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拥堵车源的区域多层交通网络混合路径诱导策略

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电子科技大学学报 2024年第5期53卷 785-791页

作者：王璞王天浩李明伦郭宝吴紫健肖健和中南大学交通运输工程学院长沙410075

为了缓解高速公路交通拥堵,利用国道和省道实现交通分流,并有针对性地实施路径诱导策略,建立了考虑拥堵车源的区域多层交通网络混合路径诱导模型。首先,构建了由国道、省道以及湖南省高速公路组成的区域多层交通网络,标定网络链接权重... 详细信息

为了缓解高速公路交通拥堵,利用国道和省道实现交通分流,并有针对性地实施路径诱导策略,建立了考虑拥堵车源的区域多层交通网络混合路径诱导模型。首先,构建了由国道、省道以及湖南省高速公路组成的区域多层交通网络,标定网络链接权重。然后,定位交通拥堵车源,建立了考虑拥堵车源的混合路径诱导模型,对从拥堵车源出发的车辆实施有针对性的路径诱导,在保障缓解交通拥堵效果的同时,尽可能减少对出行者的影响。研究结果表明,该模型能够实现多层网络有效分流,有效减少路网中车辆的平均出行时间。在实际应用中,可以只对少数出行者提供路径诱导信息以降低模型的实施难度,并通过调查出行者对建议路径的接受率,制定合适的路径诱导信息发布方案。

关键词：复杂网络拥堵车源拥堵缓解混合路径诱导模型多层网络

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交通流“流速密能”图谱模型与应用

中国公路学报 2024年第4期37卷 84-97页

作者：黄健畅宋国华北京交通大学交通运输学院北京100044 北京交通大学综合交通运输大数据应用技术交通运输行业重点实验室北京100044

交通流的物理本质是能量驱动的物质位移。为挖掘交通流和能量的关系,基于交通流功率分布模型探索建立了流量、速度、密度和能量四要素图谱。其中,能量(kJ·km^(-1)·h^(-1))在数学上描述为能耗因子(kJ·km^(-1)·veh^(-1))和交通流量(ve... 详细信息

交通流的物理本质是能量驱动的物质位移。为挖掘交通流和能量的关系,基于交通流功率分布模型探索建立了流量、速度、密度和能量四要素图谱。其中,能量(kJ·km^(-1)·h^(-1))在数学上描述为能耗因子(kJ·km^(-1)·veh^(-1))和交通流量(veh·h^(-1))的乘积。首先,基于均衡态交通流不同空间平均速度下的功率分布,建立随平均速度变化的能耗因子曲线;其次,基于4个经典交通流基本图模型(Greenshields、Greenberg、Underwood和Van Aerde)建立速度与流量关系;最后,结合流量和能耗因子得到流量-速度-密度-能量图谱。当能量转换效率为100%时:在速度-能量方面,流量对能量的变化起到主导作用,因此,随着速度上升能量呈现先上升后下降趋势;在密度-能量方面,随着密度上升能量同样先上升后下降,但由于密度和速度呈负相关,其变化原理与速度-能量相反;在流量-能量方面,同一流量可对应低速/高速下的拥堵/非拥堵状态,能耗因子随着流量上升呈现2种状态,能耗因子上升或能耗因子下降,但下降速率低于流量上升速率。该研究是面向能量网络制定精细化政策和优化能源网络设施设计的先行工作。

关键词：交通工程流速密能图谱功率分布能量交能融合

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基于网联车辆数据融合的路面平整度评估方法

中国公路学报 2024年第6期37卷 302-316页

作者：杜昭张文榕朱兴一同济大学交通运输工程学院上海201802

智能网联汽车的快速发展为道路基础设施服役性能的监测提供了更加便捷、高效的全新解决方案。为发挥智能网联车辆优势,提高车载响应类路面平整度检测的便捷性和准确性,首先提出了一种基于车辆振动响应信号的路面纵断面高程反演及平整度... 详细信息

智能网联汽车的快速发展为道路基础设施服役性能的监测提供了更加便捷、高效的全新解决方案。为发挥智能网联车辆优势,提高车载响应类路面平整度检测的便捷性和准确性,首先提出了一种基于车辆振动响应信号的路面纵断面高程反演及平整度估计方法,该方法通过对车辆垂向动力学的合理建模及模型参数辨识,以车身振动响应信号作为测量值,借助增广卡尔曼滤波算法,对路面断面高程进行反演估计,进而求解国际平整度指数。随后,采用高斯过程模型对多车估计结果进行拟合以实现多车结果的融合解析。考虑到智能网联汽车可实现车车互联通信的优势,进一步将前车融合结果纳入当前车辆估计算法,并将其作为伪测量量,实现多车协同估计以提高当前车辆估计结果的准确性。借助数值仿真及实测数据对前述方法进行验证,实测结果表明:所提出的单车估计方法所得国际平整度指数的估计值与实测值相关性可达87%,均方根误差约为0.26 m·km-1;多部车辆的重复性测试验证了该方法的准确性和可重复性;多车结果融合及协同估计策略不仅可降低单车估计结果的误差,且可在一定程度上提高单车估计算法的稳定性。在算法验证基础上,设计了一套可实现路面平整度在线评估的原型系统,并提出了智能网联环境下路面平整度评估框架,进而对该系统及框架进行了离线验证。基于该框架,不仅可实现路面平整度的单车在线估计,还可对多车感知结果进行融合,并将平台端融合结果用于终端计算中,实现云-端协同估计,从而提高终端反演的准确性和鲁棒性。

关键词：路面工程平整度评估方法反演分析卡尔曼滤波高斯过程路面断面高程数据融合

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站点需求响应的电动模块公交车重组调度优化

中国公路学报 2024年第4期37卷 24-36页

作者：高虹刘锴姚恩建大连理工大学交通运输学院辽宁大连116024 北京交通大学交通运输学院北京100044

传统的电动公交系统受到固定车辆容量等限制,难以通过灵活地调度应对时空不均衡的站点需求。为突破这一瓶颈,基于一种采用耦合/解离操作实现容量动态调整的电动模块车技术,提出考虑站点需求响应的模块化公交重组调度优化模型,可以较好... 详细信息

传统的电动公交系统受到固定车辆容量等限制,难以通过灵活地调度应对时空不均衡的站点需求。为突破这一瓶颈,基于一种采用耦合/解离操作实现容量动态调整的电动模块车技术,提出考虑站点需求响应的模块化公交重组调度优化模型,可以较好解决乘客在车站的滞留问题。模型以单公交线路为研究对象,通过优化电动模块车在组合站点的容量重组操作和不同班次间的序列决策,旨在最小化包括车辆派遣、运营能耗等多项成本在内的总成本。特别考虑到模块车电池容量较小等特点,调度模型强调了车辆个体的能耗限制和充电计划。针对提出的混合整数非线性规划模型,引入辅助变量将约束中所涵盖的非线性部分转化为线性约束,增强模型的可求解性。采用郑州市电动公交实际运营数据提取的多项参数作为模型输入,将优化后的车辆使用数、系统总成本、未服务乘客的惩罚成本以及充电成本等多项指标与其他2种调度策略进行对比。结果表明:相较于传统电动公交,考虑站点需求响应的模块车调度策略可使系统总成本降低约26.6%,特别是站点间动态容量调整的优势可以使滞留乘客的人数降低95.4%,提高公共交通服务的便民性;与非站点响应的模块车调度模式相比,总成本也降低约7.3%,其中运营和充电成本的减少最为显著。最后展开敏感性分析为实际运营中关于车型选择、电池容量配置以及寻找乘客服务水平和运营经济性二者的均衡点提供了决策依据。

关键词：交通工程电动模块车调度优化站点需求响应乘客滞留充电决策

考虑非平稳因素的大件车与普通车流混行中小跨径桥梁安全评估

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中国公路学报 2024年第8期37卷 111-124页

作者：刘博韩万水赵卫华王涛刘修平王俊峰袁阳光长安大学公路学院广东省交通运输厅公路路政处西安建筑科技大学土木工程学院

为满足大件运输车辆与普通车流混合通行中小跨径桥梁安全评估的紧迫需求，提出了基于分项系数模式的混行车流通行桥梁可靠度评估方法。首先，输入考虑空间相关的路面不平整度，建立混行车流-桥梁耦合振动分析系统；其次，根据WIM系统实... 详细信息

为满足大件运输车辆与普通车流混合通行中小跨径桥梁安全评估的紧迫需求，提出了基于分项系数模式的混行车流通行桥梁可靠度评估方法。首先，输入考虑空间相关的路面不平整度，建立混行车流-桥梁耦合振动分析系统；其次，根据WIM系统实测车流数据，综合考虑分车道荷载差异与车辆特征参数相关性模拟普通车流荷载，在极值理论框架下将非平稳车载过程离散化建立混行车流极值模型；然后，基于可靠度理论开展对评估基准期、目标可靠指标及分项系数校准问题的研究，并确定了抗力非平稳退化模型；最后，采用构建的评估方法对工程实例开展应用分析。结果表明：混行车流相比大件车单车居中过桥的结构响应增幅可达到30%以上；普通车流模拟结果中重载货车的轴重、轴距分布均匀，与实际车流的分布特征基本相符；基于历史交通量确定的Logistic函数可较好地描述交通量非平稳增长规律；单次混行车流通行桥梁的目标可靠指标受混行车流年均通行次数的影响，呈现增长放缓的趋势；基于Gamma随机过程的抗力非平稳退化模型与连续不间断的退化进程相适应；通过对实例桥梁的安全评估，经校准后的分项系数对交通量增长不敏感，抗力退化相比交通量增长对混行车流通行安全的影响更为显著，综合考虑二者非平稳因素对结构安全评估尤为重要。所建立的评估方法可为大件运输车辆与普通车流混行中小跨径桥梁的安全评估提供参考。

关键词：桥梁工程中小跨径桥梁可靠度评估混行车流车-桥耦合振动非平稳因素

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我国交通运输业碳达峰时间预测

交通运输系统工程与信息 2024年第1期24卷 2-13,54页

作者：李宁海陈硕梁肖田佩宁北京交通大学综合交通运输大数据应用技术交通运输行业重点实验室北京100044

碳达峰战略背景下,交通运输业作为高碳排放行业面临一系列挑战。本文分析我国交通运输客货运碳排放现状。基于统计数据与相关研究成果,推算含私人小汽车的交通运输业碳排放量,并计算各交通方式的碳排放因子。借鉴部分发达国家经验,预测2... 详细信息

碳达峰战略背景下,交通运输业作为高碳排放行业面临一系列挑战。本文分析我国交通运输客货运碳排放现状。基于统计数据与相关研究成果,推算含私人小汽车的交通运输业碳排放量,并计算各交通方式的碳排放因子。借鉴部分发达国家经验,预测2019—2040年我国客货运周转量发展趋势。以2040年为目标年,设计未来交通结构和碳排放因子情景,研究我国交通运输业碳达峰时间和达峰值。结果表明:2020年,含私人小汽车的交通运输业碳排放量为11.1亿t。2040年,我国旅客运输需求规模在8.2万亿~8.7万亿人公里,货物运输需求规模在27.3万亿~28.7万亿吨公里。最后,验证了单纯依赖交通结构改善难以实现2040年前碳达峰,还须结合交通清洁技术升级。情景分析表明,采取“公转铁”“公转水”等交通结构转型,公路运输清洁化等政策措施,交通运输业有望于2031—2034年实现碳达峰。

关键词：综合运输碳达峰情景分析交通运输业碳排放因子

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考虑超重超远客户的卡车无人机协同配送研究

中国公路学报 2024年第3期37卷 395-406页

作者：宋瑞边疆何世伟迟居尚北京交通大学综合交通运输大数据应用技术交通运输行业重点实验室北京100044

卡车与无人机配送的母船模式是指卡车搭载无人机至离客户较近的地点后,由无人机起飞配送多个客户点,再与卡车汇合的协同配送方法,是交通工程领域中具有潜力的重要发展方向之一。考虑到现实中存在部分客户点需求量超出无人机最大载重,或... 详细信息

卡车与无人机配送的母船模式是指卡车搭载无人机至离客户较近的地点后,由无人机起飞配送多个客户点,再与卡车汇合的协同配送方法,是交通工程领域中具有潜力的重要发展方向之一。考虑到现实中存在部分客户点需求量超出无人机最大载重,或所处位置超过无人机最大航程覆盖范围的情况,在母船模式基础上,提出考虑超重超远客户的卡车与无人机协同配送模式(Truck-Drone Joint Delivery with Consideration of Customers with Great Demands and at Great Distances, TDJD-CGDGD)。该模式允许卡车服务超重超远客户,并允许无人机起降于不同地点。该模式下待求解的问题为含无人机的旅行商问题。以最小化总配送成本为目标,构建了混合整数线性规划模型。为高效求解大规模算例,提出了一种融合贪婪随机自适应搜索(GRASP)与自适应大邻域搜索(ALNS)的混合算法。算法首先在附加约束条件下,生成车机共同配送路径,该约束可简化车机路径优化过程。随后放松附加约束,针对性地调整一部分无人机路径,进一步降低总成本。试验结果表明:所提算法具有较好的计算性能;本协同配送模式与仅由卡车配送的传统模式相比可平均节约成本19%;允许无人机在超重客户点处起降与不允许情况相比可平均节约成本5%。

关键词：交通工程协同配送自适应大邻域搜索无人机路径规划

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持续发力推动“四好农村路”高质量发展

求是 2024年第17期 61-66页

作者：李小鹏交通运输部

“四好农村路”是习近平总书记亲自总结提出、亲自推动实践的重大民生工程、民心工程、德政工程。2014年,总书记作出农村公路要“建好、管好、护好、运营好”的重要指示。今年5月,总书记对进一步做好“四好农村路”建设作出重要指示,充... 详细信息

“四好农村路”是习近平总书记亲自总结提出、亲自推动实践的重大民生工程、民心工程、德政工程。2014年,总书记作出农村公路要“建好、管好、护好、运营好”的重要指示。今年5月,总书记对进一步做好“四好农村路”建设作出重要指示,充分肯定了农村公路发展成就,从党和国家事业全局高度,对下一步工作提出了明确要求,为新时代新征程推动“四好农村路”高质量发展注入了强大动力。

关键词：农村公路民心工程强大动力德政工程四好新征程习近平总书记

基于RF建立的双层桥墩矢量式损伤极限状态能力模型

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第3期54卷 658-667页

作者：郭威佐王克海东南大学交通学院南京211189 交通运输部公路科学研究院北京100088

为了确定双层桥墩的抗震能力,基于随机森林(RF)算法构建了双层桥墩的矢量式损伤极限状态能力模型.将地震动激励角视作为一个符合均匀分布的随机变量,通过大量推倒(Pushover)分析构建双层桥墩的能力样本数据库,以训练其能力值预测模型,... 详细信息

为了确定双层桥墩的抗震能力,基于随机森林(RF)算法构建了双层桥墩的矢量式损伤极限状态能力模型.将地震动激励角视作为一个符合均匀分布的随机变量,通过大量推倒(Pushover)分析构建双层桥墩的能力样本数据库,以训练其能力值预测模型,并利用SHAP进行特征重要性分析.结果表明:双层桥墩的能力阈值不服从对数正态分布,且分布参数明显不同于以往研究的建议值;矢量式损伤极限状态能力模型能有效识别双层桥墩能力的分层现象,决定系数R^(2)>0.95,具有良好的预测性;地震动激励角显著影响双层桥墩的抗震能力.相比于上层墩柱,双层桥墩严重损伤极限状态的目标值更容易受到下层墩柱特征参数的影响,可适当关注下层墩柱属性以增强双层桥墩整体的抗震性能.

关键词：桥梁工程双层桥墩地震动激励角随机森林(RF) 可解释性