菜园坝长江大桥船撞风险分析研究

采用三概率参数积分路径模型和目前国际上应用较多的美国AASHTO规范方法对菜园坝长江大桥进行船撞风险分析。分析结果表明,菜园坝长江大桥整体船撞风险水平较高,且风险主要来自于非通航孔的辅助墩和过渡墩。分别针对辅助墩和过渡墩以及非通航孔的其余桥墩提出降低全桥船撞风险的具体措施。     

蔡家嘉陵江大桥船撞风险分析与设防标准研究

为确定重庆市蔡家嘉陵江大桥设防船撞力标准,采用美国AASHTO规范方法和三概率参数积分路径方法对该桥进行防撞风险分析,计算桥梁的碰撞概率和年倒塌频率,并与可接受的风险准则进行比较。确定防撞设计代表船型,采用LS-DYNA软件对船舶碰撞桥梁进行数值分析。     

基于VAE-LSTM模型的航迹异常检测算法

为了检测出异常航迹数据从而提高航迹数据挖掘的精确性,将航迹异常检测转化为无监督学习问题,研究了基于VAE-LSTM的航迹异常检测算法.引入残差结构到LSTM中,建立残差门LSTM,通过将变分自编码器中的BP神经网络层替换为残差门LSTM层,实现对变分自编码器的改进,并构建了VAE-LSTM航迹异常检测模型.模型输入为航迹的速度、加速度、真航向和曲率半径运动特征,输出为航迹点特征的重建概率,重建概率小于概率阈值的航迹点为异常航迹点,包含异常航迹点的航迹判定为异常航迹.以长江水域内的航迹数据进行验证并与多种机器学习异常检测算法进行对比.VAE-LSTM航迹异常检测算法的召回率达到了0.935,F1值达到了0.940,各项指标均高于对比算法,验证了方法的有效性.      

基于Logit模型的动态交通分配研究

提出了一种基于Logit方法的交通分配模型，该模型是动态出发时间选择和随机用户平衡的联合模型（DDSUE）。作为一种基于全路径的交通分配模型，在路径选择上，使用了Logit模型求出每条路径的选择概率；在出发时间选择上，采用路径通行能力和路径选择概率来联合确定交通出发量，然后利用总交通出发量和路径选择概率求出每条路径上的驶入量。最后以一个实际算例，并通过改变参数对结果进行了分析。     

粉房湾长江大桥船撞风险分析与设防标准研究

为确定粉房湾长江大桥设防船撞力标准,采用美国AASHTO规范方法和三概率参数积分路径方法对该桥进行船撞风险分析,计算桥梁的碰撞概率和年倒塌频率,并与可接受的风险准则进行比较;确定船撞设计代表船型,采用LS-DYNA软件对船舶碰撞桥梁进行数值模拟分析.分析结果表明:该桥在2010年、2020年和2050年通航密度下的船撞风险分别为4.05×10-6、2.02×10-5、7.06×10-5;P3、P4主墩的船撞设计代表船型均为5 000吨级;近期P3、P4主墩的设防船撞力可分别取38.68 MN和27.57 MN,远期可分别取38.68 MN和24.19 MN,P3、P4主墩抗力均满足船撞设防标准.     

基于威布尔分布的钢板弹簧疲劳寿命分析

对某型号钢板弹簧进行了台架疲劳试验,利用二参数威布尔分布,通过最小二乘法对钢板弹簧寿命进行处理分析,然后借助Relia Soft Weibull++7软件,分别采用二参数和三参数威布尔分布模型对钢板弹簧疲劳寿命进行分析。分析结果表明,三参数威布尔分布拟合结果更好,更符合真实情况。     

基于概率有限元技术的斜拉桥静风失效风险评估

针对斜拉桥最大悬臂施工状态对风荷载敏感这一问题,结合某斜拉桥实际工程,基于ANSYS的概率设计系统,提出了将ANSYS有限元的分析功能与求解可靠度的蒙特卡洛法相结合的风致结构失效评估方法。用APDL参数化语言编写ANSYS命令,建立了最大悬臂状态的ANSYS有限元模型。根据规范给出的风速统计规律和前人的研究得到了风速的Weibull分布,以风速的Weibull分布为输入参数,采用超拉丁抽样方法,利用自行开发的斜拉桥静风失效概率分析系统进行了3 000次的仿真循环获得了静风失效概率。     

基于安全系数解析式的边坡稳定评价体系研究

以简单土坡的圆弧面滑动为研究对象,将滑动土体分为主动区域和被动区域,视被动土体作用为增加抗滑力矩,采用积分方法推导抗滑力矩及滑动力矩的解析表达式,进而得到安全系数解析式;依托该解析式建立了可靠性分析的功能函数数学模型,并采用Monte Cado法求解失效概率和可靠指标.借助纯黏性土、均质边坡的确定性模型,将黏聚力与重度、坡高的比值作为随机变量,分析了其概率分布类型及变异特征对失效概率的影响规律,以及安全系数和失效概率的相互关系.结果表明:该安全系数解析式是精确的;参数变异性的影响不容忽视,当参数变异性较大时,传统的安全系数法不能给出切合实际的评判,而可靠指标法则更合理;对于不同的参数变异性情况,安全系数与失效概率(或可靠指标)关系曲线中呈现明显的交叉点,且其位置与参数分布类型有关.     

基于风险价值的危险品运输路径优化方法

考虑危险品事故发生概率和事故后果等主要因素,研究了危险品运输路径优化设计问题.通过分析不同危险值计算模型的性能特点,选用TR模型计算危险品运输的危险值,通过设定必要限制条件对KSP最短路径搜索算法进行改进,建立危险品运输最短路径集;考虑危险品运输事故发生概率受到多因素影响,具有一定的随机性和不确定性,引入金融领域用于风险管控制的风险价值理论,构建危险品运输路径风险价值模型,求解危险品运输网络在某置信水平下的最小风险值,从而提出了基于风险价值的危险品运输路径优化设计方法,并以长春市加油站为实例进行了模型检验和对比分析.结果表明:①随着置信水平的提高,对应的VaR值也在提高,最佳路径也会有所不同;②当置信水平在[0.9950,1.0000]时,最佳路径为路径6,此时不仅保证了路径最短,也保证了在可接受水平内的危险最小;③与传统最短路径模型相比,所建立危险价值模型能够不同置信水平下的危险路径选择方案,能有效降低运输危险.      

深基坑隆起稳定性的模糊可靠度参数分析

通过模糊概率与可靠度分析法相结合,引入深基坑抗隆起破坏分析的普朗特尔公式,建立了两随机变量的模糊可靠度简化模型,对隆起破坏进行了模糊可靠度评价,并对插入比、围护结构长度、地面超载、粘聚力、内摩擦角等参数进行了分析。通过实例,计算了深基坑隆起失稳的模糊破坏概率和模糊可靠度,验证了简化计算模型的实用性。结果表明,隆起破坏的失效概率与内摩擦角呈指数函数递减关系,模糊随机方法能够合理地反映基坑的实际稳定性。     

基于模糊马尔科夫链的钢筋混凝土桥梁劣化预测

建立基于模糊马尔科夫链的钢筋混凝土桥梁劣化预测模型,对桥梁结构劣化等级的划分及模糊劣化状态的确定方法进行阐述。针对马尔科夫链应用的关键问题一状态转移概率矩阵的确定,提出基于对状态转移概率优化反演的简化逆阵方法。通过某桥梁工程劣化预测实例,验证该方法的有效性。     

考虑多模式失效概率的长下坡路段重型卡车事故预测模型

为挖掘多模式失效概率与长下坡路段重型卡车事故之间的关系，建立了重型卡车在长下坡路段的多模式失效概率与车辆事故之间的关系模型。并针对重型卡车在长下坡路段可能的失效模式，如侧滑、侧翻、视距不足、制动失效，在此基础上建立了多模式失效概率预测模型；通过蒙特卡罗法模拟并求解单模式失效的概率，宽界限法求解失效系统的多模式失效概率；将多模式失效概率作为解释变量与其他道路因素结合，分别建立泊松模型、随机效应泊松模型、随机参数泊松模型，将多模式失效概率与重型卡车事故建立函数关系；对比3种模型的拟合优度指标，优选出最优事故预测模型，用来挖掘重型卡车事故与多模式失效概率之间的关系。以华盛顿州71段长下坡10年的重型卡车事故数据及道路设计数据进行方法验证。结果表明:随机参数泊松模型与随机效应泊松模型的拟合优度相差较小，二者均优于泊松模型；当考虑多模式失效概率时，平曲线半径、纵坡坡度、超高对重型卡车事故的影响均不显著，即三者的影响被削弱，尤其是平曲线半径和超高，多模式失效概率的弹性(0.239)远大于二者的弹性(平曲线半径和超高的弹性分别仅为0.097和0.002)；重型卡车的事故与多模式失效概率近似线性关系，且截距不为0。即多模式失效概率可用于道路安全分析的表征指标，但与事故概率不等价。      

连续压实指标最大熵统计分布模型研究

针对现行连续压实指标概率分布求解方法精度不足,引入最大熵原理,得出基于最大熵分布的连续压实指标概率分布的统一模型。利用蒙特卡罗法生成随机数组对最大熵统计分布模型进行仿真试验,仿真结果精度及不确定度评定表明,该模型具有较高的可靠性。采用现场检测数据,对该模型和传统方法得到的概率分布函数进行了对比分析,结果表明最大熵分布模型具有更高精度。该模型计算结果精确,且概念清晰,计算简便,为连续压实指标的统计分布研究提供了新思路。     

基于站点吸引的公交客流 OD 分布概率模型

在分析公交出行距离和下车站点的用地性质等因素对公交乘客下车概率影响的基础上,全面考虑站点对周边区域换乘的辐射影响,引入了1个新的影响因子---下车站点换乘能力,该因子利用以站点为中心,300 m到500 m为半径,可利用换乘的公交线路条数来表示;综合考虑上述3个影响因子,构建了基于站点吸引的公交客流O D分布概率模型。基于济南市公交IC卡数据,采用C++语言编程实现该模型,得出了公交客流出行的空间分布规律,并采用核查线法验证该模型的可行性和有效性。验证结果表明,该模型OD反推误差可以控制在10%之内,反推精度较高,较好的贴合实际,具有一定的工程应用价值。      

Traffic conflict assessment for non-lane-based movements of motorcycles under congested conditions

Traffic conflict under congested conditions is one of the main safety issues of motorcycle traffic in developing countries. Unlike cars, motorcycles often display non-lane-based movements such as swerving or oblique following of a lead vehicle when traffic becomes congested. Very few studies have quantitatively evaluated the effects of such non-lane-based movements on traffic conflict. Therefore, in this study we aim to develop an integrated model to assess the traffic conflict of motorcycles under congested conditions. The proposed model includes a concept of safety space to describe the non-lane-based movements unique to motorcycles, new features developed for traffic conflict assessment such as parameters of acceleration and deceleration, and the conditions for choosing a lead vehicle. Calibration data were extracted from video clips taken at two road segments in Ho Chi Minh City. A simulation based on the model was developed to verify the dynamic non-lane-based movements of motorcycles. Subsequently, the assessment of traffic conflict was validated by calculating the probability of sudden braking at each time interval according to the change in the density of motorcycle flow. Our findings underscore the fact that higher flow density may lead to conflicts associated with a greater probability of sudden breaking. Three types of motorcycle traffic conflicts were confirmed, and the proportions of each type were calculated and discussed.     

高切坡变形监测数据分析方法及应用研究

根据多年实践经验,针对高切坡变形监测数据的特点,运用概率统计、灰色理论及时间序列模型建立了一套系统数据分析方法,并对三峡库区太平溪高切坡监测数据进行了分析,结果表明:太平溪高切坡整体是稳定的。     

深基坑隆起稳定性的模糊可靠度参数分析

通过模糊概率与可靠度分析法相结合,引入深基坑抗隆起破坏分析的普朗特尔公式,建立了两随机变量的模糊可靠度简化模型,对隆起破坏进行了模糊可靠度评价,并对插入比、围护结构长度、地面超载、粘聚力、内摩擦角等参数进行了分析。通过实例,计算了深基坑隆起失稳的模糊破坏概率和模糊可靠度,验证了简化计算模型的实用性。结果表明,隆起破坏的失效概率与内摩擦角呈指数函数递减关系,模糊随机方法能够合理地反映基坑的实际稳定性。     

CFRP拉索的非线性参数振动特性

建立了CFRP拉索的非线性参数振动模型，该模型考虑了拉索同时受梁端和塔端激励的状况，并考虑了索的垂度、大位移等引起的几何非线性；利用该模型，对相同条件下的CFRP拉索和钢拉索，采用数值方法分析了频率匹配比、拉索静拉力、激励幅值以及阻尼等因素对拉索参数振动特性的影响。研究结果表明，拉索振动的拍频、幅值与上述因素均有关，且CFRP拉索在参数振动发生几率、参数振动响应等方面优于钢拉索。     

大跨连续刚构桥-船撞击动力响应研究

以某高速公路新建连续刚构桥为工程背景，采用非线性有限元分析方法，通过大型通用非线性有限元程序LS-DYNA建立全桥有限元模型和1 000 t船舶模型，对船-桥碰撞动力过程进行模拟，以确定船-桥碰撞过程中碰撞力的大小，并将有限元计算结果与规范经验公式进行比较。结果表明：船-桥碰撞过程中，船艏发生较大变形，吸收大部分的能量，将动能转化为势能；碰撞过程具有明显的非线性波动特征；各个规范经验公式计算的船撞力差异较大，且规范经验公式具有一定的局限性，有限元分析法能完整再现船-桥碰撞结构内部动力学过程，弥补规范经验公式的不足。