道路路网拉直算法设计

道路网络图是交通规划与管理的重要工具。为优化路网布局,并提升道路网络结构的美观性,提出道路路网拉直算法。该算法在保证路网调整量最小的前提下,将路段全部拉直成π/4的倍数形式,使得路段仅保持水平、竖直及斜π/4三种形式,并保证原始路段上的节点与拉直之后的路网节点能够一一对应。为实现路网拉直,应努力构建两阶段优化模型,即角度调整模型和节点调整模型。其中,角度调整模型从路段角度出发,以路段角度总调整量最小为目标,将路段角度全部调整为π/4的倍数形式;节点调整模型基于路段调整后的角度,以节点位置总调整量最小为目标,调整节点位置,使得路段全部满足调整后的角度。算例分析表明,该模型与算法对路网的布局优化和美观性具有良好的提升效果。     

基于改进Dijkstra算法的高速公路 应急疏散路径规划

为解决采用传统Dijkstra 算法在高速公路应急疏散规划路径中存在可用性差的缺陷,考虑 高速公路路网中有通行容量及条件限制的节点和路段特征,对其进行改进,提出容量限制节点的 表征方式及流量计算方法,并根据待疏散车辆特征对具有限高、限重属性的路段进行筛选,提出 分类路径规划方法。最后,以河南省高速公路局部路网疏散路径规划问题为基础设计算例,分别 采用传统算法和改进Dijkstra 算法对高速公路应急疏散路径进行求解。结果显示,传统算法得到 的路径规划及交通量分配结果中,容量限制节点上游路段的分配交通量高于节点容量,在节点处 形成疏散瓶颈,且对于规划路径中有限重条件的路段,案例中超重车辆无法使用该路段疏散;相 比而言,由改进算法得到的路径规划及交通量分配结果则不存在上述问题,从而使得疏散效率和 疏散路径的可用性得到了保证。     

公路养护施工中的交通控制与管理

对高速公路养护施工中"单边全封闭交通组织和单边部分路段交通组织"两种可行整体路网交通组织方案进行对比和评价。运用交通仿真软件VISSIM,从宏观和微观两个角度,分别对高速公路养护作业区连续流的服务水平分级,并对养护区路段延长控制区域长度预留值和整体路网统筹交通组织方案进行讨论。以山东东港高速公路为例,进行交通组织预案,建立合理数学模型并进行交通仿真系统模型,提出科学合理的交通控制与管理的方案,并在山东烟威高速养护施工中实际运用验证,为日后的养护提供科学依据。     

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在传统的公路网路线布局优化模型的基础上,对节点重要度、路段重要度及网络重要度模型分别进行了改进. 改进模型综合考虑了节点的社会经济情况及路网交通需求在各节点之间的空间分布情况,将节点的客、货运输量作为确定节点重要度的重要指标,同时将节点之间的OD交换量、路段长度以及与两节点直接连通的节点个数作为确定路段重要度的变量,并将改进的重要度模型引入目标函数当中,建立一种适用于国家级干线公路网的组合优化模型,并运用遗传算法对所建立的组合优化模型进行求解. 基于东北地区高速公路网规划案例进行的仿真试验表明,该模型是可行的、有效的,可以为公路网规划提供一些借鉴和参考.     

基于两阶段启发式算法的公路网布局研究

为形成科学、合理的公路网布局方案,为公路网布局实践提供理论支撑,以节点重要度为基础,在一定的约束条件下,以满足节点间的运输需求为目的,以路网总旅行时间最小为目标构建混合整数规划模型.在此基础上,以路段重要度和运输需求为启发式条件,设计基于随机游走算法和模拟退火算法的两阶段启发式算法,对MATLAB生成的随机算例进行求解.计算结果表明,在算法迭代初期,节点重要度较大的节点优先被连通,伴随迭代次数的增加和一定的随机扰动,节点在实现全部连通的基础上以路网总旅行时间最小为目标进行优化,最终获得目标函数值最优的公路网布局方案.算例求解过程符合公路网规划实践规律,表明了该模型和算法的有效性,同时表明模拟退火算法对随机游走算法求得的初始解具有一定的优化效果.可以看出,两阶段启发式算法能在较短时间内求解NP-hard问题并获得相对满意的解,可为求解大规模网络优化问题提供一定的方法借鉴.     

高速公路路网监控中心与路段监控中心关系的研究

高速公路路网监控中心不是对各路段监控中心的替代,也不是各路段监控中心功能的简单集中。经过充分规划的路网监控中心和路段监控中心从功能上各有侧重和互补,且都能提高全路网监控系统的可用性,特别是依靠分布式决策支持系统平台,使得路段监控中心可以发挥的作用大大提高。     

路网宏观基本图中磁滞现象的产生机理

为尽快将路网宏观基本图理论应用于实际交通管控中,利用车流波动理论从交通流状态演化的角度分析路网宏观基本图中磁滞现象的产生机理。以日本京都市的实际观测数据验证部分结论的可靠性。通过理论研究及案例分析发现:1)路网中低密度、高流量的交通流状态经过拥堵流状态后转化为低密度、低流量的交通流状态是磁滞现象产生的重要原因;2)在相同路网车辆数的条件下,相较形成过程,磁滞环的消除过程会使得路网中产生更多的拥堵路段及拥堵溢出点;3)当路网中存在非拥堵路段可供逐渐增加的车辆选择时,路网宏观基本图有可能在磁滞环形成过程中出现路网车辆数持续增加、但路网总流量保持不变的奇异现象。     

施工环境下高速公路应急车辆资源配置

提出了一种施工环境下的高速公路应急车辆资源配置方法。通过分析高速公路施工区域对高速公路通行能力的影响,构建了施工环境下高速公路路段危险程度计算模型,求解各路段的危险程度;根据现有的高速公路应急资源的配置模型,充分考虑施工区域影响下的路段危险程度、最佳救援时间、资源需求等参数的影响,采用数学规划的方法构建了基于施工区通行能力与历史事故数据的应急资源配置模型,采用粒子群算法求解模型。并以山东高速济青高速段施工区域路段为例进行了应急车辆资源配置。结果表明:在保证各路段资源需求的前提下,应急车辆的资源利用效率最高,实现了施工环境下高速公路应急车辆的合理配置。     

考虑大型活动影响下的路网改造优化模型及算法

由于城市交通需求在日常和大型活动期间有较大差异,建立考虑大型活动影响下的路网改造一主多从双层规划优化模型,上层规划以城市路网改造成本和改造后路段饱和度最小为目标确定路段改造能力,下层规划分别考虑日常和大型活动两种交通需求下的用户均衡模型,并设计了基于混沌的模拟退火求解算法. 算例分析中,路网改造前的饱和路段比率分别为8.3％和41.7％;同时考虑日常和大型活动两种交通需求改造后,饱和路段比率分别为0和8.3％;单独考虑日常交通需求改造后,饱和路段比率分别为8.3％和33.3％. 这表明同时考虑两种需求改造后的路网能更有效地缓解交通拥堵.     

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由于城市交通需求在日常和大型活动期间有较大差异,建立考虑大型活动影响下的路网改造一主多从双层规划优化模型,上层规划以城市路网改造成本和改造后路段饱和度最小为目标确定路段改造能力,下层规划分别考虑日常和大型活动两种交通需求下的用户均衡模型,并设计了基于混沌的模拟退火求解算法. 算例分析中,路网改造前的饱和路段比率分别为8.3％和41.7％;同时考虑日常和大型活动两种交通需求改造后,饱和路段比率分别为0和8.3％;单独考虑日常交通需求改造后,饱和路段比率分别为8.3％和33.3％. 这表明同时考虑两种需求改造后的路网能更有效地缓解交通拥堵.     

基于混合AGO-SVM的高速公路短时交通量预测研究

提出一种混合AGO-SVM高速公路交通量预测方法,原始交通量数据通过累加操作生成有规则的数据,预处理后的规则数据使用支持向量机法进行建模并预测,预测数据进行逆累加操作,获得下一时刻高速公路交通量的预测值,数据进行更新并保持样本序列不变从而进行高速公路交通量递推预测. 应用西宝高速交通量实际观测数据验证算法的有效性. 试验结果表明,在几种指标下该方法的预测精度比灰色模型法和支持向量机法的预测结果有所提高,是一种有效的高速公路交通流量预测方法.     

基于多维数据的高速公路服务水平实时判别方法

随着高速公路的不断发展,交通信息逐渐呈现多元化,而将这些信息进行整合并对高速公路服务水平进行实时判别,对于后期的交通控制管理及实时高效提供道路信息至关重要.本文考虑了时间、天气、出行日期等多因素的影响,选用车速、密度作为高速公路服务水平评价指标,结合最小二乘支持向量机与聚类分析相关算法,提出了一种基于多维数据的高速公路服务水平实时判别模型,以实现对高速公路服务水平的参数预测及实时判别.选用河北省237 360组训练样本数据和6 048组预测样本数据验证了该模型的有效性.结果显示,该模型获得了较高的判别精度和较好的预测效果,是一种有效的高速公路服务水平实时判别方法.     

廊坊地区普通高等级公路智能化建设的探讨

目前全国的公路网已基本建成,公路部门的主要任务已从公路建设逐渐转到为创造良好的行车环境、提高公路基础设施服务水平和运输效率的公路管理上来。本文从廊坊地区公路管理现状出发,通过分析说明了在普通高等级公路实施“公路智能交通系统”的重要性和必要性,并针对当前存在的问题提出了普通高等级公路智能化建设的基本原则。     

谈钢筋焊接质量的提高

目前公路施工中所有的钢筋焊接都是由手工完成的,可以说焊工的技术水平在很大程度上代表了焊件的质量,只有提高焊工的技术水平,严格执行焊接工艺,在焊接材料的保管上注意方法,加强管理,才能从根本上解决焊接节点的质量问题。     

公路桥梁战时遭打击可能性评估研究

公路桥梁作为陆上运输的"咽喉",成为战时敌方打击和破坏的重点。在分析公路桥梁战时重要性和危险性的基础上,运用层次分析法构建了战时公路桥梁遭打击可能性评估模型并进行了实例分析,有助于确定交通保障重点目标和制定保障方案。     

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建立以公路网面积密度和运输密度为指标的公路网分布均衡性评价指标体系. 将基尼系数原理与公路网分布均衡性评价相结合,建立公路网分布均衡性评价模型,并以温州市域公路网为例,进行实证研究. 结果表明：温州公路网布局正由低水平的绝对均衡向更高水平的不均衡方向发展,当前路网分布相对合理,但高等级公路分布存在显著的不均衡现象;公路网布局与区域交通运输强度分布的协调性得到明显提高,当前公路客运密度分布处于相对平均状态,公路货运密度分布处于绝对平均状态. 研究结果基本符合温州公路网发展特征.     

公路养护现代化水平多级模糊评估

科学、高效的现代化公路养护作业与养护管理方法可使公路在使用年限内经常保持完好状态,从而最大限度地发挥公路的运输经济效益.根据公路养护的特点及公路养护现代化的内涵建立了公路养护现代化评估指标体系,根据模糊数学理论构建了公路养护现代化水平多级模糊评估模型,利用该模型可以对一个地区的公路养护现代化水平进行衡量和评估,从而找出存在的不足,为公路养护现代化建设起到引导作用.示例研究表明,该方法可行.     

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高速公路基本段服务水平是分析高速公路通行能力的重要内容。本文首次将灰色聚类理论引入分析高速公路基本段服务水平，建立了基于灰色聚类的高速公路基本段服务水平的多目标决策分析模型.在构造白化矩阵和白化函数的基础上，计算出聚类权系数和聚类系数，并利用聚类系数确定出高速公路基本段服务水平的综合分析情况。最后通过算例进行了计算分析，验证了该模型的有效性、客观性和适用性，并归纳了模型的特点及适用范围，对分析高速公路基本段服务水平具有一定的借鉴意义。     

高速公路基本段服务水平的可拓聚类分析

高速公路基本段服务水平是分析高速公路通行能力的重要内容,本文基于物元模型和聚类分析,提出了高速公路基本段服务水平的可拓聚类分析方法,应用物元和可拓集合中的关联函数,建立了基本段服务水平聚类分析模型,并利用某高速公路的实际数据进行了分析计算,结果表明可拓聚类分析方法是有效的.     

基于基尼系数的公路网分布均衡性评价研究

建立以公路网面积密度和运输密度为指标的公路网分布均衡性评价指标体系. 将基尼系数原理与公路网分布均衡性评价相结合,建立公路网分布均衡性评价模型,并以温州市域公路网为例,进行实证研究. 结果表明：温州公路网布局正由低水平的绝对均衡向更高水平的不均衡方向发展,当前路网分布相对合理,但高等级公路分布存在显著的不均衡现象;公路网布局与区域交通运输强度分布的协调性得到明显提高,当前公路客运密度分布处于相对平均状态,公路货运密度分布处于绝对平均状态. 研究结果基本符合温州公路网发展特征.