交通应急管理系统发展综述

交通应急管理系统是交通安全、可靠运营的保障,是交通发展战略规划中的重要研究内容。本文阐述了交通应急管理系统的组成子系统和工作流程,并在回顾国内外应急管理系统现有相关研究文献的基础上,总结了国内外交通应急管理现状的研究现状,分析了我国交通应急管理研究和应用存在的问题,探讨了交通应急管理方面国内外的发展趋势和研究热点。

高速公路应急管理体系框架研究

本文首先明确了高速公路应急管理的内涵、应急管理工作内容和体系框架构成,并针对《公路交通突发事件应急管理》四级公路应急管理机构构成存在管理多头、信息不统一的问题,提出高速公路三级应急管理机构构成:国家级、省级、企业级,并对各级高速公路应急管理做了组织设计,明确了相应职能。该研究对提高高速公路突发事件的应急处置能力,力求在最短的时间内将突发事件造成的危害降到最小,有着重要的现实意义和战略意义。

改建工程设计阶段安全评价方法研究

综合了道路设计阶段3种常用的安全评价方法,针对安全审查清单中的内容提取建立了道路设计因素隐患指标和交通安全设施保障能力指标;通过对运行速度协调性的评价结果建立交通流运行特征指标;基于事故统计资料分析建立了事故评价指标。在此基础上,采用线性加权综合评价模型将上述4个指标综合,建立了道路危险指数指标(RDI)。计算的该指标值是将道路设计中各要素存在的安全隐患进行叠加的结果,以反映道路整体安全状况。通过在山西省大运公路改建工程中应用,将道路全线划分为13个路段,分别计算每段值,结果表明,该方法能实现不同路段间相对安全性的比较,以便对危险路段采取措施,从而对改进完善设计起到良好的效果。

基于气象资料的无砟轨道温度场计算与分析

为研究大气环境下高速铁路无砟轨道结构温度分布和温度场变化规律，建立利用气象数据资料描述环境因素的边界条件，以求解无砟轨道结构温度场热传导方程。利用京沪高速铁路 CRTS-Ⅱ型轨道板现场实测的温度分布数据，验证本文用于轨道结构温度场的计算公式，分析气象数据资料变化引起的轨道结构温度分布和温度场变化规律。对比结果表明，本文推导得到的计算公式能够准确、有效的用于无砟轨道结构温度场的计算。京沪高速铁路无砟轨道结构现场实测和计算的结果表明：其夏季最大正温度梯度在12：00-14：00左右，最大负温度梯度在3：00-5：00左右。影响因素分析表明太阳辐射、风速和气温变化是影响轨道结构内部温度分布状况的主要因素。

道路因素对车辆侧翻的影响分析

为了系统研究道路因素对车辆侧翻的影响,运用Matlab软件中的仿真模块Simulink建立了三自由度车辆动力学闭环仿真模型,提出了2个度量侧翻风险的指标——临界侧向加速度和横向荷载转移比.通过正交试验设计,研究了不同道路因素以及因素间交互作用对车辆侧翻的影响程度.结果表明,影响车辆侧翻的道路因素按其影响的强弱程度排序依次为:平曲线半径、平曲线半径与超高的交互作用、超高、缓和曲线设置、路面摩擦系数、平曲线半径与路面摩擦系数的交互作用、纵坡、平曲线半径与纵坡的交互作用,其中平曲线半径、超高、缓和曲线设置以及平曲线半径与超高交互作用对车辆侧翻具有显著性影响.

基于模糊熵和AHP的山区公路交通气象安全评价

通过对山区公路产生小区域性不良天气的诱发因素和容易受不良天气影响的特点进行深入分析,建立了评价指标体系,利用层次分析法得到评价指标的权重系数,运用模糊熵权法对得到的权重系数进行修正,从而确定了指标体系的综合权重向量,由此权重分配困难问题得到了有效解决,在此基础上运用多属性决策分析中的双基点法计算评价路段的综合评判值并进行决策。实例分析结果表明,该方法将模糊熵权法和层次分析法相结合,可以为气象交通安全评价提供合理依据。

纳米SiO_2改性沥青混合料的路用性能

为了研究纳米SiO2对基质沥青混合料路用性能的影响与改善,采用车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验分析了纳米SiO2改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性,并与基质沥青混合料进行对比验证。在此基础上,采用SPT试验和间接拉伸试验进一步验证了纳米SiO2对沥青混合料高低温性能改善性效果。结果表明:与基质沥青混合料相比,纳米SiO2改性沥青混合料的高温稳定性和水稳定性显著提高,低温性能略有降低,但仍能满足沥青路面对低温抗裂性能的要求。证明了纳米SiO2改性沥青混合料具有优良的路用性能,也证明了其在实际工程应用中的可行性。

高速铁路无砟轨道温度场简化计算方法

为了计算高速铁路无砟轨道结构的温度场,根据热工学原理和简化的气象边界条件,建立求解曝露于大气环境下的高速铁路无砟轨道结构温度场方程.利用在京沪高速铁路CRTS-II型无砟轨道结构现场实测的温度分布数据对解得的温度场方程进行验证,并分析无砟轨道结构温度场的分布规律.结果表明：基于温度场方程的无砟轨道结构温度计算数据与其现场实测数据的分布规律基本一致;无砟轨道结构内部温度分布受到的外界环境影响在距其表面0-0.2m内非常明显,在0.2-0.4m内影响比较一般,而大于0.4m时影响比较微弱;轨道结构最大正温度梯度受其厚度的影响明显,在其上部0-0.2m内的最大正温度梯度出现时段一般为13：00-15：00,不同季节中夏季的最大正温度梯度最大、冬季最小.

基于概率需求的高速铁路无砟轨道板温度荷载取值研究Ⅰ:轴向均匀温度作用

本文通过建立轨道板温度荷载的极值概率分布模型来确定轨道板温度荷载的合理取值。利用轨道板温度场方程和城市气象资料计算得出的轨道板多年轴向均匀温度日最值数据,分析得到轨道板轴向均匀温度日最值和城市气温日最值的月份概率分布函数及统计参数,以此为基础建立轨道板轴向均匀温度日最值和城市气温日最值的年极值概率分布函数及设计基准期极值概率分布函数;利用这两个分布函数计算得到常见设计基准期、常用保证概率的轴向均匀温度日最值荷载的分位值和标准值建议,同时得出不同设计基准期轴向均匀温度日最值荷载与保证概率的曲线关系,用于不同概率需求。研究结果表明:北京和哈尔滨地区的轨道板轴向均匀温度日最值和气温日最值的月份分布函数基本符合正态概率密度曲线;设计基准期和重现期轴向均匀温度日最值的分位值意义明确,可用于高速铁路轨道板设计。

基于车辆动力学仿真模拟和风险分析的道路危险路段识别

为识别诊断道路潜在的危险路段,运用车辆动力学仿真模拟,从风险分析角度综合考虑道路几何线形、路面状况、路侧环境以及交通流组成等影响道路安全的因素.并通过事故树分析法综合多种事故类型,构建道路安全评价模型.用风险指数来综合反映道路上事故发生可能性和严重程度,从而用于定量地评价道路相对安全性.通过对实际工程设计阶段安全评价示例分析表明,所建立的道路安全评价模型能够定量计算,并直观显示行车风险沿道路全线分布情况,从而实现对道路潜在危险路段的识别和路段间相对安全性的比较.

基于高速公路运营安全的信息监测研究

为提高高速公路运营安全水平,更好地指导高速公路信息监测工作,从运营安全的角度研究高速公路信息监测的内容和手段。首先,归纳高速公路突发事件的类型,分析运营安全的影响因素,并按照其是否随时间变化将影响因素划分为静态因素和动态因素2类。然后,基于运营安全保障的需要,较为全面地分析主要的动态因素的信息采集需求,包括高速公路交通状况、气象状况、基础设施状况和异常事件,在此基础上,进一步确定相应的监测指标。此外,通过调研国内外基础设施监测的相关研究,总结和归纳了高速公路基础设施的信息采集方式。

道路几何参数对车辆操纵稳定性影响

为研究道路几何参数对车辆操纵稳定性的影响,本文采用MATLAB/Simulink建立了3自由度整车动力学模型,通过数值仿真模拟,研究了车辆在不同超高、纵坡坡度以及合成纵坡下动力响应,在此基础上进一步分析了在不同车速以及前轮转角输入下,道路几何参数对车辆操纵稳定性的影响。结果表明:与水平路面相比,道路超高和纵坡坡度对车辆操纵稳定性有显著影响;然而这种影响程度又受车辆运行速度和前轮转角输入的影响,当车辆运行速度和前轮转角输入减小时,道路几何参数对车辆操纵稳定性的影响减弱。

基于便携式落锤弯沉仪动态弯沉的路基压实度无损检测与评估

为了提高路基施工中压实度的检测效率和精度,本文以便携式落锤弯沉仪PFWD为平台,根据动态信号分析技术和数字信号处理技术,充分挖掘便携式落锤弯沉仪PFWD荷载及弯沉时程曲线的动态信息,从时域、频域和机械阻抗3个方面对便携式落锤弯沉仪PFWD时程曲线动力学特征参数进行了分析研究,在此基础上,采用多元回归技术和人工神经网络智能方法,分别给出了高液限粘土路基的回归模型和神经网络预测模型,通过与传统灌砂法比较表明,2种模型均可实现对路基压实度的预测。此研究结果可以为路基压实度的预测提供参考。

无黏结支撑的轨道板板角离缝研究

为研究温度影响下的高速铁路无砟轨道板翘曲变形和变化规律,基于最小势能原理,利用傅里叶级数模拟轨道板翘曲过程的翘曲变形,对负温度梯度引起的板角离缝进行研究.利用京沪高速铁路CRTSⅡ型轨道板现场实测的板角翘曲数据,验证本文用于计算轨道结构翘曲变形的基于最小势能原理的计算方法,分析温度梯度影响下的轨道板翘曲规律.对比结果表明:新方法得到的计算结果和实测数据得到的数据吻合较好,验证了该方法的可靠性.研究结果表明:板端翘曲变形与温度梯度变化成正相关性,增大地基系数可以有效地减小温度引起的轨道板板端翘曲变形.

高速铁路无砟轨道板非线性温度效应简化计算方法

为了计算非线性温度场下高速铁路无砟轨道板的温度应力,把温度应力分解为轴向均匀温度、线性温度及非线性温度三部分进行求解,并以温度应力系数的形式表示这3种温度应力;根据轨道板温度应力的实际受力情况,对各种状态下的温度应力系数进行分析和计算,结果以表格的形式给出以便于应用查询;并以案例形式给出轨道板温度应力计算的过程。研究结果表明:每天不同时刻轨道板的轴向均匀温度应力由均值和幅值两部分组成,幅值部分与板表面的温度日变化幅值有关;采用定义简化的温度梯度代替等效非线性温度梯度产生的误差可忽略不计;轨道板的非线性温度内应力最大值仅可能出现在其上表面或下表面。

基于可靠度的动态随机交通网络耗时最优路径

为了反映交通网络中考虑可靠性的路径选择行为,基于可靠性理论建立了动态随机网络环境下自适应最可靠路径模型。首先,定义行程时间可靠度为路径的目标函数,建立动态随机网络自适应最可靠路径模型反映交通网络的耗时随机特性、时变特性和风险性;其次,通过最优化理论把该问题转化为动态规划问题;然后,构造动态规划算法求解该问题;最后,通过Matlab计算机语言实现了算法程序,并针对实际交通网络展开数值试验。计算结果显示了该算法的收敛性和可行性。

基于便携式落锤动力弯沉的路基弯沉预测模型

为了提高路基弯沉检测的效率和精度,以便携式落锤弯沉仪PFWD为平台,对路基弯沉盆指标进行了分析研究.并且针对含砾黏土和含碎石黏土2种不同路基结构,基于回归分析技术及人工神经网络智能方法构建了动弯沉与贝克曼梁静态弯沉之间的分析模型,并对2种不同模型的预测结果进行评价分析.实测数据表明,由于考虑了弯沉盆指标,采用回归模型对2种不同路基的贝克曼梁静弯沉预测相对误差均值分别由4.64%和3.99%下降到3.01%和2.35%,回归方程对贝克曼梁静弯沉的预测精度得到了提高;同时,采用BP神经网络模型预测相对误差均值分别为1.66%和1.80%,优于多元回归模型.研究结果可以为路基贝克曼梁静弯沉的检测提供参考.

基于可靠度的隧道行车视距影响因素分析

为了研究隧道中曲线半径、路面摩擦系数、横净距及净高等不同设计参数对隧道行车视距的影响,将车辆运行速度、路面摩擦系数、驾驶人反应时间、隧道横净距及设计净高作为随机变量,以可靠度理论为基础,构建了隧道中平、竖曲线段的行车视距功能函数.通过改变隧道行车视距影响参数的设置,分析了隧道中行车视距的安全可靠性,并提出了隧道中行车视距的可靠性求解步骤.研究结果表明,隧道内行车视距失效概率随着曲线半径、路面摩擦系数、设计净高、隧道横净距的增加而减小,随着运行速度的增加而增大;设计净高、侧墙也对隧道内的行车视距产生影响.

随机交通网络环境下自适应最可靠路径问题

为了研究交通网络耗时最优路径选择问题,建立了随机网络环境下自适应最可靠路径问题的数学模型。首先,建立随机网络模型反映交通网络的耗时随机特性;其次,在该网络环境下定义最可靠路径策略和最可靠状态链,并且证明最可靠状态链满足动态规划的Bellman's准则;第三,构造基于动态规划的逐次逼近算法求解该问题,并且证明提出的逐次逼近算法是多项式时间算法;最后,编写基于MATLAB计算机语言的算法程序,并针对实际交通网络Sioux Falls(SF)network展开数值试验,计算结果验证了该算法的正确性和可行性。

建筑拆除废弃物水泥稳定碎石力学特性及其设计参数

为了深入分析建筑拆除废弃物应用于公路工程中的可行性，通过室内试验揭示了龄期、新集料掺量等因素对建筑拆除废弃物水泥稳定碎石（CCWM）无侧限抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量等力学参数的影响规律，建立了各力学参数的预估模型，提出了CCWM各力学参数的推荐参考值．结果表明：CCWM无侧限抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量随着龄期和新料掺量的增加而增加；新集料掺量每提高20％，CCWM的无侧限抗压强度提高8％～90％，劈裂强度提高5％～75％，抗压回弹模量提高2％～21％；建立的预估模型能够较好地预测CCWM各力学参数变化规律；CCWM无侧限抗压强度和劈裂强度的推荐参考值分别为2．7～5．5和0．59～1．06 MPa，用于弯沉计算和拉应力计算的抗压回弹模量推荐参考值分别为1300～1900和1700～2200 MPa，可供路面设计与施工参考．