灰关联分析与变权排序法在公路网规划方案比选中的应用

公路网规划方案比选具有多指标的特点，且各指标的属性、重要程度和可比性都不相同，方案比选过程带有明显的灰性。运用加权灰色关联分析法计算各比选方案与理想方案的灰关联度，根据权重的不确定性和灰色性，采用基于区间灰数的变权排序法来确定各属性指标的权重值。根据由灰关联分析法与变权排序法计算得到的加权灰关联度大小对方案进行排序。评价实例表明，灰关联分析法与变权排序法对于公路网规划方案比选问题具有较好的适用性和可操作性。     

高速公路路线方案的综合评价

确定各评价指标的权重,通过引入灰色关联度,建立了基于灰色加权关联度的高速公路路线方案综合评价方法,并利用该方法对新疆G045线新疆赛里木湖至果子沟口段公路路线改建的4个预选方案进行了评价,构造理想方案。结果表明,基于灰色加权关联度的公路路线方案综合评价方法计算简单,决策科学,具有较好的应用前景。     

高速公路路线方案的综合评价

确定各评价指标的权重,通过引入灰色关联度,建立了基于灰色加权关联度的高速公路路线方案综合评价方法,并利用该方法对新疆G045线新疆赛里木湖至果子沟口段公路路线改建的4个预选方案进行了评价,构造理想方案。结果表明,基于灰色加权关联度的公路路线方案综合评价方法计算简单,决策科学,具有较好的应用前景。     

基于熵权和 DEMATEL 的管制员疲劳风险因素分析

为了定量分析管制员疲劳风险因素,找出导致管制员疲劳的主要原因,进而有针对性地采取缓解疲劳的措施,从个人因素、环境因素、管理因素3个方面建立管制员疲劳风险指标体系.结合熵权法和决策实验与评价实验室方法(DEMATEL),构造熵权和 DEMATEL 模型,通过熵权法计算出各个指标对疲劳产生影响的熵权值,然后利用 DEMATEL 方法所确定的指标间的影响程度值来修正熵权值,求得组合权重,确定导致管制员疲劳的关键指标.同时根据 DEMATEL 方法归类原因因子和结果因子.结果表明,工作负荷、健康状况、睡眠状况和排班制度4个指标的组合权重值较大,为该管制单位的主要疲劳致因,其组合权重值分别为0.2042,0.1520,0.1469,0.1103;其中排班制度为结果因子,而工作负荷、健康状况以及睡眠状况为原因因子.熵权和 DEMATEL 模型为定量分析管制员的疲劳风险提供了参考价值,同时也为管制单位实施疲劳风险管理提供了方向.      

进离场分离条件下的扇区划分模型研究

为了降低空域的工作负荷,提高空域扇区运行的安全性及简便性,在利用空域管制员工作负荷统计模型的基础上,提出了在进离场航路分离的条件下,按照空域功能同一性为优化原则进行的终端空域扇区优化划分模型。通过将飞行航段作为扇区优化的基本单元进行搜索,形成不同于传统地理性划扇的树状扇区,最大限度降低空域扇区间产生的移交与协调负荷。通过对上海终端区扇区划分的实例表明,功能性划扇由于使得扇区工作任务单一且大大降低了移交负荷,能够有效降低空域的管制工作负荷与管制工作难度。     

基于桥梁风险评价的灰色关联性风险评价模型构建研究

针对桥接结构施工过程中存在的风险隐患问题,建立灰色关联性风险评价模型进行危险等级评价。运用LEC作业法选取桥梁结构施工期的潜在风险、风险条件与触发因素为风险指标计算权重,结合传统专家分析法确定影响桥梁结构施工的具体风险指标。运用灰色关联度理论,从风险发生概率和损失方面进行风险评价,考虑人、机、环境因素,确定风险损失的人员伤亡、经济损失以及时间损失三类对桥梁结构危险源进行权重计算,并按照风险源指标进行优劣排序,引入相对危险度进行风险安全等级评定,确定重大危险源,明确各级风险的级别,通过实证研究表明,采用灰色关联度进行桥梁风险评价模型构建,避免了传统风险评价中对不确定因素的模糊精确度问题,有效提高了评价模型的评价精度,能很好的应用于实际施工生产。     

土体抗剪强度参数影响因素的灰色关联度分析

影响土体抗剪强度参数的因素较多,不同的因素对抗剪强度的影响不一,即使同一因素,其影响的程度也不同。现以第四系冲洪积成因的粉质黏土、黏土的室内试验结果为基础,运用灰色关联度理论计算了常用的8个物性指标与强度参数粘聚力c和内摩擦角φ的关联度;通过比较关联度的大小确定了粘聚力c和内摩擦角φ受这些物性指标影响的程度。     

基于灰色关联理论的山区公路线形影响因素分析

为了研究影响山区公路4种线形选择的主要因素,运用灰色关联分析理论的思想,以地质条件复杂程度、地形条件等级、河流等级为影响因素建立了山区公路线形灰色关联分析模型,计算了山区公路线形因素关联度。并在此基础上进行关联度排序后判断各个因素的影响程度,根据工程实例和对3种影响因素的分析得到其在4种山区线形的关联度并将其排序。研究结果表明沿河线、越岭线、山脊线、山腰线4种线形的主要影响因素和关联序各不相同,并通过实际数据对比指出工程人员考虑因素的侧重点。该模型可作为山区道路的路线设计时的参考,并为以后山区道路设计提供经验。     

二灰稳定土强度影响因素的灰色关联分析

应用灰色系统理论,对二灰稳定土抗压强度与其材料关联因子的关联度作分析,找出影响二灰稳定土抗压强度的主要因素,并对其关联因子进行排序。通过实例对二灰稳定土的粘土、石灰和粉煤灰组成研究表明,灰色关联分析方法思路明确,分析结果可靠,对工程设计和施工具有实用价值。     

沥青混合料渗透性能探讨

为了研究各因素对沥青混合料渗透性能的影响关系,设计相应试验。选取沥青针入度、沥青占比、2. 36mm筛孔通过百分比、0. 075mm筛孔通过百分比、级配最大粒径与空隙百分比等6个因素,借助灰色关联理论,计算各自的灰色关联度,分析其影响程度与影响机理。得到:灰色关联度能够客观反映6个影响因素的影响程度; 6个影响因素的影响程度由高到低排序为:空隙百分比、2. 36mm筛孔通过百分比、级配最大粒径、油石比例、0. 075 mm筛孔通过百分比、针入度,仅针入度因素基本不影响沥青混合料渗透性;空隙比例是影响沥青混合料渗透性能的决定因素。     

管制员工作负荷回归模型及应用

根据空中交通管制员工作的特点,以时间为度量量化了管制员工作负荷,并分析了进离场飞行架次对于管制员工作负荷的影响。以进离场飞行架次为自变量,管制员工作时间为因变量,首次采用神经网络建立管制员工作负荷非线性回归模型;针对BP算法的缺点,提出了改进的BP算法;最后应用回归模型,结合DORATASK方法实现了对昆明终端区空域的容量评估。     

空中交通管制员应急处置能力评测

为提高空中交通管制员的应急处置能力,保证航空器在各种紧急情况下的安全运行,基于"洋葱模型",结合管制员的工作特点,通过引入管制员个人特质和意识2个指标,建立"管制员洋葱模型".依据空中交通管制应急处置过程,构建由知识、技能、意识、个人特质4个一级指标和16个二级指标组成的管制员应急处置能力评测指标集,并利用层次分析法得到各指标的权重.运用模糊综合评价模型对某空管单位的管制员应急处置能力进行评测,得出其应急处置能力分数为3.689,即应急处置能力等级为中等.管制员应急处置能力的定量化评测,能够客观评价其应急处置能力.      

基于小波优化GRU-ARMA模型的空中交通流量短时预测方法

空中交通流量短时预测是空中交通管理的基础,是有效缓解交通拥堵问题的前提。为提高空中交通流量短时预测的精度,减小空中交通管制员的工作压力,提出了基于小波优化GRU-ARMA的空中交通流量短时预测方法。在传统预测方法的基础上,通过小波变换对原始流量数据进行多尺度分解,提取不同频率交通流量的细节特征,对原始流量数据进行预处理。同时,根据小波变换,在低频处将频率细分作为趋势项,高频处将时间细分作为噪声项。其中,趋势项反映了空中交通流量随时间演化的整体趋势性,噪声项反映了随机因素对空中交通流量的综合影响。使用门控循环单元（GRU）神经网络模型预测趋势项,自回归滑动平均模型（ARMA）模型预测噪声项;将趋势项和噪声项的预测值叠加,得到最终的短时流量预测值。误差分析表明,该方法在每个预测点上的误差保持在2%左右,预测效果稳定;而直接采用原始流量数据进行预测的GRU、BiLSTM、CNN-LSTM神经网络模型及单一的ARMA模型,每个点的预测误差在5%~37.14%之间。与GRU、BiLSTM、CNN-LSTM神经网络模型相比,该模型的预测精度分别提高了3.02%,5.39%,5.05%。      

基于问卷调查的公众交通安全意识评价方法

为了评价公众交通安全意识,进而明确不同年龄、不同受教育程度、不同职业和不同出行方式的公众群体交通安全意识的差异性,对公众交通安全意识调查数据进行了量化分析。首先,基于自主编制的公众交通安全意识问卷对5 029名参与者进行了调查;其次,对回收的问卷进行因子分析和信度、效度检验,得到了交通安全行为、交通安全态度和交通管理认知3个因子;最后,选取上述因子作为3个一级评价指标,因子所含条目作为17个二级评价指标,对公众交通安全意识进行评价,采用主成分分析法计算因子得分,并应用熵值法确定一级评价指标权重,再通过灰色关联分析计算灰色关联度,最终根据模糊综合评价得出不同公众群体的交通安全意识水平。研究结果表明：不同年龄段的公众中,18~40岁群体交通安全意识水平最高（b=0.79）,41~65岁（b=0.44）和65岁以上（b=0.45）群体交通安全意识水平较低;不同受教育程度的公众中,专科学历群体的交通安全意识水平最高（b=1）,小学及以下学历群体其交通安全意识水平较低（b=0.33）;不同职业的公众中,事业单位人员群体的交通安全意识水平最高（b=0.93）,农民群体的交通安全意识水平较低（b=0.33）;不同出行方式的公众中,以公交车为主要出行方式的群体其交通安全意识水平最高（b=0.91）,而以三轮车（b=0.35）和自行车（b=0.36）为主要出行方式的群体其交通安全意识水平较低。研究结果可用于不同公众群体交通安全意识的度量,并为不同群体的交通安全意识提升方法制定提供理论依据。     

基于物元分析理论的空管安全风险模糊综合评价

为保证航空安全,科学评价空管运行安全风险,提出了基于物元分析理论的空管安全风险模糊综合评价模型.依据国际民航组织的《安全管理手册》对空管危险源进行识别分级;然后确定空管危险源的指标体系和等级集合.在此基础上,运用物元分析理论,计算各空管危险源因素的权重矩阵,避免了人为评判的主观性,实现了权重客观赋值.应用多层次模糊综合评判方法,对空管安全风险进行了评估.以某沿海空管分局2012~2014年空管危险源相关数据为例进行了实际应用.结果表明,该沿海空管分局空管危险源因素对空管安全的影响级别属于Ⅰ级高风险、Ⅱ级中等风险、Ⅲ级低风险的隶属度分别是0.2913,0.4951,0.2136.该沿海空管分局危险源因素对空管安全的影响为Ⅱ级中等风险,与该沿海空管分局实际运行情况相符.结果证明了该方法的实用性和有效性.      

基于面部识别的管制员疲劳风险评估关键技术研究

人为因素在民航事故发生原因中所占比例逐渐增加,因此,高效检测管制员的身份和疲劳状况,对保证飞行正常及安全风险的评估具有重要的意义。基于面部识别技术,采用 OpenCV 开发平台,综合图象二值化和模板匹配技术,对管制员的身份及疲劳状况进行识别,取得比较实际的检测效果,疲劳检测成功率达80%,对管制员这类工作岗位的风险管理具有一定的参考价值。      

基于驾驶工作负荷的高海拔地区隧道照明亮度分析

为研究高海拔地区与平原区驾驶员驾驶工作负荷差异特性以得到适用于高海拔地区的隧道照明亮度需求，以及客观量化高海拔地区公路隧道照明设计与管理标准提供理论、方法与技术依据，基于驾驶员驾驶工作负荷理论，从驾驶视认安全、稳定和舒适性的角度，分别在道路运行条件相似的江西宜安Ⅱ级公路和青藏公路高原青藏段（公路－Ⅱ级）设计实车试验进行定量研究。1）运用CART分类方法分析实地驾驶试验数据，发现海拔高度与驾驶员正常行驶的驾驶工作负荷之间呈正相关关系： 平原区驾驶员驾驶需求最低、驾驶工作负荷度最小，海拔高度3 200～3 300 m驾驶工作负荷度居中，海拔高度4 300～4 400 m驾驶工作负荷度最大。2）通过分析得到高海拔地区驾驶员驾驶工作负荷可根据海拔高度进行修正，得到修正系数和驾驶工作负荷度阈限。3）提出高海拔地区隧道照明视认需求相对于平原区的修正系数，海拔高度3 200～3 300 m时为1.2，海拔高度4 300～4 400 m时为1.8。4）得到不同海拔高度公路隧道各个特征段照明亮度设计标准。     

高速公路交通事故非线性负二项预测模型

以京港澳高速公路（G4）粤境北段3年发生的1 354起交通事故为研究对象,将基础数据根据路段长度一致、曲线半径一致和坡度一致划分路段单元对基础数据进行处理,从道路线形和环境条件2个方面选取13个自变量,分别采用负二项（Negative Binomial,NB）回归模型和非线性负二项（Nonlinear Negative Binomial,NNB）回归模型建立交通事故起数预测模型,根据模型的拟合优度和预测准确性对比分析负二项回归和非线性负二项回归模型的优劣,并找出影响交通事故起数的显著自变量,分析显著自变量对交通事故起数的影响程度。研究结果表明：无论采用上述何种路段划分方法,非线性负二项回归模型构建的交通事故起数预测模型均优于负二项回归模型;采用坡度一致划分方法明显优于路段长度一致和曲线半径一致划分方法,更适合应用于山区高速公路交通事故数预测研究;从显著变量相关性来看,路段长度、相邻路段坡度变化值、弯坡组合、曲率、是否存在隧道路段以及是否为易结冰和起雾路段均是非线性模型的显著影响因素。     

高速公路危化品事件处置持续时间预测模型

为准确预估危化品事件影响的时间、支撑高速公路危化品运输应急处置,基于危化品运输事故历史数据,构建高速公路危化品事件处置持续时间的预测模型.首先在事故特征分析的基础上,初步选取影响因子;利用Spearman秩相关系数对各因子进行相关性检验,确定危化品特性、危化品泄漏量及所需要驳货车的数量作为模型的输入变量;基于TSK型模糊推理系统,采用ANFIS方法建模;最后采用实例对模型进行验证并作误差分析.结果表明,模型预测结果与实测值吻合良好,且输入参数数目控制在合理范围内,能够为危化品事件救援提供必要的参考.