公路是公路运输中最重要的载体,研究高速公路货运特征,分析物流通道供给和物流需求之间的适应性,有利于推进物流行业持续向好发展,推动交通运输与现代物流深度融合。基于高速公路联网收费数据,可有效识别高速公路物流通道,并通过流量饱和度指标来评估物流通道的供需适应性。首先将高速公路货车联网收费数据基于路径识别点处打断,降低货车运行轨迹还原的计算复杂度;其次利用广度优先搜索算法、朴素贝叶斯分类理论精准还原货车运行轨迹,然后根据货车运行轨迹,计算高速公路路段货运车流量、货运量、饱和度,从物流的角度分析研究交通设施供给的适应性。以湖南省为研究对象的实例表明,湖南省高速公路物流主通道成“三纵三横”的格局分布,京港澳高速公路等路段拥堵日益严重,许广高速公路与长沙绕城高速、江干高速与浏洪高速等衔接仍有不畅。基于联网收费数据的研究方法,可以高效精准地分析与物流强相关的高速公路供需适应性情况,为物流通道规划及交通基础设施布局的理论研究和实践应用提供参考借鉴。

基于湖南省雾情特征的公路交通防雾灾对策研究

在总结并分析湖南省雾情气候特征及其主要成因的基础上,针对大雾灾害对公路交通运输产生的不利影响,提出提高公路工程项目的防雾规划与设计水平、加强公路气象信息数据采集与监测、加强雾天雾区交通安全管理和大雾条件下交通安全应急处置能力等几方面措施,以提高公路交通运输的防雾灾能力。

纤维参数对自密实混凝土工作性能的影响研究

为研究不同类型纤维长度、长径比及掺量对自密实混凝土工作性能的影响,对不同纤维参数自密实混凝土开展坍落扩展度试验、J环拓展度试验及离析率筛析试验,测试其工作性能指标,利用熵权法改进的TOPSIS法对其综合性能进行评价,结合灰色关联法分析不同纤维参数与工作性能之间的关联程度。结果表明,在自密实混凝土坍落拓展度、J环拓展度、扩展时间、离析率等工作性能指标中,离析率的权重最大;掺较短纤维的自密实混凝土的综合得分指数较高;随着纤维长度、长径比及掺量的增加,自密实混凝土的流动能力降低,稳定性增强;纤维长度对自密实混凝土工作性能的整体影响最大,长径比的影响最小。

基于灰色系统的深厚软基上部路堤沉降预测研究

为有效预测某深厚软基上部公路路堤的沉降趋势,在部分监测数据的基础上,采用灰色系统预测模型GM(1,N)对沉降进行预测分析,并与有限元法和分层沉降计算法的结果进行对比.结果表明:有限元分析的结果在总体趋势上与现场监测数据差异较大,理论计算只能提供最终沉降量的预测,无法满足施工阶段性变形预测要求,而GM(1,N)模型对短时间段内的路堤的沉降有较好的预测效果,时间较长时,预测数据将偏大.

基于改进NSGA-Ⅱ和IGA-BP神经网络的索梁锚固区结构优化研究

为实现大跨度斜拉桥索梁锚固区钢锚箱的结构优化,依托某大跨度斜拉桥索梁锚固区结构实际工程,提出了一种基于NSGA-Ⅱ算法与IGA-BP神经网络模型的结构参数优化方法。首先基于BP神经网络确定了钢锚箱响应数据预测的拓扑结构,采用自适应交叉变异改进的遗传算法对钢锚箱结构响应神经网络预测模型的权值阈值调参,得到满足拟合精度要求的IGA-BP神经网络预测模型。然后建立考虑结构平均应力和主要板件上峰值应力的数学优化模型,采用改进交叉、变异算子的NSGA-Ⅱ算法设计了钢锚箱结构参数优化流程。最后联合改进NSGA-Ⅱ算法和IGA-BP模型实现了钢锚箱结构参数的优化求解。结果表明:自适应遗传算法对BP神经网络权值与阈值调参的效果良好,相较于标准BP神经网络,IGA-BP神经网络的拟合精度和训练效率均更高;改进NSGA-Ⅱ算法可以实现对钢锚箱结构参数的寻优求解,根据Pareto协调最优解的结果,钢锚箱支撑板与承压板厚度有一定增加,加劲板和锚垫板厚度略微降低;优化后的结构上平均应力降幅约为2.7%,其中承压板应力峰值由200.9 MPa降低至178.1 MPa,降幅约为11.3%,支撑板应力峰值由199.6 MPa下降至179.5 MPa,降幅约为10.07%。优化后结构高应力区域峰值应力明显降低,中等应力区域分布较优化前更大,一定程度上改善了结构应力集中现象,验证了该方法的可行性。

基于Mohr-Coulomb强度准则的锚杆支护效应研究

从围岩与锚杆相互作用的力学特性出发,基于围岩增强理论,采用数值模拟手段,探究锚杆支护作用下隧道开挖后围岩的力学特性,得到围岩特性曲线(GRC曲线)。通过对比各种锚杆支护参数下与未支护状态下围岩特性曲线的差异,建立锚杆密度与围岩收敛降低比例之间的关系。结果表明:锚杆对围岩收敛的限制作用显著,能很好地控制围岩变形,且锚杆密度越大,支护效果越明显,但当锚杆密度大于3时,收敛限制效果开始减弱;锚杆对围岩收敛的约束作用存在极限值,锚杆密度与收敛减低比例之间满足二次函数关系,Ⅳ级围岩限制比例极限为40.9%,Ⅴ级围岩限制比例极限为33.8%;锚杆支护对围岩收敛的约束作用与围岩性质有关,Ⅳ级围岩的约束效果显著优于Ⅴ级围岩。

透水型建筑固废再生水稳材料抗压性能及疲劳性能试验研究

老旧建筑拆除固体废弃物再生骨料可作为生态化建材用于透水型再生水稳基层,但其力学性能和耐久性仍亟待深入研究。该文采用建筑固废再生骨料替代天然碎石,将再生骨料、高炉矿渣、粉煤灰和硅灰等组分掺量作为设计变量,基于正交试验理论共设计了9种不同胶凝材料配比类型的透水型再生水稳材料,测试并分析了其室内无侧限抗压强度、渗透系数、弯拉应力以及疲劳寿命等力学性能的变化规律,并构建了相应的预测模型。研究结果表明:透水型再生水稳材料7天无侧限抗压强度满足我国高等级公路使用要求,渗透系数也满足我国透水道路使用要求;其疲劳寿命值离散性较大,可用威布尔双参数分布模型较为准确地拟合,基于此分布模型建立了其疲劳寿命预估方程,可较好地预测试样不同存活概率下的疲劳寿命。

混凝土受压过程的声波特性试验研究

检测混凝土结构使用阶段的工作应力状态对评估既有工程结构的安全可靠性非常重要,实际工程中可以采用超声波无损检测技术进行检测.为探讨混凝土构件受压过程的声波特征,制作了多组混凝土试件,采用加载装置进行逐级加载至破坏,加载过程中利用超声波无损测试设备.对不同轴向应力条件下混凝土试件的声学特征进行了测试,分析讨论了时域、频域声学参数与试件承受压应力之间的关系.研究结果表明:超声波波速与混凝土试件压应力之间具有较好的相关性且稳定性好;声波信号的首波幅值及最大振幅绝对值与混凝土压应力之间的相关性较差;声波频域信号中的主频幅值与混凝土压应力之间存在相关性,但受试件内部裂缝的干扰较大;在混凝土结构压应力检测中,推荐采用波速作为评价混凝土应力状态的声学指标.

不同建筑固废再生骨料取代率下粗粒土填料永久变形特性及安定行为研究

为探究城市建筑拆除固废再生骨料部分或全部取代天然骨料用于粗粒土路基填料的可行性,开展不同再生骨料取代率、含水率、围压和剪应力比等组合下的室内大型静动三轴试验,定量研究土性参数和应力状态对试样抗剪强度和累积塑性应变特性的影响规律。基于半对数坐标下累积塑性应变发展的多阶段特征,分别考虑不同阶段塑性变形累积速率以及相邻两阶段的塑性变形累积速率的差异,提出适用于建筑固废再生骨料路基填料的新型安定行为判定准则。研究结果表明:再生骨料路基填料试样的累积塑性应变随含水率和剪应力比的增大而增大,当再生骨料路基填料试样在剪应力比为0.3和0.5时,抗累积变形性能与天然骨料路基填料试验所得的抗累积变形性能接近,综合考虑抗剪强度和累积塑性变形特性的再生骨料路基填料最优取代率为85%;新安定行为判定准则具有较高的准确性,可为相似路基填料的长期路用性能评定提供理论依据。

考虑大件荷载的桥梁网络可靠度分析及路径优化研究

为研究大件运输车辆荷载对桥梁安全性能的影响,提出了一种基于支持向量机和改进灰狼算法的可靠度计算模型,并以此设计了考虑桥梁网络可靠度的大件运输路径优化方法。首先依托大件运输车辆荷载分布统计数据建立了大件运输车辆荷载-桥梁结构响应的机器学习算法映射模型,通过支持向量机拟合大件车辆荷载下的结构功能函数,其次采用融合指数型非线性收敛和柯西变异的改进灰狼算法对可靠度进行求解,计算了某35 m预应力钢筋混凝土T型梁桥在大件运输荷载下的时变可靠度,设计了考虑大件运输荷载下桥梁网络可靠度的路径优化方法。研究结果表明:支持向量机对大件车辆荷载下的桥梁结构响应拟合良好,平均相对误差仅为1.74%;考虑大件运输荷载下的桥梁时变可靠度曲线下降趋势更加明显,且越接近桥梁服役后期,可靠度指标退化速率越快;改进灰狼算法在对功能函数求解时收敛速度极快,寻优稳定性极高;考虑桥梁网络可靠度的路径优化方法可以准确选择当前大件运输荷载下可靠度较高的通行路径。

基于Hoek-Brown强度准则的锚杆支护效应研究

基于围岩增强理论原理,通过数值模拟对锚杆支护效应的量化问题进行了研究分析,建立锚杆密度与GSI之间的等效换算关系,从而对锚杆的支护效应进行量化,并得到以下结论:①锚杆密度与GSI分数之间成线性正相关,锚杆密度越大,GSI分数越高,对围岩的提升作用越大;②在锚杆密度一定的情况下,减小锚杆的排距比减小锚杆的间距对提高围岩强度的效果更为明显;③锚杆支护对硬岩的提升作用不显著,对软岩的增加效果十分明显,岩石越软锚杆的增强作用越明显。

基于极限抗力的微型群桩承载失效模式研究

基于刚度等效原则推导了微型桩组合结构极限承载力计算方法。结合现场试验及监测成果,采用数值分析方法研究了微型桩组合结构加固边坡的极限承载力及极限破坏模式。研究表明:微型桩间距与结构宽度对微型桩组合结构的极限抗力影响显著,微型桩间距越小,布置越密集,结构宽度越宽,组合结构的刚度越大,其极限抗力越大。微型桩组合结构破坏过程分为:滑面土层剪切破坏、微型桩桩体弯曲破坏、桩-土界面剪切破坏、微型桩桩体拔出破坏4个阶段。微型桩组合结构加固边坡最终的破坏形式是桩体拔出破坏,以桩体发生剪切破坏时的荷载作为极限抗力,低估了其承载能力。联系梁能增加微型桩组合结构的整体刚度,但不会显著提高其极限承载力。

基于Seq-GRU的建筑能耗预测方法研究

预测建筑能耗常用物理模型方法和机器学习方法,针对这两种方法存在数据获取难度大与大规模建筑能耗数据下预测精度不高的问题,提出了一种基于Seq-GRU的建筑能耗预测方法。通过构建Seq-GRU深度学习模型,使用历史建筑能耗数据对其进行训练,重点研究建筑能耗数据不同特征对预测结果的非线性关系。Seq-GRU使用GRU构建Seq2Seq模型,预测一段时间内的建筑能耗数据,并通过引入注意力机制等方法提高模型的预测精度和速率。实验结果表明,基于Seq-GRU的建筑能耗预测方法可以获取较好的建筑能耗数据。

企业的财务风险管理和内控研究

在当今竞争激烈的商业环境中,企业面临着日益复杂的财务风险和挑战。财务风险的不可预测性和影响力使得企业需要建立有效的管理机制来规避和化解这些风险。同时,内部控制作为保障企业财务安全和健康发展的重要手段,也受到了广泛关注。本文以企业的财务风险管理和内控建设为主题,分析了其必要性、现状以及优化对策。研究表明,加强财务风险管理和内控建设是推动财务管理改革、提高财务管理水平、确保财务信息管理质量的重要手段。目前,企业在财务风险管理和内控建设方面还存在一些问题,如风险管控意识薄弱、内控制度不健全、监督体系不完善等。为此,本文提出了加强管理层指引、完善内控体系、强化信息沟通、加强人才队伍建设等优化对策,以期为企业提升财务管理水平、防范财务风险提供参考。

基于考虑时间折减双参数模型的最佳养护时机研究

科学实施养护可延长路面使用周期,减少寿命周期费用,使路面保持良好的使用性能。关于养护过程规划与决策的相关研究逐渐增多,而不同养护措施的最佳实施时机存在差异,对于实施时机的把控尤为重要。文章通过调研铣刨重铺(XC)、超薄磨耗层(X)、超级微表处(W)、含砂雾封层(H)4种不同养护措施的实施效果,分析路用性能衰变速度与养护措施实施时间的关系,建立不同时间实施养护措施后的PCI衰变模型,计算不同养护措施下的最佳养护时机和费用效益比,得出最佳养护时机分别为:铣刨重铺(XC)8~9年,超薄磨耗层(X)6~7年,超级微表处(W)6~7年,含砂雾封层(H)4~5年。

面向实时风险评估的高速公路互通交通流监测方法

为针对性地对高速互通路段运行风险进行实时评估及管控,有必要对交通流相关参数进行准确监测。在总结分析湖南省互通路段事故主要形态和原因基础上,归纳出面向风险实时评估需要的交通流监测重点内容。经综合对比,采用激光雷达与视频技术融合获取交通流微观行为参数的监测策略,研发出相应的激光雷达摄像一体机,并通过现场测试验证。研究成果为高速互通段交通流监测提供了一种全新的思路,可为管理、设计等部门在互通路段运行风险主动监测评估及管控方面提供有益借鉴。

基于关联规则挖掘技术的高速公路交通事故预警方法研究

利用数据挖掘在潜在信息提取等方面的优势,运用关联规则挖掘方法对高速公路交通事故数据进行了研究,以发现交通事故数据中存在的关系和规则,从而为高速公路交通事故预警提供数据支撑。结果显示利用关联规则挖掘方法所发现的规则与实际情况相符,可以较好的应用于高速公路交通事故预警管理系统。

CREAM追溯法在交通事故人因分析中的应用研究

人因失效是道路交通事故发生的主要原因。认知可靠性和失误分析方法(CREAM)可以追溯事故发生的根原因,并对事故隐患进行预测。它强调情景环境对人的行为的重要影响,较符合驾驶员可靠性分析的需求。研究了CREAM中的追溯分析方法在道路交通人因失效事件根原因分析中的应用,建立了道路交通事故的人因失效模式,对人因失效基本原因的分类和后果-前因关系进行归纳、整理和补充,提出了适用于道路交通人因失效事件的"后果-前因"追溯表和具体的追溯分析步骤。进而对其定量计算进行了探索,并通过实例探讨了其应用,得到事故发生的根原因。