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城市道路交通体检关键问题及研究进展

中国公路学报 2024年第5期37卷 314-342页

作者：杨晓光刘麟玮同济大学城市交通研究院上海201804 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

拥堵、事故、排放与能耗等“交通病”日趋凸显,提升城市交通治理能力及现代化水平是防治交通病的重要策略。城市道路交通体检(Urban Road Traffic Examination, URTE)旨在城市体检的基础上聚焦城市道路交通,定期监测城市道路交通健康状... 详细信息

拥堵、事故、排放与能耗等“交通病”日趋凸显,提升城市交通治理能力及现代化水平是防治交通病的重要策略。城市道路交通体检(Urban Road Traffic Examination, URTE)旨在城市体检的基础上聚焦城市道路交通,定期监测城市道路交通健康状态,以及时、精准地发现交通病并诊断致因,是交通治理的关键基础和有效环节。数字化、信息化与智能化的快速发展推动着交通体检数据获取和分析技术的变革,城市道路交通体检已成研究热点,但尚处起步阶段。通过梳理和分析城市交通体检的内涵、外延及理论基础,提出城市道路交通体检概念及体系架构,包括研究体系和应用体系。针对研究体系,特别综述了城市道路交通体检相关的基础理论和关键技术。首先总结了相关数据的基本特征及应用价值,归纳了基于模型和数据驱动的交通状态参数计算方法;随后,进一步梳理了全息城市道路交通特征、交通病识别和特征分析及体检指标构建方法;最后,从交通规划、设计、管理和控制层面,依次分析城市道路交通病(问题)致因。综述研究表明:虽然城市道路交通体检研究已初具基础,但关于交通体检指标体系及方法体系构建、交通健康状况诊断和交通病致因解析等关键问题仍是亟待解决的难题;因此,展望并针对性地提出了未来的研究方向,为城市道路交通体检研究提供参考。

关键词：交通工程交通体检综述城市道路交通健康诊断致因分析

基于元网络的电动汽车高速公路充电设施选址优化方法

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中国公路学报 2024年第4期37卷 1-13页

作者：李佳佩谢驰同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 同济大学交通运输工程学院上海201804 同济大学城市交通研究院上海201804

针对高速公路网中电动汽车充电基础设施选址优化问题,从由充电节点间子路径构成的元网络出发,构建了一个两阶段混合整数线性规划模型,并相应地设计了一种两阶段优化算法。第1阶段,在原始节点-路段网络中找到每对充电节点间的距离约束最... 详细信息

针对高速公路网中电动汽车充电基础设施选址优化问题,从由充电节点间子路径构成的元网络出发,构建了一个两阶段混合整数线性规划模型,并相应地设计了一种两阶段优化算法。第1阶段,在原始节点-路段网络中找到每对充电节点间的距离约束最小成本子路径,通过双目标标号修正算法来求解,其结果用以构建充电节点-子路径元网络;第2阶段,在元网络中应用分支定界算法,其核心计算步骤是找到每个起讫对之间的最小成本路径,可通过经典的单目标标号设定算法求解;最后将提出的基于元网络的分支定界算法应用于长江三角洲高速公路网。结果表明:充电站建设成本限制和电动汽车续航里程限制是决定充电站选址决策和出行者路径-充电决策的重要因素;其与传统基于原始网络的分支定界算法在3种不同规模网络算例中的应用性能比较表明,对于求解较大规模的基础设施选址优化问题,基于元网络的分支定界算法表现出压倒性的计算效率优势。

关键词：交通工程选址优化问题元网络充电基础设施电动汽车

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多源数据驱动的隧道场景驾驶员识别方法

交通运输系统工程与信息 2024年第4期24卷 81-93页

作者：金盛周梦涛白聪聪浙江大学智能交通研究所杭州310058 浙江大学中原研究院郑州450000

针对隧道环境中监控图像分辨率低与车辆运动轨迹特征异质性减弱导致的驾驶员识别准确率偏低问题,本文提出一种融合卷积与多头注意力机制的驾驶员识别方法(Multi-scale CNN with Multi Attention),通过充分利用驾驶过程人—车—路—环境... 详细信息

针对隧道环境中监控图像分辨率低与车辆运动轨迹特征异质性减弱导致的驾驶员识别准确率偏低问题,本文提出一种融合卷积与多头注意力机制的驾驶员识别方法(Multi-scale CNN with Multi Attention),通过充分利用驾驶过程人—车—路—环境多源信息的协同耦合关系提升识别精度。首先,设计开展实车驾驶试验,构建针对隧道路段的人—车—路多源驾驶数据库并设计特征集合;其次,搭建驾驶员识别模型框架,该框架通过多尺度卷积神经网络学习驾驶过程中的局部波动,并通过并行的多头自注意力层结构捕捉驾驶时间序列的长期依赖性,实现局部信息与全局信息的有效整合,从而提升隧道场景的驾驶员识别效果。结果显示,与其他先进的算法相比,所提出的模型在驾驶员身份识别任务中的准确率高达99.07%,调和F_(1)分数达到99.03%,充分证明了所提方法的有效性。此外,通过特征贡献度评估方法对隧道场景下驾驶员身份识别任务中的特征重要性进行深入探究发现,相较于车辆历史运动数据,驾驶员心理、生理及视觉特征显示出更高的贡献度。研究结果可为隧道场景多源数据应用提供支持,并对隧道安全监管提供技术支撑。

关键词：交通工程驾驶员识别深度学习隧道场景多头注意力机制多尺度卷积

SBS改性沥青相态粒径与发育温度及时间的关系

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中国石油大学学报（自然科学版） 2024年第2期48卷 200-208页

作者：林江涛樊亮申全军李永振赵品晖山东省交通科学研究院山东省新型道路材料工程实验室山东济南250101 山东省高速集团有限公司创新研究院山东济南250000 山东建筑大学交通工程学院山东济南250101

为研究SBS改性沥青相态粒径与发育温度及时间的关系,提高SBS改性沥青热储存稳定检测效率,对试验制备的不同种类SBS改性沥青进行荧光显微相态观测及性能检测,利用基于连通域标记算法的自主编译图像识别程序对荧光显微相态粒径进行量化确... 详细信息

为研究SBS改性沥青相态粒径与发育温度及时间的关系,提高SBS改性沥青热储存稳定检测效率,对试验制备的不同种类SBS改性沥青进行荧光显微相态观测及性能检测,利用基于连通域标记算法的自主编译图像识别程序对荧光显微相态粒径进行量化确定。结果表明:SBS改性沥青的相态粒径与发育时间符合良好的线性关系,决定系数R_(2)高于0.96,时间、温度对相态粒径具有显著互补性;相态粒径对改性沥青离析试验结果具有重要影响,依据相态粒径范围将热储存稳定性划分为稳定、亚稳定及不稳定等3种状态,可以相态粒径代替离析指标作为快速表征SBS改性沥青热储存稳定状态的控制参数;以达到1.8、1.6μm相态粒径作为基准条件,建立关于发育温度、时间参数的线性回归方程,预测与实测值的绝对时间偏差基本控制在30 min内,相对偏差基本控制在10%内;以1.8、1.6μm等相态粒径确定SBS改性沥青生产发育温度及时间的方法,其改性沥青路用性能均衡、热储存稳定性良好。

关键词：道路工程 SBS改性沥青荧光显微相态相态粒径储存稳定性发育温度发育时间

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高铁防水封闭层沥青混凝土冻融损伤演化模型

西南交通大学学报 2024年第2期59卷 281-288页

作者：李进石越峰肖鑫楼梁伟蔡德钩肖飞鹏同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081

为研究高速铁路防水封闭层用沥青混凝土(简称铁路沥青混凝土)的冻融损伤演化,制备了选用不同沥青和不同目标级配的4种聚合物复合改性铁路沥青混凝土,分析重复冻融循环作用下多温域宏观力学性能的劣化规律.构建针对冻融损伤演化模型,并... 详细信息

为研究高速铁路防水封闭层用沥青混凝土(简称铁路沥青混凝土)的冻融损伤演化,制备了选用不同沥青和不同目标级配的4种聚合物复合改性铁路沥青混凝土,分析重复冻融循环作用下多温域宏观力学性能的劣化规律.构建针对冻融损伤演化模型,并对反复冻融循环作用下的损伤度进行计算.研究发现:4种铁路沥青混凝土在10次冻融循环作用后,各项力学性能指标的残留率均在80%以上;低温断裂能指标对冻融循环次数的增加最为敏感,更能及时反映铁路沥青混凝土的力学性能劣化;基于统计可靠度理论构建的铁路沥青混凝土冻融损伤演化模型的拟合优度值均接近0.99.

关键词：高速铁路防水封闭沥青混凝土冻融循环损伤演化模型

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胶粉改性沥青老化机理及表征评价研究综述

吉林大学学报（工学版） 2024年第1期54卷 22-43页

作者：唐乃膨薛晨阳刘少鹏朱洪洲李睿重庆交通大学交通土建工程材料国家地方联合工程研究中心重庆400074 重庆交通大学土木工程学院重庆400074 交通运输部规划研究院北京100028

综述了国内外对胶粉改性沥青老化机理、表征及评价的研究现状。胶粉改性沥青的老化过程伴随着胶粉的溶胀、降解反应以及沥青与胶粉之间的物质交互作用;胶粉改性沥青老化行为的表征主要从化学组分、分子结构、分子量、表面形貌入手,并解... 详细信息

综述了国内外对胶粉改性沥青老化机理、表征及评价的研究现状。胶粉改性沥青的老化过程伴随着胶粉的溶胀、降解反应以及沥青与胶粉之间的物质交互作用;胶粉改性沥青老化行为的表征主要从化学组分、分子结构、分子量、表面形貌入手,并解释其对宏观性能的影响;胶粉改性沥青老化性能评价主要采用黏度、复数模量、低温蠕变劲度、疲劳寿命等流变学指标,且通常与微观表征及化学方法相结合。然而,当前国内外对胶粉改性沥青老化过程中填料迁移行为关注较少,特别是炭黑、白炭黑等填料的作用机理有待进一步挖掘;缺乏胶粉改性沥青多组分老化特征同步表征方法;缺乏统一的老化评价指标,且大多研究在混合料老化性能验证方面存在不足。最后,提出了胶粉改性沥青老化机理及表征评价研究的发展趋势与展望。

关键词：道路工程胶粉改性沥青综述老化机理老化表征老化评价

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亮度和速度协同下公路隧道口路段驾驶舒适度研究

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交通运输系统工程与信息 2024年第4期24卷 116-126页

作者：孟云伟全振宇王子骁刘向洋李斌斌青光焱刘中帅重庆交通大学智能综合立体交通重庆市重点试验室重庆400074 重庆交通大学土木工程学院重庆400074 招商局重庆交通科研设计院有限公司招商局公路信息技术(重庆)有限公司招商局重庆交通科研设计院有限公司道路工程研究院重庆400067

为探究山区双车道公路隧道口路段驾驶心理负荷的变化特性,本文采用实车试验的研究手段,招募27名驾驶人作为被试,选择重庆市境内的9座隧道作为试验场景,采集驾驶人、车辆和驾驶环境的行车数据,使用驾驶人的心率增长率表征驾驶心理负荷。... 详细信息

为探究山区双车道公路隧道口路段驾驶心理负荷的变化特性,本文采用实车试验的研究手段,招募27名驾驶人作为被试,选择重庆市境内的9座隧道作为试验场景,采集驾驶人、车辆和驾驶环境的行车数据,使用驾驶人的心率增长率表征驾驶心理负荷。通过数据分析,对驾驶人在隧道口路段的驾驶心理负荷与亮度和速度的相关性进行研究。结果表明,山区双车道公路隧道入口段的驾驶心理负荷大于出口段;在环境亮度小于500 cd·m^(-2)时,驾驶心理负荷对亮度的变化更为敏感,进而提出亮度变化率的计算公式,当亮度变化率在60%时,黑洞和白洞效应对驾驶人的心理影响趋于相同;在隧道口路段,速度对驾驶心理负荷具有放大效应;根据驾驶心理负荷值,划分隧道口路段的驾驶舒适度区间,提出基于驾驶舒适度需求的亮度变化率和速度的安全阈值,并给出计及亮度变化率和隧道口净空高度的亮度曲线。

关键词：交通工程驾驶心理负荷实车试验隧道口路段亮度变化率

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路侧感知车辆轨迹数据的质量评估方法

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 56-72页

作者：雷财林赵聪娄刃暨育雄杜豫川同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 浙江省交通运输科学研究院新一代人工智能技术交通运输行业研发中心浙江杭州310023

路侧传感器已大量部署在高速公路上,用来实时采集路段全样本车辆轨迹数据,为交通流全时空管控、微观驾驶行为分析等提供数据支持,但数据质量的快速评估一直是困扰行业管理部门的难题。现有的车辆轨迹数据评估方法大多存在操作复杂、维... 详细信息

路侧传感器已大量部署在高速公路上,用来实时采集路段全样本车辆轨迹数据,为交通流全时空管控、微观驾驶行为分析等提供数据支持,但数据质量的快速评估一直是困扰行业管理部门的难题。现有的车辆轨迹数据评估方法大多存在操作复杂、维度单一等问题,难以满足对动态交通流中实时产生的车辆轨迹数据的评价需求。为快速判别路侧毫米波雷达车辆轨迹数据的质量,文中通过挖掘数据自身信息提出了一种数据质量评价方法。首先,在分析实测轨迹数据典型问题的基础上,从轨迹完整性、一致性、准确性及有效性4个维度建立了9个二级评价指标;然后,基于CRITIC赋权法计算综合指标;最后,针对4种不同场景的3549条毫米波雷达实测轨迹进行了实证分析。结果表明,毫米波雷达的安装方式、型号等会显著影响车辆轨迹数据的质量,所提出的数据质量评价方法能够量化不同车辆轨迹数据的质量差异。文中研究结果可为路侧传感器采集数据性能衰变的短时监测及数据采集设备的选型提供支持,也可为车辆轨迹数据质量的提升提供方法参考。

关键词：智能交通路侧毫米波雷达车辆轨迹数据数据质量 CRITIC赋权法评价指标体系

冻融条件下路基温度场和湿度场分布式感知试验

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 582-591页

作者：凌建明张玉钱劲松吴振吉郑纯宇同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 民航机场建设集团西南设计研究院有限公司四川成都610000 吉林省交通科学研究所吉林长春130012

搭建土体冻融多物理场感知室内试验装置,布设传统点式传感器和分布式光纤,对土体冻融过程中路基温度场、湿度场和变形情况开展试验监测,探究单端冻结、双端融化条件下土体温度场和湿度场的分布式感知特征,验证主动加热分布式光纤技术的... 详细信息

搭建土体冻融多物理场感知室内试验装置,布设传统点式传感器和分布式光纤,对土体冻融过程中路基温度场、湿度场和变形情况开展试验监测,探究单端冻结、双端融化条件下土体温度场和湿度场的分布式感知特征,验证主动加热分布式光纤技术的监测效果。试验结果表明,-15℃单端冻结条件下,土体冻结过程按降温速率分为快速冷却、逐步降温、稳定平衡三阶段,冻结锋面逐渐下移,最大冻深约占土柱高度的35%。孔隙水受冻胀迁移力影响向冻结锋面移动,引起冻融前后土体湿度场重分布,并导致土体冻胀变形,变形量为土体最大冻深的7.8%~10.9%。分布式光纤可准确得到冻融过程中土体温度场、湿度场变化特征,识别土体内冻结区域范围,温度、湿度监测拟合优度R2分别达0.98和0.94。

关键词：路基工程温度场湿度场分布式感知季冻区路基主动加热光纤