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面向动态交通分配的交通需求深度学习预测方法

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交通运输系统工程与信息 2024年第1期24卷 115-123页

作者：李岩王泰州徐金华陈姜会汪帆长安大学运输工程学院西安710064 中交第一公路勘察设计研究院有限公司西安710075

为满足动态交通分配对高精度、高时效性交通需求的要求,本文建立了一种交通需求深度学习预测方法。根据动态交通分配要求确定交通需求数据的时间间隔,构建对复杂交通需求预测性能较优的长短期记忆神经网络预测方法;针对动态交通分配中... 详细信息

为满足动态交通分配对高精度、高时效性交通需求的要求,本文建立了一种交通需求深度学习预测方法。根据动态交通分配要求确定交通需求数据的时间间隔,构建对复杂交通需求预测性能较优的长短期记忆神经网络预测方法;针对动态交通分配中交通需求的周期性、随机性和非线性等特征,为减少数据噪声的干扰,引入局部加权回归周期趋势分解方法将交通需求数据分解,将其中的趋势分量和余项分量作为深度学习预测方法的输入量,周期分量采用周期估计进行预测;选用具有随机寻优能力强、寻优效率高等特点的布谷鸟寻优算法优化预测方法的隐藏层单元数量、学习速率和训练迭代次数等核心参数。应用西安市长安区的卡口车牌数据验证该方法。结果表明:本文模型的预测结果在高峰及平峰各连续4个时段内相比于自回归滑动平均模型、长短期记忆神经网络模型、支持向量回归模型,平均绝对误差降低了10.55%~19.80%,均方根误差降低了11.20%~17.99%,决定系数提升了8.62%~12.48%;相比遗传算法、粒子群算法优化的模型,平均绝对误差降低了7.36%~13.81%,均方根误差降低了4.23%~10.67%,决定系数提升了3.50%~7.01%,且本文模型运行时间最短。说明与对比模型相比,本文所建立的预测方法在面向动态交通分配的交通需求预测中具有更高的预测精度。

关键词：智能交通交通需求预测布谷鸟寻优算法长短期记忆神经网络动态交通分配局部加权回归周期趋势分解

一种多车辆协同多植保无人机作业路径规划方法

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第2期45卷 296-304页

作者：徐金华汪飞韩飞李岩长安大学运输工程学院陕西西安710064 中交第一公路勘察设计研究院陕西西安710075

在植保作业中多车辆协同多无人机能突破续航等限制,可大幅提高作业效率.针对多车辆-多植保无人机作业路径规划求解难度大等问题,建立一种多车辆协同多植保无人机路径优化模型,并以无人机最大作业时间最小化为优化目标.同时,提出改进的si... 详细信息

在植保作业中多车辆协同多无人机能突破续航等限制,可大幅提高作业效率.针对多车辆-多植保无人机作业路径规划求解难度大等问题,建立一种多车辆协同多植保无人机路径优化模型,并以无人机最大作业时间最小化为优化目标.同时,提出改进的simulated annealing‐Lin Kernighan Helsgaun(SA-LKH)算法求解该模型.所提算法融合K-均值聚类法和凸包插入法生成初始解,利用LKH算法优化每组无人机和车辆路径.此外,构建有向扰动算子,通过扰动每次迭代过程中作业时间最大和最小的路径来实现算法的快速收敛.5种不同规模算例的结果表明,所提算法在求解质量和效率上均优于对比算法.

关键词：车辆无人机协同多无人机路径规划车辆路径规划改进模拟退火算法 LKH算法

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公路缓和曲线长度的合理取值分析

公路交通科技 2024年第5期41卷 44-53页

作者：富志鹏任春宁张腾张江洪林宣财中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710075

为给车辆由直线(圆曲线)驶入圆曲线(直线)提供合理的路径长度,确保驾驶员能以安全、舒适、自然的状态驶入目标曲线单元,通过对现行路线规范中缓和曲线长度取值规定的合理性分析,发现回旋线参数取值规定易存在曲线单元间长度分配均匀、... 详细信息

为给车辆由直线(圆曲线)驶入圆曲线(直线)提供合理的路径长度,确保驾驶员能以安全、舒适、自然的状态驶入目标曲线单元,通过对现行路线规范中缓和曲线长度取值规定的合理性分析,发现回旋线参数取值规定易存在曲线单元间长度分配均匀、取值长度过长、不易与地形地物相协调等问题。结合美国《绿皮书》对缓和曲线取值的相关规定,从汽车行驶轨迹、缓和曲线偏移值特征及超高过渡等方面对缓和曲线长度取值进行理论分析研究。结果表明:在设计速度一定的情况下,随着圆曲线半径的增加,缓和曲线长度取值应随之减小;随着设计速度的增加,缓和曲线长度取值也应随之增加,但增加值较小,可忽略不计;在设计速度和圆曲线半径均相同的情况下,随着缓和曲线长度的增加,驾驶员判断前方平曲线的曲率半径偏小,易驶入临近车道,不利于交通安全。另外,根据缓和曲线偏移值特征及超高过渡所需长度研究发现,通过控制缓和曲线偏移值1 m、缓和曲线长度200 m范围,圆曲线半径与缓和曲线之间的变化关系较为稳定,符合车辆行驶轨迹,基本满足超高过渡段设置的要求。经计算得出当圆曲线半径大于1666 m时,缓和曲线长度宜随圆曲半径的增大而减短。

关键词：道路工程缓和曲线长度理论分析行驶轨迹回旋线偏移值超高过渡段长度

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Y型沟谷桥址区风特性的数值模拟研究

公路交通科技 2024年第4期41卷 65-72页

作者：朱佩章胡博刘智中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710075

复杂山区的风场特性不同于平原地区,风场十分复杂,没有较为统一的规律,对大跨度桥梁的结构振动影响较大。为了研究复杂山区地形对桥址区风场特性的影响规律,以某座位于多条沟谷交汇谷口的斜拉桥桥址区为工程背景,基于ALOS数字高程地形模... 详细信息

复杂山区的风场特性不同于平原地区,风场十分复杂,没有较为统一的规律,对大跨度桥梁的结构振动影响较大。为了研究复杂山区地形对桥址区风场特性的影响规律,以某座位于多条沟谷交汇谷口的斜拉桥桥址区为工程背景,基于ALOS数字高程地形模型,通过CFD数值模拟的方法,计算了不同风向来流下桥位处的风场特性。分析了桥址区主要的几条沟谷和桥位处局部地形对沿主梁横桥向平均风速、风攻角、风偏角及桥梁跨中竖向风剖面等风特性的影响。研究了横桥向平均风速大小和风攻角之间的关系,定性讨论了存在风速放大效应的来流工况和桥址区地形特点之间的关系。结果表明:Y型沟谷桥址区风特性不同于一般的山区桥址区,当来流沿着几条比较顺直的沟谷时桥位处平均风速较大,其他风向桥位处风速较小;沟谷的弯曲致使沿着沟谷的来流产生回流和改向,这时桥位处的风攻角较大,沿着主梁的风偏角变化范围较大,水平风速较小,不存在风速峡谷放大效应;桥位处交汇的沟谷局部地形对桥梁跨中竖向风剖面影响较大。研究结果为桥梁设计风速的确定提供了依据,可为定性判断Y型沟谷口桥位处风特性提供指导。

关键词：桥梁工程风场特性数值模拟 Y型沟谷桥址区

二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料性能的影响

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公路交通科技 2024年第5期41卷 10-19页

作者：董长坤王宏中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710068

为了量化分析现场二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料性能的影响,基于常规力学性能试验、Overlay Tester反射裂缝试验、低应变水平下的四点弯曲疲劳试验,对比分析了现场铺筑上覆热拌沥青混合料前后乳化沥青冷再生芯样与室内马歇尔试... 详细信息

为了量化分析现场二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料性能的影响,基于常规力学性能试验、Overlay Tester反射裂缝试验、低应变水平下的四点弯曲疲劳试验,对比分析了现场铺筑上覆热拌沥青混合料前后乳化沥青冷再生芯样与室内马歇尔试样的力学性能差异。量化分析了现场二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料力学性能及耐久性能的增强效果,并基于工业CT无损检测技术,分析了现场二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料微细观空隙结构的影响规律。结果表明:现行规范推荐的马歇尔二次击实方法并不能很好地模拟现场实际压实状况,现场二次热压实对乳化沥青冷再生混合料力学性能、抗反射裂缝性能和抗疲劳耐久性能均有明显增强作用;现场压实乳化沥青冷再生混合料内部的大空隙数量和等效空隙直径均小于马歇尔击实成型,二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料空隙级配影响显著;现场二次压实作用对乳化沥青冷再生混合料力学性能和疲劳性能的改善机理在于二次压实作用增强了乳化沥青冷再生混合料密实度,降低了微细观空隙直径,改善了微细观空隙级配。

关键词：道路工程乳化沥青冷再生混合料现场压实二次热压实微细观空隙结构路用性能疲劳特性

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掺橡胶颗粒抗凝冰沥青路面的研究与评价

公路 2024年第3期69卷 79-84页

作者：周文龙谢晓军中交第一公路勘察设计研究院有限公司西安市710075

为确保冬季道路交通安全,研究开发了间断级配型掺橡胶颗粒和薄层掺橡胶颗粒两种抗凝冰沥青路面。其中间断级配型掺橡胶颗粒抗凝冰沥青路面是在间断级配型沥青混合料中掺入橡胶颗粒的同时,然后在摊铺后路面撒布橡胶颗粒的物理型抗凝冰沥... 详细信息

为确保冬季道路交通安全,研究开发了间断级配型掺橡胶颗粒和薄层掺橡胶颗粒两种抗凝冰沥青路面。其中间断级配型掺橡胶颗粒抗凝冰沥青路面是在间断级配型沥青混合料中掺入橡胶颗粒的同时,然后在摊铺后路面撒布橡胶颗粒的物理型抗凝冰沥青路面,是具有抗集料剥落、抗流动变形和优良抗滑性的抗凝冰沥青路面;薄层掺橡胶颗粒抗凝冰沥青路面,是在公称最大粒径4.75 mm的沥青混合料中掺入橡胶颗粒的物理型抗凝冰沥青路面,适用于施工厚度受限的桥面和薄层罩面中。现介绍两种抗凝冰沥青路面技术的概况、混合料性能及施工案例,技术可行,具有一定的推广前景。

关键词：道路工程抗凝冰沥青路面橡胶颗粒薄层间断级配型结冰车辙试验

高速公路沥青路面综合养护决策指标及标准研究

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公路 2024年第9期69卷 331-336页

作者：袁大伟闫亚鹏曹海波中交第一公路勘察设计研究院有限公司西安市710075

我国现行规范规定了高速公路沥青路面养护需求所需考虑的PSSI、PCI、RQI、SRI和RDI等评价指标,然而路面养护决策不仅受上述指标的影响,而且与路面结构材料、交通轴载及路龄等因素相关,采用主成分分析法确定了路面养护决策所需考虑的关... 详细信息

我国现行规范规定了高速公路沥青路面养护需求所需考虑的PSSI、PCI、RQI、SRI和RDI等评价指标,然而路面养护决策不仅受上述指标的影响,而且与路面结构材料、交通轴载及路龄等因素相关,采用主成分分析法确定了路面养护决策所需考虑的关键影响因素及其权重,提出了路面综合养护决策指标及其标准,客观表征了综合多因素的高速公路沥青路面养护需求。

关键词：沥青路面评价指标养护决策主成分分析法养护需求

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交通基础设施智能建造工厂

公路 2024年第8期69卷 253-259页

作者：来猛刚姚晓飞中交第一公路勘察设计研究院有限公司西安市710065

为进一步促进交通基础设施工业化的高效发展,将建造业向制造业有序推进,智能建造工厂的界定、规划和针对性的发展是必不可少的。首先,对智能建造工厂的内涵及特性给予了界定;第二,对智能建造工厂的区划进行了规定,并对厂区的每一区划给... 详细信息

为进一步促进交通基础设施工业化的高效发展,将建造业向制造业有序推进,智能建造工厂的界定、规划和针对性的发展是必不可少的。首先,对智能建造工厂的内涵及特性给予了界定;第二,对智能建造工厂的区划进行了规定,并对厂区的每一区划给出了相应的功能匹配;第三,将智能建造工厂从功能上划分为监控、质量检验、数据采集及分析、信息传输及共享、协同控制及决策,并对协同生产加以示意;第四,针对现有的技术发展,对软件平台、钢筋工业化、柔性化生产及智能化水平等4个技术瓶颈提出建议与思考。文章中涉及的功能区划、工厂架构、智能技术及技术短板,可以有助于从业者深度理解和发展智能建造工厂进而提升工业化水平,将交通基础设施工业化智能建造推向新的高度。

关键词：交通基础设施工业化智能建造工厂内涵及特性智能板块智能化水平

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键齿倾斜类型对节段拼装箱梁力学性能的影响

中国公路学报 2024年第1期37卷 91-106页

作者：范香艳刘来君武芳文杜猛赵力国长安大学公路学院陕西西安710064 深圳高速公路集团股份有限公司广东深圳518057 中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710065

为了明确腹板键齿类型对节段梁力学性能的影响规律,揭示不同键齿倾斜类型节段箱梁破坏机理和破坏模式,开展了2组不同键齿类型(垂直键齿、水平键齿)节段式箱梁在不同荷载作用方式(纯弯作用、弯剪作用)下的力学性能试验,分析了梁体变形、... 详细信息

为了明确腹板键齿类型对节段梁力学性能的影响规律,揭示不同键齿倾斜类型节段箱梁破坏机理和破坏模式,开展了2组不同键齿类型(垂直键齿、水平键齿)节段式箱梁在不同荷载作用方式(纯弯作用、弯剪作用)下的力学性能试验,分析了梁体变形、裂缝萌生与扩展形态、体外预应力束的预应力增量以及主梁应力与裂缝宽度变化规律;建立了有限元数值分析模型,详细分析接缝局部不同角度键齿应力状态。研究结果表明:节段梁接缝开裂前,混凝土应力应变、梁体变形和预应力筋应力与荷载呈线性关系;接缝开裂后混凝土应力应变、梁体变形均与荷载呈非线性关系。纯弯荷载作用下,2种键齿梁的破坏形态相同,均为纯弯段接缝的开裂,破坏模式相同,主裂缝位置不同,垂直键齿梁破坏时的主裂缝靠近跨中位置,而水平键齿梁更靠近加载位置;弯剪荷载作用下,破坏模式为近加载点接缝弯剪破坏;2种荷载作用下,接缝顶面混凝土均压溃破坏,腹板键齿均受剪切破碎。键齿类型和荷载作用对节段梁的破坏模式影响显著,垂直键齿梁的承载能力和刚度优于水平键齿梁。键齿类型以及加载方式对预应力筋应力增量影响较小,体内束预应力增量大于体外束应力增量。建立的数值分析模型与试验结果吻合较好,可以有效分析节段梁键齿应力分布状态,揭示了节段箱梁受力破坏机理。基于既有规范和试验结果,提出了抗弯承载能力计算公式,计算值与试验值吻合良好,验证了所提出计算公式的有效性。

关键词：桥梁工程节段拼装箱梁试验研究力学性能键齿倾斜类型