高速公路隧道路面抗滑性能评价标准研究

收集的事故资料表明,路面抗滑性能不足严重影响我国高速公路隧道交通安全。由于隧道环境的特殊性,我国公路路面的抗滑评价标准不适应隧道路面。根据驾驶员对隧道路面附着能力的期望、隧道交通流特点及行车动力学分析结果,提出以车辆制动时路面的临界附着系数作为隧道路面抗滑能力的不可接受水平,并据此制定了隧道路面的抗滑评价标准。最后,提出改善隧道抗滑安全性的措施。     

Effectiveness of vehicle weight enforcement in a developing country using weigh-in-motion sorting system considering vehicle by-pass and enforcement capability

Vehicle overloading has been identified as one of the major contributors to road pavement damage in Malaysia. In this study, the weigh-in-motion (WIM) system has been used to function as a vehicle weight sorting tool to complement the exsiting static weigh bridge enforcement station. Data collected from the developed system is used to explore the effectiveness of using WIM system in terms of generating more accurate data for enforcement purposes and at the same time improving safety and reducing the number of vehicle weight violations on the roads. This study specifically focus on the effect of vehicle by-pass and static weigh station enforcement capability on the overall effectiveness of vehicle weight enforcement system in a developing country. Results from this study suggest that the WIM system will significantly enhance the effectiveness and efficiency of the current vehicle weight enforcement, thus generating substantial revenue that would greatly off-set the current road maintenance budget that comes from tax payers money. If there is substantial reduction in overloaded vehicles, the public will still gain through reduction in road maintenance budget, less accident risks involving heavy trucks, and lesser greenhouse gases (GHGs) emissions.     

自动化公路货物运输量统计方法

为了提高中国公路货运统计的真实性和统计效率，利用自动化交调、轴载检测、高速公路计费、联网联控货车以及国家道路货运量专项调查等数据，提出2种自动化公路货运量统计方法。2种方法均采用浮动检测数据与固定检测数据融合的原理，使用浮动车数据获得运输特征，分别使用高速计费数据及自动化交调数据获得运输规模。通过设备检测数据与人工调查数据的嵌套计算，解决分层统计中行业浮动车代表性不足的问题。通过数据的一致性分析，解决不同类型数据车型划分标准不同给数据融合带来的口径不一致问题。与传统方法相比，统计方式由人工统计转变为自动化统计；统计对象由营运性货车扩展为全社会货车；统计口径由按车籍地统计转变为按运输发生地统计；统计周期由月缩短为日。此外，实现了可按车辆类型、道路类型、运输成分及公路线路的精细化统计。以辽宁省路网和G102国道为例，给出区域公路网和公路线路的货运量统计结果。最后，以高速公路为统计对象，与计费数据获得的货运量对比，验证基于交调数据统计方法的准确性。结果显示，交调融合法的货运量统计误差为11.5%。对比2种方法，交调融合法具有更广泛的适用性和更高的灵活性，为中国公路运输统计现代化发展提供了技术方法，同时探索了利用设备检测数据和人工调查数据嵌套分析解决工程问题的方法。     

基于事故数据挖掘的乘用车追尾卡车AEB测试规程研究

基于未来出行交通事故场景研究数据库中的乘用车追尾卡车事故,分析并提出了以卡车为目标物的乘用车自动紧急制动系统的典型测试工况。采用K-means聚类算法得出可代表实际卡车的目标物颜色,基于事故数据分析提取卡车目标物尾部特征参数,设计并制作了一种新型的具有与真实车辆反射特性和机器视觉识别特性接近的重型厢式卡车目标物。卡车目标物静止,测试车辆分别以45、50、55、60 km/h的速度进行100%重叠自动紧急制动系统测试,验证了该目标物的可行性和有效性。可为车辆主动安全相关标准法规研究提供数据支撑,推动车辆主动安全测试技术的发展。     

Improved Speed Estimation From Single-Loop Detectors With High Truck Flow

Single-loop detectors are the most common sensors employed by freeway traffic management agencies. The data are used for traffic management and traveler information. Single-loop detectors can only measure flow and occupancy. Although speed is often the most useful metric, it can only be estimated at conventional single-loop detectors. Typically this estimate comes from the quotient of flow and occupancy multiplied by the fixed, assumed average effective vehicle length. This conventional approach is limited because the actual average effective vehicle length will vary from sample to sample. Many researchers have proposed alternatives to address this problem, and although many of the methods work well under normal conditions, there has been limited research into methods that yield reliable estimates under heavy truck traffic. Heavy truck flows may arise as a function of location or time of day, for example, with proximity to a trucking facility or in early mornings when the number of passenger vehicles drops, respectively. This article presents a new methodology to estimate speed from single-loop detectors in conditions where trucks comprise a large percentage of the fleet. While the focus is on single loop detectors, the work is equally applicable to side-fire microwave radar detectors that emulate single-loop detectors.     

应用全寿命分析法研究高速公路沥青路面结构

针对目前我国高速公路路面普遍存在的早期损坏现象,以及使用寿命短、建设维护和重建成本高等问题,依托交通量及重车比例大、超载严重的深圳南光高速公路,为提高路面使用寿命,采用全寿命分析法进行路面结构设计方案研究:根据国内外路面发展状况及广东省高速公路的成功经验,提出了七种结构设计方案进行比较分析。根据分析结果与项目投资实情,选择了基层寿命较长、沥青面层较薄的强基薄面半刚性基层作为设计方案。     

运行速度和发动机油耗预测模拟技术研究

描述一种根据九五国家重点科技攻关"公路投资综合效益分析系统的研究"项目研究成果,开发的汽车运行速度和主要经济指标———发动机油耗的预测和模拟技术。本项技术主要是通过改变道路的几何条件、路面状况、交通量、交通组成、车辆特征、车辆载重和环境等因素,预测和模拟上述任一或组合因素的变化对车辆运行速度和油耗的影响。模拟结果将为进一步研究道路纵断面和平曲线的最佳组合、道路的改建条件和路面大、中修养护时机的确定提供决策和分析的数据基础。     

我国公路荷载的车轴—轮型分类和几何参数研究

针对我国现代公路运输车辆多轴化的特点,对常见19个品牌、1 000余种重载卡车车型进行统计分析,总结出11种典型荷载车型的轴—轮型分布和相应几何参数,为路面标准轴载换算以及力学分析提供必要依据。     

交通视频辅助的桥梁动态称重方法研究

为了进一步提升既有的桥梁动态称重技术，提出一种交通视频辅助的新型桥梁动态称重方法。首先介绍基于深度神经网络的计算机视觉目标检测技术和一种计算机视觉坐标转换方法，实现从交通监控视频中实时地探测与定位桥上行驶的车辆和车轴。然后引入桥梁应变分解方法和应变影响面识别方法，建立车重、车辆位置与桥梁应变之间的映射关系，从而建立一种综合利用时间和空间冗余信息对车辆进行称重的方法。该方法构建超定的影响面加载方程组，使用最小二乘法求解该方程组以得到桥上行驶车辆的轴重和总重。最后总结出一套交通视频辅助的桥梁动态称重方法框架。为验证以上方法，在某连续大箱梁桥的缩尺模型以及实桥上进行试验。试验包含单车、双车、跟车、并行、直行、变道、匀速、变速等复杂交通工况。模型试验结果表明：该方法的车辆总重识别误差均值为-2.02%，标准差为4.77%；车辆轴重的识别误差均值为4.77%，标准差为17.50%。实桥试验结果表明：该方法的车辆总重识别误差均值为0.21%，标准差为1.53%；车辆轴重的识别误差均值为-3.59%，标准差为42.67%。除此以外，所提出的方法还可用于识别桥上车辆的数量、类型、轴数、实时位置、运动轨迹、行驶速度等多粒度交通信息。     

德国不限速高速公路路面平整度评价方法综述

平整度是衡量路面质量、评价行车舒适度的重要指标。德国拥有12.993万km的高速公路，其中约2/3的路段没有速度限制，因此德国交通管理部门对路面的功能性和安全性提出了极高的要求。针对上述课题，首先介绍中国"超级公路"的建设背景和需求，强调德国路面的平整度指标对中国道路建设的重要借鉴意义；然后回顾国内外道路平整度的评价和预测等研究手段与方法，介绍德国基于功率谱密度曲线的平均不平整指数（AUN），分析将功率谱密度曲线转化为高度-波长曲线的优点，叙述考虑人车振动反应的有效平整度指数（LWI），简述加权纵断面评价方法（WLP）的思路和步骤；最后总结德国路面平整度评价体系的发展趋势和对于中国道路平整度研究的借鉴与应用前景。     

汽车行驶称重系统的算法研究与精度分析

对一种基于橡胶油管传感器的新型汽车行驶称重（WIM）系统的算法进行了研究,针对诸多因素对WIM系统的输出值产生影响,提出了结合神经网络的计算模型。同时对WIM系统精度的定义和划分进行了分析与研究。经大量试验验证,该系统可用于交通数据采集和辅助实施汽车超载的检查。     

公路货物超载运输轴载调查及数据分析研究

为了有效地获取超载超限条件下公路运输车辆的实际轴载信息,研究了通过称重设备对行驶车辆进行现场称重的轴载调查及数据分析方法,阐述了车辆轮轴类型分类、车辆轴载称重调查、按轮轴类型划分的交通量调查、调查数据分析与轴载谱分析的内容、方法和注意事项。结合公路安徽世行项目Ⅱ———超载运输研究,给出了调查与分析实例,证明文中的方法切实可行。     

Design and evaluation of sideslip angle observer for vehicle stability control

This paper presents a method for estimating the vehicle side slip angle, which is considered as a significant signal in determining the vehicle stability region in vehicle stability control systems. The proposed method combines the model-based method and kinematics-based method. Side forces of the front and rear axles are provided as a weighted sum of directly calculated values from a lateral acceleration sensor and a yaw rate sensor and from a tire model according to the nonlinear factor, which is defined to identify the degree of nonlinearity of the vehicle state. Then, the side forces are fed to the extended Kalman filter, which is designed based on the single-track vehicle model associated with a tire model. The cornering stiffness identifier is introduced to compensate for tire force nonlinearities. A fuzzy-logic procedure is implemented to determine the nonlinear factor from the input variables: yaw rate deviation from the reference value and lateral acceleration. The proposed observer is compared with a model-based method and kinematics-based method. An 8 DOF vehicle model and Dugoff tire model are employed to simulate the vehicle state in MATLAB/SIMULINK. The simulation results shows that the proposed method is more accurate than the model-based method and kinematics-based method when the vehicle is subjected to severe maneuvers under different road conditions.     

基于车流结构的计重收费可变附加值模型研究

计重收费是一种最主要的货车收费形式。为了分析货车流对公路交通的影响,均衡货车交通量的时空分布,需对传统计重收费方式进行优化。分析车流结构对公路使用寿命、通行能力、交通安全的影响,建立可变附加值模型,并分别对按车型收费、轮轴收费、计重收费、可变附加值计重收费4种方式在不同车流结构或货车总质量下的100km收费额度进行对比分析。分析表明,若按车型收费,在货车总质量和流量较小的情况下适用性较好;而按可变附加值计重收费则可更加合理地反映货车对道路及交通流的影响。     

基于轴载谱的公路货运运力结构预测研究

针对传统数据采集和研究模式中的不足,论文提出了基于车辆轴型分类的车辆轴载谱来分析高等级公路车流轴载、公路货运车辆运营成本和超限严格管制下公路货运运力结构预测的新方法,其基本思路为按轴型和车辆载重状态划分车型、开展轴载和交通量调查、计算不同车型的轴载谱、对各车型各轴型的轴载谱进行Gauss曲线拟合、再根据拟合函数进行车辆轴载、运营成本和运力结构的计算,文中还结合世行安徽公路项目II(超载运输课题研究)进行了实际应用。     

基于效用选择的换车道模型

通过论述当前换车道模型的常见实现方式,指出在换车道需求产生过程中广泛应用的PLC方法存在下列不足:(1)不能反映微观特性;(2)不具有普适性;(3)不能准确反应运行环境变化的影响;并从理论分析的角度指出换车道行为是驾驶员在不同车道行驶状态下满意程度的选择结果,其需求产生的过程可以用随机效用理论进行描述。通过引入随机效用理论,建立基于效用选择的换车道模型,并以其作为核心子模型之一,编写仿真程序并对复杂交通流进行验证,得到较好的效果。     

二级公路交通流特征对事故严重程度的影响

为有效管控二级公路的交通安全,定量刻画二级公路事故严重程度与交通流特征之间的关系,以元(谋)-双(柏)公路为研究对象,基于长期监测的交通事故数据及交通流数据,利用结构方程中的测量模型实现事故严重程度的量化计算,并运用Spearman分析法、决策树算法及随机森林模型选取影响事故严重程度的关键交通流参数,进一步采用多变量多项式比率法建立关键交通流参数与事故严重程度之间的关系方程,获取二级公路交通流特征对事故严重程度的影响关系。研究结果表明:①相比于事故率、受伤人数、死亡人数等指标,事故规模更能准确且全面地表征事故严重程度;②大车(指大客车、中型货车、大型货车、特大型货车、拖挂货车、集装箱车)平均日交通量、轻型车(指拖拉机、摩托车)平均日交通量、v/c、车速变异系数是影响二级公路事故严重程度的4个关键交通流参数;③各交通流参数之间存在相互作用关系,且不同参数对事故规模的影响程度不同;④当大车平均日交通量、轻型车平均日交通量、v/c、车速变异系数分别取200~340veh·d-1,200~380veh·d-1,0~0.1及0.7~0.77,0~0.15及0.6~1时,二级公路的事故规模较小;当大车平均日交通量、轻型车平均日交通量、v/c、车速变异系数分别取0~200veh·d-1,0~190veh·d-1,0.32~0.63,0.16~0.2及0.4~0.6时,二级公路事故规模较大。     

冰雪路面摩擦特性与运营风险管控研究综述

冰雪路面的交通安全问题一直是中国交通行业面对的难题，对冰雪路面运营风险进行智能管控是保障交通安全的有效途径。为了推动冰雪路面智能管控技术的应用，明确研究中的关键问题和未来发展方向，综述了国内外冰雪路面智能管控的相关研究进展。首先，阐述了冰雪对交通带来的影响，揭示了人、车、路三者与交通事故的关系，明确了冰雪路面交通事故的根本诱因是由冰雪导致的路面摩擦特性下降；然后，讨论了冰雪路面的胎-冰-路摩擦机理、影响因素、预估模型及其评价方法；进而，对比分析了路表冰雪状态感知技术的多种原理及其适用性，提出了可以用于智能管控的冰雪感知技术要求；最后，总结归纳了常见的冰雪路面运营的静态、动态风险管控方式，其中静态管控方式包括气象法、历史事故数据法和力学特性法，动态方式包括动力学特性法、交通流特性法和综合风险分析法，综合风险分析法可以表征道路运营风险的多因素动态变化，是未来冰雪路面智能管控的主要方式。     

Rice公式外推桥梁荷载效应

在当今,如何对桥梁进行合理评估已成为桥梁工作者的一个重要课题。而在桥梁评估过程中,科研工作者往往需要定量描述评估周期内某座桥梁的交通车辆荷载大小,一般用荷载效应描述。就此根据动态称重系统实测的107国道路段交通荷载数据产生的模拟车流对评估周期内荷载效应极值的计算方法进行了初步研究,以各种跨径简支梁为例,利用Rice外推理论外推各个观测周期的荷载效应极值,并以此作为建立评估荷载模型的基础。     

汽车油管式动态称重的仿真与分析

介绍了油管式汽车动态称重系统。运用VPG技术、利用动态显式非线性有限元分析软件LS-DYNA对某两轴货车满载驶过油管式称重仪的全过程进行了数值模拟。分析单/双胎、车速、油管内初始油压和管径等因素对传感器输出特性的影响。仿真分析结果与实车试验结果趋势一致,验证了仿真分析方法的正确性。