Improving the efficiency of weigh in motion systems through optimized allocating truck checking oriented procedure

In the present paper, an effective procedure is proposed to determine the best location(s) for installing Weigh in Motion systems (WIM). The main objective is to determine locations for best performance, defined as the maximum number of once-checked trucks' axle loads and minimizing unnecessary actions. The aforesaid method consists of two main stages, including solving shortest path algorithm and selecting the best location for installing WIM(s). A proper mathematical model has also been developed to achieve objective function. The number of once-checked trucks, unnecessary actions and average installing costs are defined as criteria measures. The proposed procedure was applied in a road network using experimental data, while the results were compared with the usual methods of locating enforcement facilities. Finally, it is concluded that the proposed procedure seems to be more efficient than the traditional methods and local experts' points of view.     

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.     

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。     

内蒙古西部地区高速公路轴载谱分析

为更加适应最新规范在路面结构设计中分析交通轴载对路面使用性能的影响,采用WIM(车辆动态称重技术)获取2015~2017年内蒙古西部地区高速公路22个代表性断面车辆的动态称重数据,分析了各类车各个轴型其轴载谱参数,得到内蒙古西部地区高速公路上2、3、7、9、10类5种车型所占的比例高达95%;各类车的单轴单胎的轴数系数均很大,其中6类车和10类车能达到2.00;8种车型的月分布系数存在较大的区别且同一类型车辆存在差异变化;不同车型在各条高速公路中交通量小时分布系数差异性非常大,其中8~10类大型货车主要集中在夜间行驶,晚间0:00以后交通量达到最大值;8~10类车中三联轴的超载情况比较严重,轴载谱右边的峰值所占的比例明显要比左边的峰值高。     

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WIM的钢桥面板轴重频值谱推导

依据钢桥面板的受力特点,分析了它的疲劳特性,在原有的荷载频谱值的基础上,提出了更为精确的基于轴重频值谱的疲劳寿命评估方法。以压电式动态称重获取的贵州坝陵河大桥一周的车辆数据为样本,根据轴组类型对所测的车辆车轴进行分类,将车辆分为7种车型形式,并建立了3种轴型的轴载谱。依据所监测的数据,并结合正交异型钢桥面板的疲劳特性,推导得到了适宜分析钢桥面板疲劳的随机轴重谱。以面板与U肋连接处的疲劳细节为例,将轴重频值谱以及随机轴重频值谱作为输入,计算得到该细节处的应力谱以及剩余使用寿命。这一研究为钢桥面板的疲劳验算提供了更加准确的方法。     

运用车流波动理论分析大货车混入对快速路车流的影响

随着城市对外交通需求的增加,大量大型货车进入快速路,大货车由于慢速引起后随车辆被迫减速,造成车流整体通行效率严重降低。运用车流波动理论确定大货车占道所引起车流的状态变化,定量分析大货车速度及其占道长度与堵塞时间、受阻车辆数之间的关系,从而说明大货车占道对车流延误的影响程度。通过定量分析明确划分大货车车道、快速路最低限速以及限制快速路大货车比例的重要性,从而为快速路混合车流管理提供依据。     

Optimal design of three-planetary-gear power-split hybrid powertrains

Many of today’s power-split hybrid electric vehicles (HEVs) utilize planetary gears (PGs) to connect the powertrain elements together. Recent power-split HEVs tend to use two PGs and some of them have multiple modes to achieve better fuel economy and driving performance. Looking to the future, hybrid powertrain technologies must be enhanced to design hybrid light trucks. For light trucks, the need for multi-mode and more PGs is stronger, to achieve the required performance. To systematically explore all the possible designs of multi-mode HEVs with three PGs, an efficient searching and optimization methodology is proposed. All possible clutch topology and modes for one existing configuration that uses three PGs were exhaustively searched. The launching performance is first used to screen out designs that fail to satisfy the required launching performance. A near-optimal and computationally efficient energy management strategy was then employed to identify designs that achieve good fuel economy. The proposed design process successfully identify 8 designs that achieve better launching performance and better fuel economy, while using fewer number of clutches than the benchmark and a patented design.     

基于有限混合分布建模方法的道路轴载模型研究

车辆轴载谱是道路路面设计的关键。对此,提出采用有限混合分布建模方法,精确模拟车辆轴载的分布特性,建立了基础经典分布选择、分布参数校核和基于最小二乘误差优化等方法。并基于四条高速公路的实测WIM数据,校验了该有限混合分布模型,获得车辆单轴和联轴的典型荷载分布模式。结果表明:采用对数正态分布与正态分布线形组合的有限混合分布模型,能很好地拟合车辆轴载的分布特征,R2均在0.96以上,拟合精度高。该混合分布模型具有参数易校验、连续可微等优点,可广泛适用于任意数据类型,其形成的全概率模型也可为道路路面设计提供理论依据。     

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。     

适用于重载交通的公路桥梁荷载标准研究

某一级公路具有明显的重载交通特征,在运营过程中也出现了严重的超载问题,为准确分析该一级公路上的汽车荷载,并确定其对该路上广泛使用的简支梁桥和连续梁桥的荷载作用,以WIM调查数据为基础并进行统计分析,利用蒙特卡洛方法随机数生成模拟自然车队的拟合荷载流.基于<公路工程结构可靠度设计统一标准>中计算荷载效应的可靠度理论,以拟合荷载流在产生的弯矩与公路Ⅰ级的弯矩效应比值为分析对象,确定了适应该一级公路重载交通荷载下计算桥梁结构内力的汽车荷载标准.针对该路重载交通的实际情况,给出了不同超载条件下适度提高汽车荷载等级的荷载放大系数.     

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。     

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。     

港口大型车辆制动和转弯特性研究

大货车自身的尺寸及载重比小汽车大得多,存在很多与小汽车不同的特性,也容易出现交通事故,针对港区道路上大货车比较多的情况,在参考国内外相关文献的基础上,重点介绍研究了大型车辆的制动性能和转弯性能及相关数据指标,并提出相应推荐指标,可为港区交通安全设计和管理提供政策依据。     

高速公路车辆动态称重技术及误差分析

高速公路的车辆动态称重技术是专用于检测行驶中车辆的重量(含轴重、总重)及其他基本数据(如轴间距、车速等)的新型检测技术.文中系统地分析和讨论了动态称重技术分类及典型称重传感器特点,探讨了其在高速公路超载检测中的应用及称重的精度问题,给出了减小测量误差的措施.     

高速公路隧道交通事故规律研究

目前我国高速公路隧道内时常发生交通事故,为研究其特点和规律,收集2 193起高速公路隧道交通事故资料,对这些资料数据进行统计,分析隧道中交通事故的时间和空间分布特征、事故形态、事故车型以及发生原因。结果表明:一天中的9:00~10:00、11:00~12:00、13:00~15:00是交通事故的频发时段,周末发生的交通事故数约占总数的40%,1、2、4、5、7月易发生交通事故;追尾和碰撞隧道壁是隧道交通事故的主要形态;违章超速和天气变化是导致事故发生的主要原因;交通事故的车型主要为底盘较轻的轿车和重型货车。     

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。     

Modeling the Car-Truck Interaction in a System-Optimal Dynamic Traffic Assignment Model

Several transportation problems, such as implementation of truck-only lanes, require understanding the interaction of heterogeneous dynamic traffic flows in order to provide accurate solutions. System-optimal dynamic traffic assignment can be modeled using a network loading procedure based on the cell transmission model, that is, the hydrodynamic wave model, and solved by linear programming. However, this framework cannot handle the asymmetric integration between the flow of trucks and cars. This article presents a novel formulation for network loading in system-optimal dynamic traffic assignment considering car–truck interactions. By using an embedded cell transmission model, this formulation incorporates a set of assumptions related to the kinematic characteristics of the flow of cars, trucks, and their interactions that can be solved using linear programming. We present numerical results supporting our modeling assumptions. Likewise, the observed emergent behavior captures the car–truck interactions accurately and indicates that minimum system-optimal travel time is obtained by encouraging cars to use highways with shorter distances.     

节假日高速公路大货车管理策略研究

分析了节假日期间高速公路大货车管理的必要性,限于目前我国大货车的机械性能、超载现状以及驾驶员素质和疲劳驾驶等综合因素影响,大货车已经成为制约高速公路运行效率和交通安全最为重要的因素之一,直观地表现为上坡压车导致车辆排队、收费站和服务区拥挤以及交通事故多发.通过节假日期间多次对广东省高速公路实际运行状况的勘查和对交通数据...     

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。