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时空行为视角下道路拥堵机制与策略研究——以上海翔殷路隧道为例

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城市规划 2024年第8期48卷 55-66页

作者：胡杨王德任熙元陈子浩张扬帆同济大学建筑与城市规划学院上海同济城市规划设计研究院有限公司数字规划技术研究中心纽约大学坦登工程学院

城市道路拥堵是时间与空间交织形成的复杂问题。在城市空间格局基本定型的背景下,从往往被忽视的时间维度切入,有望提升城市运行效率并促进可持续发展。以上海翔殷路隧道为例,利用手机信令数据,从时空行为视角深入剖析道路拥堵的形成机... 详细信息

城市道路拥堵是时间与空间交织形成的复杂问题。在城市空间格局基本定型的背景下,从往往被忽视的时间维度切入,有望提升城市运行效率并促进可持续发展。以上海翔殷路隧道为例,利用手机信令数据,从时空行为视角深入剖析道路拥堵的形成机制,并提出“因时因地”的缓堵策略。研究发现,人群活动产生的交通流在局部路段存在复杂的时空叠加和时空转换关系。多组不同出发地和目的地的交通流,经过时间和空间等效转换后发生流量叠加,且叠加后的总流量超过道路承载能力,从而形成拥堵高峰。针对这一问题,根据不同人群出行模式的时空特征,提出刚性错峰和弹性引导等差异化策略,通过多情景设定评估不同策略的优化潜力,为缓堵政策制定提供多情景参考。基于时空行为特征的分析方法和策略思路不仅为道路拥堵治理提供借鉴,也可推广应用于理解和解决城市中的其他复杂问题,为城市精细化管理和可持续发展提供新的思路。

关键词：时空行为交通拥堵时空叠加时空转换

基于钻进参数多变量特征挖掘的隧道围岩智能分级模型研究

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隧道建设(中英文) 2024年

作者：赵思光王明年童建军霍建勋夏覃永易文豪中国铁路经济规划研究院有限公司技术标准所西南交通大学土木工程学院

隧道智能建造是未来隧道工程发展的重要方向之一，隧围岩智能分级是隧道智能建造的关键和核心。既有研究表明，凿岩台车钻孔施工过程中自动采集的钻进参数和隧道围岩质量有良好的响应关系，可通过大数据训练建立的机器学习模型，实现隧... 详细信息

隧道智能建造是未来隧道工程发展的重要方向之一，隧围岩智能分级是隧道智能建造的关键和核心。既有研究表明，凿岩台车钻孔施工过程中自动采集的钻进参数和隧道围岩质量有良好的响应关系，可通过大数据训练建立的机器学习模型，实现隧道施工阶段围岩智能分级。为进一步提升基于钻进参数的围岩智能分级模型精度，综合考虑钻进参数间耦合影响作用、围岩地质非均一性等因素影响，从进给速度、推进压力、打击压力、回转压力等原始钻进参数特征变量出发，通过特征组合、统计方式，研究构建了多变量的钻进参数特征体系并进行了特征重要性评估。然后利用6种常见的机器学习方法，进行了围岩智能分级应用，并比较分析了特征挖掘前后不同围岩级别样本类间距离及分级模型准确率。结果显示，相比原始特征，多变量特征体系下，不同围岩级别样本类间距离均值提升66.09%～85.41%，各模型分级总体准确率由75.5%～87.5%提高到90.0%～92.5%，表明基于钻进参数多变量特征体系对围岩分级精度有很好地提升作用。

关键词：隧道围岩分级钻进参数特征挖掘钻进能量指标机器学习

基于MI-PSO-RBF神经网络的铁路客货运量预测研究

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铁道运输与经济 2024年第9期46卷 123-135页

作者：薛锋吴林鸿汪雯文周琳西南交通大学交通运输与物流学院四川成都611756 西南交通大学综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室四川成都611756 西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室四川成都611756

准确地预测铁路客货运量对合理配置运输资源、提高铁路客货运组织工作效率有重要作用。为提高铁路客货运量的预测精度,提出一种基于MI-PSO-RBF神经网络的客货运量组合预测模型。本研究对铁路客货运量的影响因素及其内在关联进行分析,选... 详细信息

准确地预测铁路客货运量对合理配置运输资源、提高铁路客货运组织工作效率有重要作用。为提高铁路客货运量的预测精度,提出一种基于MI-PSO-RBF神经网络的客货运量组合预测模型。本研究对铁路客货运量的影响因素及其内在关联进行分析,选取相关指标,利用互信息素法对指标进行筛选,构建影响因素指标体系。基于该指标体系,运用粒子群算法优化的RBF神经网络模型分别对铁路客货运量进行预测,并与传统的BP神经网络、RBF神经网络预测模型进行比较。结果显示,经过参数调整优化后的MI-PSO-RBF神经网络在铁路客运量及货运量的预测精度方面表现最佳,测试集R2分别达到了0.9481与0.9911,具有较高的精度及泛化能力,表明该组合预测模型能够进一步提升神经网络模型预测铁路客货运量精确度。

关键词：客货运量预测互信息素粒子群算法 RBF神经网络影响因素法

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直流配电技术成熟度分析及发展趋势预测

西安交通大学学报 2024年第4期58卷 41-53页

作者：宁可儿焦在滨施任威张超逸刘俊杉西安交通大学电气工程学院西安710049

针对当前直流配电技术发展路径不明晰的问题,提出了直流配电技术发展阶段评估和成熟度预测方法以探究其发展趋势。首先,构建基于技术成熟度曲线的技术成熟度评估模型,通过调研文献将其按内容分为规划设计、运行控制与保护、关键设备3类... 详细信息

针对当前直流配电技术发展路径不明晰的问题,提出了直流配电技术发展阶段评估和成熟度预测方法以探究其发展趋势。首先,构建基于技术成熟度曲线的技术成熟度评估模型,通过调研文献将其按内容分为规划设计、运行控制与保护、关键设备3类,并进行文献检索以获取成熟度预测数据基础;接着,对未来直流配电技术的成熟度阶段和整体发展趋势进行分析预测,给出技术、热度双重作用下的直流配电成熟度预测结果;最后,通过设计拟合优度指标和交叉验证方法,验证了所提模型的准确性。研究结果表明:文献、专利等成果的数量可以反映技术发展趋势,直流配电技术科学研究热潮将在2030—2040年达到顶峰,并在2060年前后实现稳定发展,这与我国“双碳”目标实现的时间节点有效对应。

关键词：直流配电技术成熟度曲线拟合优度指标成熟度预测

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基于激光雷达点云地图的车辆定位与导航

光学精密工程 2024年第16期32卷 2537-2549页

作者：马庆禄白锋张杰邹政重庆交通大学交通运输学院重庆400074 重庆交通大学土木工程学院重庆400074 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

为解决自动驾驶系统中车辆自主定位与导航无法准确估计车身位姿及导航路径不够平滑等问题,提出一种基于先验激光雷达点云地图的定位与导航方法。利用点云分割技术分离出可行区域以及潜在的风险源,研究基于优化收敛流程的NDT(Normal Dist... 详细信息

为解决自动驾驶系统中车辆自主定位与导航无法准确估计车身位姿及导航路径不够平滑等问题,提出一种基于先验激光雷达点云地图的定位与导航方法。利用点云分割技术分离出可行区域以及潜在的风险源,研究基于优化收敛流程的NDT(Normal Distribution Transform)点云配准定位方法,并对传统A*算法从动态权重设计和扩展领域优先搜索策略两方面进行改进,以适应自动驾驶的实时定位与导航需要。实验采用百度Apollo自动驾驶开发套件(D-KIT)进行多组对照实验,在体素降采样Leafsize参数为1(高采样)、1.2(中采样)与1.5(低采样)时,定位耗时分别降低了27.77%,38.75%和38.30%。选取四组符合实际驾驶需求情况进行导航实验,改进后导航路径最大曲率分别降低了80.9%,74.9%,65%,69.5%,导航过程路径曲率保持较低且稳定平滑,曲率数据符合车辆动力学。为车辆定位与高精度导航提供有效方法。

关键词：自动驾驶点云配准路径规划点云处理扩展邻域

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供应链视角下轨道交通产业低碳转型评价研究

铁道运输与经济 2024年第8期46卷 37-48页

作者：李佳霖梁洁林杨颖薛锋西南交通大学交通运输与物流学院四川成都611756 西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室四川成都611756

在“双碳”目标背景下,轨道交通作为碳减排的重要行业,其低碳转型对推动我国经济高质量发展意义重大。基于供应链视角,从低碳生产、低碳创新、低碳管理、低碳环境与低碳运营5个维度构建轨道交通产业低碳转型评价指标体系,运用AHP法和改... 详细信息

在“双碳”目标背景下,轨道交通作为碳减排的重要行业,其低碳转型对推动我国经济高质量发展意义重大。基于供应链视角,从低碳生产、低碳创新、低碳管理、低碳环境与低碳运营5个维度构建轨道交通产业低碳转型评价指标体系,运用AHP法和改进CRITIC法确定评价指标组合权重,引入TOPSIS法水平测度模型、耦合协调度模型及障碍度函数模型进行评价,以成都轨道交通产业2012—2021年相关数据进行实证研究。结果表明:成都轨道交通产业低碳转型水平总体呈上升趋势,年均增幅11.4%;耦合协调度增长明显,从“勉强失调”改善至“良好协调”状态;低碳生产、低碳创新与低碳运营维度是产业低碳转型过程中的主要障碍,其中轨道交通产业供应链的成本优化是未来重点提升方向。

关键词：轨道交通产业低碳转型 TOPSIS 耦合协调障碍度供应链

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结合路段和网眼结构的路网模式识别方法

地球信息科学学报 2024年第10期26卷 2364-2383页

作者：张志义禄小敏宋浩然闫浩文王利娟兰州交通大学测绘与地理信息学院地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心甘肃省测绘科学与技术重点实验室

道路网具有鲜明的空间分布模式，其模式识别在地图制图、地图匹配及空间查询等诸多领域均发挥着至关重要的作用。当前的路网模式识别方法多基于网眼结构与路段结构两种模型，取得了较好的识别效果，但亦存在一定局限。已有的基于网眼的... 详细信息

道路网具有鲜明的空间分布模式，其模式识别在地图制图、地图匹配及空间查询等诸多领域均发挥着至关重要的作用。当前的路网模式识别方法多基于网眼结构与路段结构两种模型，取得了较好的识别效果，但亦存在一定局限。已有的基于网眼的识别算法往往局限于最小单元的格网模式，无法对整体规则、局部破碎的网眼群组进行模式识别；而基于路段结构的模式识别则涉及复杂的预处理与识别过程，并且仅能识别单一的路网模式。方向熵作为信息熵的一个分支，可以较好地描述地理数据的空间分布特征和规律。为此，本文结合了网眼结构在网眼规整情况下的识别优势和路段结构在分析路段排列方式方面的优势，在此基础上引入方向熵、矩形度和凹凸度等特征参量，构建了一种有效的路网模式识别算法。本文选取多个城市路网作为实验对象，通过计算出不同路网模式相对应的参量分类阈值，实现了格网模式和不规则模式路网的模式识别，且根据格网模式路网中网眼群组排列方式的不同，构建网眼质心最小生成树并使用方向熵将其细分为直线型网眼群组和格网型网眼群组。实验结果表明，结合路段和网眼结构的路网模式识别算法的模式分类精度达到了97%以上，能够有效完成典型路网模式的识别并较好地根据网眼群组的排列方式完成了格网模式的细分。与现有路网模式识别方法比较，本文构建了一种简单快速且较为精准的路网模式识别算法，为地图综合、模式识别和城市规划等领域的后续研究和应用提供了一种新的思路。

关键词：模式识别方向熵格网路网不规则路网直线型网眼群组格网型网眼群组

铁路双向编组站列车-车场指派优化模型与算法

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铁道学报 2024年第6期46卷 22-35页

作者：赵军张思宇赵嵩森彭其渊西南交通大学交通运输与物流学院四川成都611756 西南交通大学综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室四川成都611756 中国铁路郑州局集团有限公司郑州站河南郑州450000

研究铁路双向编组站在作业计划编制中的列车-车场指派优化问题,给定计划时段内的到达列车信息、出发列车信息及其编组要求,以及各系统的接发车能力与解编能力,该问题在于灵活确定到达列车的接入系统与出发列车的发出系统。根据双向编组... 详细信息

研究铁路双向编组站在作业计划编制中的列车-车场指派优化问题,给定计划时段内的到达列车信息、出发列车信息及其编组要求,以及各系统的接发车能力与解编能力,该问题在于灵活确定到达列车的接入系统与出发列车的发出系统。根据双向编组站技术作业过程,以车辆在站总停留时间最小为目标,考虑到发列车间的车流接续、出发列车编组要求和车站作业能力限制等实际约束,将原问题先构建为混合整数非线性规划模型,再进一步转换为混合整数线性规划模型。此外,设计遗传算法快速寻找近似最优解,该算法对到达列车的接入系统进行二进制编码,基于此设计1个启发式解码规则获得原问题的可行解。最后,以切实算例验证所提出方法相较于现场经验规则的优越性,并分析系统解编能力与接发车条件对方法性能及求解结果的影响。

关键词：铁路运输列车-车场指派双向编组站整数规划定制遗传算法

透水型建筑固废再生水稳材料疲劳性能试验及预测模型

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铁道科学与工程学报 2024年第7期21卷 2766-2777页

作者：杨涛肖源杰陈宇亮李昀博何庆宇周震李鼎硕中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室湖南长沙410075 湖南省交通科学研究院有限公司湖南长沙410015 广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司广东广州510440

为探讨建筑固体废弃物再生骨料在透水型公路水泥稳定碎石基层中的应用和耐久性强化问题,以建筑固废再生骨料部分替代天然碎石制备透水型再生水泥稳定碎石试样,开展无侧限抗压和四点弯曲疲劳试验。基于能量理论分析透水型再生水泥稳定碎... 详细信息

为探讨建筑固体废弃物再生骨料在透水型公路水泥稳定碎石基层中的应用和耐久性强化问题,以建筑固废再生骨料部分替代天然碎石制备透水型再生水泥稳定碎石试样,开展无侧限抗压和四点弯曲疲劳试验。基于能量理论分析透水型再生水泥稳定碎石材料在疲劳加载过程中的耗散能变化规律,并建立基于耗散能的疲劳损伤预估模型,进而分析透水型建筑固废再生水稳碎石材料的疲劳损伤演化规律。研究结果表明:透水型建筑固废再生水稳碎石材料其抗压强度和渗透系数满足我国大多数公路基层的使用要求;试样累积耗散能随疲劳应力加载峰值的上升呈指数级增长,并且单次疲劳应力加卸载循环中产生的耗散能量与疲劳应力比具有较强关联,疲劳应力比为0.75和0.85的试样在每个疲劳加载循环中的耗散能相较于0.55的试样整体分别提高了50%和200%;随着试样中再生骨料占比的提升,试样在单次加载中产生的耗散能降低,试样疲劳损伤变量和疲劳损伤相对变化速率均有不同程度的增大。基于疲劳应力峰值和损伤演化规律提出的疲劳寿命预测模型可较好地预估不同疲劳应力水平下材料的疲劳寿命。研究结果可为建筑固体废弃物再生骨料在透水型公路水泥稳定碎石基层中的高效应用及长期服役性能提升提供理论依据和技术参考。

关键词：透水型基层建筑固废再生水泥稳定材料疲劳损伤疲劳寿命