基于申请通行记录的桥梁超限车辆荷载统计模型

根据广西区申请通行的超限车辆数据信息,基于概率统计理论,采用双峰正态分布和对数正态分布建立了该区五轴和六轴超限车辆总重和轴距的概率分布模型;根据一元正态线性回归理论,建立了总重与轴重的线性回归模型;分析了超限车辆总重和轴距之间的相互关系。根据建立的超限车辆荷载模型,采用蒙特卡洛(Monte Carlo)法各随机生成了10 000辆五轴、六轴超限车辆,通过对比随机生成的超限车辆与实际超限车辆对中小跨径简支梁桥产生的跨中最大弯矩效应,验证了按照本文方法建立的超限车辆荷载模型用以模拟实际超限车辆的可行性,同时也为五轴、六轴超限车辆过桥时桥梁的安全评估提供了基础数据。     

基于WIM数据的公路桥梁车辆疲劳荷载模型研究

公路桥梁的疲劳损伤是由各式载重不同的车辆反复作用产生的,所以对公路桥梁进行抗疲劳设计或疲劳寿命评估采用的荷载应能够反映桥梁的日常交通荷载特征。该文结合南溪长江大桥WIM系统测得的18个月的车辆荷载数据,对车辆参数统计及疲劳荷载模型展开研究。引用统计学的高斯混合模型(Gaussian Mixture Model,GMM)和赤池、贝叶斯两种信息判别准则(AIC、BIC),结合EM算法得到车重、轴重的最优模型。采用Matlab拟合工具箱对部分车辆荷载参数进行曲线拟合,得到车头间距等参数的分布类型。基于Miner准则和线性累积损伤原理,得到5种疲劳荷载模型,并计算各车型的疲劳损伤贡献值和损伤度。相比于以往的疲劳荷载模型,该文得到的分时段疲劳荷载谱用于实桥计算疲劳损伤和疲劳寿命评估时可用两种时段的模型车辆循环加载,更接近实际车况,使计算结果更精确。     

基于实测数据的悬索桥钢箱梁温度场特性研究

为明确大跨度悬索桥扁平钢箱梁温度和温度梯度特征,以南溪长江大桥正交异性钢箱梁为研究对象,基于健康监测系统中温度传感器的长期实测数据,采用分段函数描述环境温度和日照辐射共同作用下钢箱梁日温度变化曲线。在此基础上,采用高斯混合模型描述钢箱梁年温度多峰概率分布,并引入赤池信息判别准则(AIC)和贝叶斯信息判别准则(BIC)确定最优高斯分量数。统计钢箱梁一年日温差极值并进行参数评估,得到钢箱梁年温差极值分布模型。对年温差极值分布函数进行外推,得到设计基准期温差的极值分布函数并计算温差标准值。引入相关系数分析法对各温差组进行相关性分析,剔除实际不存在的温差模型。研究结果表明:相比正弦函数,分段函数能更准确地描述太阳辐射作用下箱梁截面日温度变化特征;当高斯分量数为3时,混合高斯模型拟合钢箱梁年温度概率分布最优;外推设计基准期模型能够较好地计算设计基准期温差标准值;通过相关性分析剔除了4组不存在的温差模式;得到顶板和腹板各8组温差模式;最后与《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2015)中钢混结构竖向正温差设计值进行对比,一、二级温度梯度与设计规范分别相差4.2℃和2.3℃。     

基于核密度估计的交通流速度分布

针对高速公路交通流速度分布特征,选取高斯核函数进行核密度估计分布分析。首先,采用独立分布和联合分布筛选微波检测器采集数据,并对故障数据和丢失数据采用加权平均值法进行修复。然后,在对交通流速度数据样本描述性统计和K-S检验不服从正态分布结果的基础上,采用均方误差(MSE)和启发法确定最优窗宽,并用拟合检验法对核密度估计分布进行拟合检验。结果表明,核密度估计法可以较好的拟合交通流速度的概率分布。     

基于混合Copula函数的风雨联合概率分布模型

特殊地区风雨联合作用下高速铁路桥梁和车辆的气动特性会发生改变，进而影响列车安全舒适运行。为了全面描述风雨联合分布规律和时空关联特征，基于兰新高铁自然灾害监测系统的长时气象监测数据，提出基于混合Copula函数的风雨联合概率分布模型。首先选取Gumbel、Clayton和Frank Copula函数建立混合Copula函数。然后采用非参数核密度估计方法估计出日极值风速和日极值雨强的边缘分布函数；根据贝叶斯模型加权平均方法以及离差平方和最小准则分别估算出混合Copula函数的权重参数和相依参数；利用K-S法以及最小距离法对混合Copula函数进行拟合优度检验。最后以兰新高铁沿线日极值风速和日极值雨强的监测数据为例，建立基于不同Copula函数的风雨联合概率分布模型，并比较不同模型的拟合优度。研究结果表明：基于混合Copula函数的风雨联合概率分布模型能够更加准确地描述日极值风速和日极值雨强之间的多种相关关系；基于Gumbel、Clayton和Frank三种混合Copula函数的风雨联合概率分布模型是描述日极值风速和日极值雨强联合分布规律的最优模型；兰新高铁沿线基站监测的日极值风速和日极值雨强之间存在下尾相关为主、上尾相关和对称相关为辅的相关关系。     

48V重型商用车坡度传感器滤波算法研究

本文针对重型商用车48V混合动力系统坡度传感器信号易被干扰、随机噪声复杂的问题，对坡度传感器信号的随机漂移模型及自适应Kalman滤波算法进行研究，通过采集数据信息，利用赤池信息量准则（AIC）确定自回归AR模型阶数，考虑所建立的模型具有模型参数和噪声统计特性存在误差的特点，研究一种含有强跟踪滤波渐消因子的Sagu-Husa自适应Kalman滤波算法。经与标准Kalman滤波算法进行对比仿真，表明改进后的滤波算法对模型参数和噪声统计特性不敏感，故该滤波算法能够有效提高48V混动坡度传感器信号精度。     

基于AIC 准则判断锂电池最优模型

采用锂离子电池的等效电路模型，利用Matlab 的simulink 模块搭建电池离线仿真模型，选用含有遗忘因子的递 推最小二乘法进行在线参数辨识，基于赤池信息量准则（Akaike’s Information Criterion，AIC）建立锂离子电池模型结 构复杂度和预测精度综合性能函数，对电池不同RC 阶次模型进行研究。通过离线和在线参数的建模方法对不同RC 阶 次的等效电路模型进行AIC 分析，结果表明，一阶RC 等效电路模型最适合锂离子动力电池精确建模。     

基于拟合优度检验-贝叶斯理论的生态混凝土碳化深度概率模型研究

针对生态混凝土碳化深度具有随机性的特点,提出基于拟合优度检验和贝叶斯理论相结合的方法进行生态混凝土碳化深度概率模型分析。采用拟合优度检验识别生态混凝土碳化服从的最优概率分布类型,采用贝叶斯理论对最优概率分布类型中的参数进行估计,在此基础上进行碳化可靠度分析。通过3组检测数据来说明基于拟合优度检验和贝叶斯理论相结合的方法在生态混凝土碳化深度概率模型研究和碳化可靠度分析中的应用过程。结果表明:与传统方法相比,基于拟合优度检验和贝叶斯理论相结合的方法进行生态混凝土碳化深度概率模型和碳化可靠度分析更加符合工程实际,便于工程应用。     

基于时序马尔科夫模型的电子警察采集数据异常识别

针对电子警察采集数据存在的数据延迟、数据缺失和异常偏离三类常见问题,在保证数据未出现延迟和缺失时,基于马尔科夫模型判断数据的异常偏离;考虑流量序列间的关联关系,建立基于历史数据的转移概率矩阵,在此基础上利用马尔科夫模型进行流量概率分布预测,进而利用EM算法拟合概率分布得到对应的均值和标准差;根据模型预测结果和设定的流量合理分布阈值,以置信区间的形式直接判断流量的异常偏离情况。实例验证结果表明,基于马尔科夫模型的流量预测准确率达87%,异常偏离识别准确率为83%左右。     

面向 NSM 的高速公路大区段事故风险预测方法

为探究路网交通安全管理(NSM )中的事故风险预测方法,以国内高速公路的大区段路段为研究对象,首先分别采用系统聚类、k-means动态聚类和二阶聚类方法对路段进行聚类,确定最优聚类方法和聚类数量,然后对"同质性路段"分别建立负二项回归、贝叶斯负二项回归、随机或固定效应的负二项回归和多层混合效应负二项回归4种模型,通过精度评价指标选择出最优的事故预测模型,最后计算出相应路段的事故风险大小并识别出事故多发路段.结果表明:选择最优的聚类方法和聚类数量相较于未聚类的情况将有效提高事故预测的拟合精度,其均方方差下降了64% .当选择二阶聚类方法且聚类数量为3时,"同质性路段"负二项回归的事故模型拟合精度最高,其模型的赤池信息量 A IC为464 .79 ,贝叶斯信息量 BIC为476 .98 ,均方方差为99 .22 .在4种事故预测模型中,负二项回归具有良好的预测精度,其预测结果的均方方差最小,为108 .64 .采用统计学方法识别"同质性路段"的事故多发路段,共识别出辽宁省22条事故多发路段.      

公路试验检测计费合理水平的测算研究

根据确定的影响因素,收集原始数据。提出先使用主成分分析法消除数据间的相关性,再利用Matlab对降维后的数据进行拟合,获得曲面方程,从而推算出指导价的预测值,并对模型进行检验。结果表明:该模型求得的推测值具有较高的精度和实用性,为公路检测费用指导价的确定提供了一种新的方法。     

基于支座反力的桥梁动态称重方法

为了解决传统基于应变的桥梁动态称重(BWIM)方法存在的精度不高和车轴探测传感器存在的可适用桥型有限、复杂工况下可靠度低的问题,提出了一种基于支座反力识别移动车辆行驶速度、轴距、轴重和总重的桥梁动态称重新方法。首先介绍了车桥耦合振动系统的建立和求解过程以及基于桥梁支座反力的车轴识别理论,建立了试验室车桥振动缩尺模型,并通过模型试验对提出方法的有效性和精度进行了验证。然后基于数值模拟,研究了路面不平整度、车辆行驶速度、噪声水平等重要因素对该方法识别精度的影响。最后,将此方法与既有基于桥梁弯曲应变的桥梁动态称重方法进行了对比。研究结果表明:该方法能够准确识别车辆的行驶速度、轴距、轴重和总重信息,模型试验和数值模拟结果均显示车辆行驶速度、轴距、轴重的识别误差能控制在5%以内,车辆总重误差能控制在2%以内;该方法的识别精度优于传统基于弯曲应变的动态称重方法,且车速越高时,该方法精度优势越明显;该方法在路面不平整、噪声等因素的干扰下仍然具有良好的稳定性。     

道路因素对典型较严重道路交通事故严重性的影响分析

基于道路交通事故数据探究事故影响因素对于认识事故的影响因素、提高交通安全水平具有重要意义。利用近年来国内典型较严重道路交通事故数据,应用泊松模型和负二项模型,以区分事故形态的方式建立追尾事故、侧碰事故及撞行人事故的事故死亡率的道路影响因素分析模型。这些模型以三类事故中涉及人员的死亡数为因变量,以一系列道路因素为自变量,将事故涉及人数作为偏移变量。模型的具体形式以过离散系数及赤池信息量准则(AIC)为依据进行选择。结果显示,追尾事故的死亡率与道路等级、路侧防护设施显著相关;侧碰事故则与天气、路表情况、路口路段位置、坡度以及道路结构有关;撞行人事故与路表情况、道路等级、车道数、平曲线半径有关。本文拓展了事故严重性研究的深度,其研究成果对于更好地利用重特大事故的深入调查数据有现实意义,也可为事故分析及道路设计等提供借鉴。      

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。     

基于可靠度的水泥混凝土路面超载轴重研究

根据水泥混凝土路面设计规范中引入的最重轴载验算准则,编制了基于蒙特卡洛法的可靠度计算程序,计算不同最重轴载时路面结构的可靠度,绘制最重轴载对于路面可靠度的影响线,对基于可靠度的路面超载轴重的确定方法进行了探讨,认为根据不同路面结构参数及目标可靠度,可以确定相应路面的超载轴重;并研究了路面结构参数变化对于超载轴重的影响,其中混凝土板长、板厚、混凝土弯拉强度、模量,以及路面结构参数的变异性水平对于路面超载轴重影响较大。     

公路桥梁车辆荷载截尾分段概率模型及应用

为了准确描述实际公路桥梁车辆荷载多峰厚尾的分布特征,利用分段函数结合多个高斯分布函数,并采用数据拟合方法,求得了车辆荷载的概率密度函数和概率分布函数表达式,建立了车辆荷载的分段截尾的多重混合高斯概率分布模型,并进一步推导了基于EM算法的多重混合高斯分布模型求解方法。根据中国实测车辆荷载的轴组特征,获得了各典型地区该分段截尾车辆荷载模型的概率分布参数。分析结果表明:该分布函数模型的拟合精度较高,能准确反映荷载分布的多峰厚尾特征;各典型地区车辆荷载轴质量分布呈现不同特点,但各地区单轴质量的首峰分布基本一致,各轴组荷载普遍超载,特别是贵州、湖北和湖南地区超载较严重;各地区双联轴、三联轴的平均轴质量超出汽车国标规定值约2倍,双联轴平均轴质量超出现行公路工程规范标准值的15%以上;实测数据显示三联轴在95%保证率下的平均轴质量约为50t。     

半挂汽车列车直线行驶横向摆振研究

建立了双质心单轨半挂汽车列车数学模型,对某重型半挂汽车列车进行仿真,探讨了不同车速、不同装载条件及挂车轴距的变化对其直线行驶横向稳定性的影响。根据相似准则求得了某重型汽车列车模型,并对其进行了台架试验。试验结果与理论结果的对比分析表明,两误差较小,具有较好的一致性。     

基于自适应模拟退火算法的轮胎模型参数辨识

针对Magic Formula轮胎模型,提出了基于自适应模拟退火算法的轮胎模型参数辨识方法;以轮胎实测数据为基础,以多垂直载荷下拟合结果与原始数据之间的加权误差平方和最小化为优化目标,构建优化流程对模型参数进行辨识;对辨识结果进行残差分析表明,自适应模拟退火算法能实现轮胎模型多参数的准确、高效辨识。     

高速铁路钢桥疲劳评估标准车型研究

该文以高速铁路钢桥为研究背景,针对新型动车组车型,对高速铁路钢桥疲劳评估标准车型进行了研究。通过荷载模拟法,考虑列车荷载产生的结构动力效应、列车轴重,以及双线铁路的影响,并统计列车的轴距、车厢数,以及每日列车通过的趟数,根据等效损伤原理得到高铁铁路斜拉桥的典型疲劳车型。同时,给出了铁路双线系数的简化计算表达式。     

基于GA-AIC的路面检测信息多元回归模型优选

为便于对大规模路面状况进行评价,必须寻找路面状况的测定数据与专家评分值之间的联系,建立主观专家评分与客观实测数据之间的关系,即路面使用性能——路面状况指数PCI关系。该文基于AIC准则和遗传算法,根据实际调查的数据,建立了利用弯沉、国际平整度指数及横向力系数模拟路况指数的模型,较好地模拟路面使用性能间的关系。实例证明该文所提出的基于AIC准则和遗传算法并兼顾拟合精度和预测精度的新的路面安全检测模型优选方法具有一定的优越性。