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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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考虑场景差异性的混合车型公交调度优化方法

交通运输系统工程与信息 2024年第04期24卷 176-187页

作者：翁剑成乔润童王茂林林鹏飞刘冬梅张晓亮北京工业大学交通工程北京市重点实验室保山公路局龙陵公路分局北京工业大学信息学部智能交通技术交通运输行业重点实验室综合交通运输大数据处理及应用技术交通运输行业研发中心(中路高科)

纯电动公交因其低碳和节能环保的特性，已成为车辆电动化转型的必然选择，但纯电动公交车在实际运营中仍面临低温条件下性能下降和电池老化导致续航里程降低等挑战。考虑在运营中混合使用燃油车和电动车，以弥补纯电动公交车在特定场景... 详细信息

纯电动公交因其低碳和节能环保的特性，已成为车辆电动化转型的必然选择，但纯电动公交车在实际运营中仍面临低温条件下性能下降和电池老化导致续航里程降低等挑战。考虑在运营中混合使用燃油车和电动车，以弥补纯电动公交车在特定场景下的性能下降，提升公交运营效率和服务质量。本文考虑公交动态运行特征建立公交时刻表分段优化模型，以优化后的车次为输入，构建混合车型运营条件下的公交行车计划编制优化模型，并设计改进的遗传算法实现模型求解。最后，以北京市公交线路为例，选取单线路运营、异地充电及区域集中调度等不同典型运营场景开展案例研究，验证优化模型在差异化运营场景条件下的适用性和优化效果。结果表明，对比本地充电场景，异地充电场景下的运营成本增加5.15%，运营车辆数量增加5.88%；在多线路联合编制行车计划的区域集中调度场景下，运营成本较单线路运营场景降低4.68%；在给定的车型比例阈值下，使用混合车型运营效果优于使用单一车型运营，有效降低运营成本和碳排放。本文研究为公共交通企业结合不同运营场景，制定科学灵活的电动公交运营调度方案提供了重要支撑。

关键词：城市交通公交调度优化遗传算法混合车型纯电动公交行车计划

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废旧塑料在沥青道路工程中的应用进展

化工新型材料 2024年第8期52卷 225-230页

作者：王枫成辽宁省交通科学研究院有限责任公司沈阳110015 高速公路养护技术交通运输行业重点实验室沈阳110015

将废旧塑料应用于沥青道路工程既可以改善路用性能,又可以促进废旧资源的高效利用和环境保护。概述了废旧塑料物理及化学回收产物在沥青道路工程中的应用情况,介绍了废旧塑料对沥青及其混合料的改性机理及影响因素。通过对研究成果进行... 详细信息

将废旧塑料应用于沥青道路工程既可以改善路用性能,又可以促进废旧资源的高效利用和环境保护。概述了废旧塑料物理及化学回收产物在沥青道路工程中的应用情况,介绍了废旧塑料对沥青及其混合料的改性机理及影响因素。通过对研究成果进行总结归纳,梳理了废旧塑料对沥青及沥青混合料高温、低温、抗老化和疲劳性能的改善作用,分析了目前存在的问题,并展望了未来沥青道路工程用废旧塑料的研究方向。

关键词：废旧塑料改性沥青改性机理路用性能沥青混合料

流线箱梁弯扭耦合气动力非线性特性与颤振行为预测

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中国公路学报 2024年第3期37卷 273-282页

作者：赵林王达方根深崔巍葛耀君同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室上海200092 同济大学桥梁结构抗风技术交通运输行业重点实验室上海200092

传统大跨度桥梁空气动力学颤振分析忽略了结构和气动力非线性,多用于预测颤振临界风速而难于对颤振后行为进行合理分析。为此,通过强迫振动试验对气动力叠加性进行详细考证,阐明其适用范围。在传统复模态特征值分析中引入了随幅值变化... 详细信息

传统大跨度桥梁空气动力学颤振分析忽略了结构和气动力非线性,多用于预测颤振临界风速而难于对颤振后行为进行合理分析。为此,通过强迫振动试验对气动力叠加性进行详细考证,阐明其适用范围。在传统复模态特征值分析中引入了随幅值变化的结构阻尼比和颤振导数,实现了颤振后状态结构振幅的预测分析,并与风洞试验结果进行了对比验证。结果表明:试验范围(竖向振幅Ah/B≤1.0,扭转振幅Aα≤12°)内,流线箱梁断面弯扭耦合气动力近似满足叠加性;节段模型风洞试验中结构阻尼和气动力的幅值依赖性是系统非线性的主要表现形式,在复模态特征值分析中引入幅变的颤振导数和结构阻尼比可以较好地预测滞回颤振振幅随风速的变化关系。

关键词：桥梁工程流线箱梁断面非线性气动力颤振后气动力叠加性复模态特征值法

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智慧机场体系框架研究与设计

中国公路学报 2024年第3期37卷 382-394页

作者：张锐黄卫郭建华李美叶钟晓斌东南大学智能运输系统研究中心江苏南京211189 综合交通运输理论交通运输行业重点实验室(南京现代综合交通实验室) 江苏南京211100

20世纪中后期信息技术的迅猛发展及其向社会各行各业的渗透催生了综合运输系统的智能化建设新趋势。作为综合运输系统的关键节点,机场的智慧化建设也受到了广泛的关注,智慧机场建设方兴未艾。然而,当前中国智慧机场建设主要侧重于信息... 详细信息

20世纪中后期信息技术的迅猛发展及其向社会各行各业的渗透催生了综合运输系统的智能化建设新趋势。作为综合运输系统的关键节点,机场的智慧化建设也受到了广泛的关注,智慧机场建设方兴未艾。然而,当前中国智慧机场建设主要侧重于信息技术的应用,建设内容、建设目标各不相同,对智慧机场的理解尚不统一。因此,亟需构建智慧机场体系框架,厘清智慧机场的建设内容和建设目标,推动智慧机场的协调化、规范化发展。针对上述需求,采用系统工程方法,明确了业务生产设施、业务生产设备、业务协调中心及交通运输工具共17个领域4类物理实体和生产运行保障用户、管理用户与社会用户共20个部门3类用户,划分了空中管理、飞行区管理、旅客服务、航空物流、应急保障、运行管理、商业管理、陆侧交通管理和企业管理共九大功能域,设计了包括9个逻辑子系统的智慧机场顶层逻辑框架及相应的信息流程,并针对逻辑框架建立了以8个中心为核心的智慧机场顶层物理框架及相应的信息流程,最终形成了面向机场全业务体系的智慧机场体系框架。该体系框架有助于明确对智慧机场的理解,促进智慧机场基础理论的研究,推动智慧机场建设的标准化与协同化发展。

关键词：交通工程体系框架面向过程方法智慧机场系统设计

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考虑代价敏感的高速公路偷逃费行为识别模型

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 10-19页

作者：赵建东许慧玲吕行李平安黄诗音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 中公华通(北京)科技发展有限公司北京100088

为有效提升高速公路车辆偷逃通行费稽查效率,基于电子不停车收费(ETC)数据,结合K最近邻(KNN)和集成学习(Adaboost)算法及代价敏感学习机制,提出一种高速公路车辆偷逃费行为识别模型。针对原始ETC收费流水数据量大且冗余的特点,制定数据... 详细信息

为有效提升高速公路车辆偷逃通行费稽查效率,基于电子不停车收费(ETC)数据,结合K最近邻(KNN)和集成学习(Adaboost)算法及代价敏感学习机制,提出一种高速公路车辆偷逃费行为识别模型。针对原始ETC收费流水数据量大且冗余的特点,制定数据离散化和标准化处理规则,修复并规范数据形态后,提取两类逃费特征。通过分析ETC数据集遴选大车小标等7种逃费类型作为主要研究对象。针对逃费数据“高维”特点导致的模型分类效率低问题,通过Pearson与Spearman相关性分析和ReliefF重要性分析选取表现逃费特性的最佳特征子集。针对逃费车辆与正常车辆的类别“不平衡”现象所引发的模型过拟合问题,构建组合分类模型,在Adaboost算法中将KNN作为基分类器,先通过TomekLinks欠采样缓解不同类边界模糊问题,再引入代价敏感学习机制,提高模型对少数类(逃费车)的重视程度来缓解对多数类(正常车)的判别倾向。最后,对比不同分类模型对各类逃费事件的识别效果,验证融合代价敏感学习机制的KNN-Adaboost模型的性能。结果表明,该研究提出的模型识别精确率达0.98,召回率达0.96,F1系数达0.97,Kappa系数达0.95,较其他模型能更好地解决样本类不均衡问题,对少数类样本具有较高识别精度,可为提升高速公路收费稽查效率提供参考。

关键词：公路运输集成学习机器学习代价敏感特征选择

基于轻量型空间特征编码网络的驾驶人注视区域估计算法

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第1期64卷 44-54页

作者：张名芳李桂林吴初娜王力佟良昊北方工业大学城市道路交通智能控制技术北京市重点实验室北京100144 交通运输部公路科学研究院运输车辆运行安全技术交通运输行业重点实验室北京100088

实时监测驾驶人注视区有助于人机共驾汽车理解并判断驾驶人的意图。针对车载环境下算法精度和实时性难以平衡的问题,提出了一种基于轻量型空间特征编码网络(lightweight spatial feature encoding network, LSFENet)的驾驶人注视区估计... 详细信息

实时监测驾驶人注视区有助于人机共驾汽车理解并判断驾驶人的意图。针对车载环境下算法精度和实时性难以平衡的问题,提出了一种基于轻量型空间特征编码网络(lightweight spatial feature encoding network, LSFENet)的驾驶人注视区估计算法。通过人脸对齐和眼镜移除步骤对采集的驾驶人上半身图像序列进行预处理,得到左右眼图像和人脸关键点坐标;在MobileNetV2的基础上构建基于GCSbottleneck模块的LSFENet特征提取网络,集成注意力机制模块增强关键特征权重,生成左右两眼特征;利用Kronecker积融合眼部与人脸关键点特征,将连续帧图像融合后的特征输入循环神经网络中,得到该图像序列的注视区域估计结果;利用公开数据集和自制数据集对新算法进行测试。实验结果表明:LSFENet算法的注视区估计准确率可达97.08%,每秒能检测约103帧图像,满足车载环境下运算效率和精度需求;LSFENet算法对注视区1、 2、 3、 4、 9的估计准确率均在85%以上,且对不同光照条件和眼镜遮挡情况均具有较强的适应能力。研究结果对驾驶人视觉分心状态识别具有重要意义。

关键词：注视区域估计轻量型空间特征编码网络注意力机制特征提取 Kronecker积循环神经网络

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大跨连续钢桁梁桥顶推施工全过程可靠度评估

长安大学学报（自然科学版） 2024年第4期44卷 48-65页

作者：闫磊闫金宁韩恒梁浩源许毓耕长安大学公路学院陕西西安710064 长安大学旧桥检测与加固技术交通运输行业重点实验室陕西西安710064

为评估大跨连续钢桁梁桥顶推施工过程的安全性,通过数值模拟、统计调查和概率分析相结合的方法,从定值和概率两方面对连续钢桁梁桥顶推施工全过程进行分析与评价。首先,基于组合应力识别出顶推全过程的失效候选单元,对失效候选单元的强... 详细信息

为评估大跨连续钢桁梁桥顶推施工过程的安全性,通过数值模拟、统计调查和概率分析相结合的方法,从定值和概率两方面对连续钢桁梁桥顶推施工全过程进行分析与评价。首先,基于组合应力识别出顶推全过程的失效候选单元,对失效候选单元的强度和稳定进行定值分析,探明钢桁梁顶推施工全过程的定值安全储备;其次,针对失效候选单元建立强度和稳定的功能函数,分析对应的可靠指标,揭示钢桁梁顶推施工全过程的概率安全储备;最后,对影响可靠指标的不定性参数进行敏感性分析,并根据目标可靠指标提出工程监测建议。研究结果表明:顶推施工全过程主桁各类杆件最大强度承力比均超过60%,其中,二期铺装过程中主桁跨中位置处的下弦杆E46′E45′强度承力比达到了84.8%,相应的稳定承力比为89.9%,材料强度得到充分利用;导梁在顶推施工全过程的最大强度承力比为29.5%,最大稳定承力比为41.8%,导梁定值安全储备较大;梁段顶推施工过程中主桁及导梁各失效候选单元可靠指标均大于5.20,主桁及导梁杆件概率安全储备充足;钢梁合龙过程中上弦杆A56′A55′及下弦杆E46′E45′面内稳定可靠指标分别为3.72和2.72;材料性能变异性对杆件可靠指标影响较大,杆件强度及面内稳定可靠指标随材料变异系数增大呈线性减小;综合定值和概率分析结果给出了顶推施工全过程需要监测的关键杆件,以目标可靠指标为依据,对关键杆件进行了分级,制定了关键杆件监测建议并提出了位移及应力监测预警值。

关键词：桥梁工程顶推施工有限元钢桁梁桥可靠度评价

矩形立柱非定常驰振三维非线性分析及气弹模型试验验证

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中国公路学报 2024年第3期37卷 321-329页

作者：陈修煜朱乐东檀忠旭同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 同济大学桥梁工程系上海200092 同济大学桥梁结构抗风技术交通运输行业重点实验室上海200092

类矩形断面因其本身较钝的气动外形而容易发生俗称为“软驰振”的风致自激振动。与经典驰振不同,这种振动不会无限发散,而是最终收敛于一个具有稳定振幅的极限环振动状态,表明其自激力存在显著的非线性特性。此外,随时间不断变化的振动... 详细信息

类矩形断面因其本身较钝的气动外形而容易发生俗称为“软驰振”的风致自激振动。与经典驰振不同,这种振动不会无限发散,而是最终收敛于一个具有稳定振幅的极限环振动状态,表明其自激力存在显著的非线性特性。此外,随时间不断变化的振动特性体现其具有明显的非定常效应。在实际桥梁工程中一些类矩形钢立柱、钢吊杆或钢梁,都可能由于其钝体外形以及低质量、低阻尼等特性而发生非定常非线性驰振,因此有必要对其非定常非线性驰振响应进行精确预测。以宽高比为3∶2的矩形断面为对象,首先识别了二维驰振自激力非线性数学模型的参数;然后,考虑到驰振的非线性主要体现在其气动阻尼非线性效应上,而其气动刚度非线性效应较弱的特点,引入了振型分解法,提出了考虑结构振型和竖向平均风剖面影响的钝体立柱非定常驰振响应的三维非线性分析方法,开展了2种典型风剖面来流作用下的3∶2宽高比矩形断面立柱非定常非线性驰振响应的理论分析和气动弹性模型风洞试验案例研究,并通过比较试验与理论分析结果,验证了所提出的钝体立柱非定常驰振三维非线性分析方法的可行性和可靠性。

关键词：桥梁工程非定常驰振气动弹性模型试验矩形立柱非线性分析

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