几种典型路阻函数的特性比较及参数选择研究

在各种交通规划的交通分配过程中,路阻函数的选择及参数标定直接影响交通分配的科学合理性。分析比较了国内外应用比较广泛的几种典型的路阻函数,即美国公路局的BPR函数、Spiess的Conical函数、Logit延误函数、Akcelik延误函数的来源出处、特性及适用范围,分析确定了函数的关键参数,在此基础上,以交通分配软件Tran—sCAD为研究手段,并结合苏州工业园区综合交通规划调查数据以及天津市实际交通调查数据,对几种典型路阻函数进行了模型适用性评估与参数取值范围标定研究。通过不断调整改变参数值域观察其对应分配结果,最终给出了几种典型路阻函数的参数建议取值范围,为更加合理的进行交通分配提供了科学依据。     

交通流量分配对道路网络结构可靠度的影响

研究和分析了基于行程时间可靠度的交通流量分配对道路网络结构可靠度产生的影响,行程时间采用BPR路阻函数,假定行程时间服从Weibull分布,推导出路段行程时间可靠度同路段饱和度之间的关系式.以路段行程时间可靠度80％,即路段饱和度1.0,为衡量和控制标准,对路段超出控制标准部分的交通流量进行重新分配,利用蒙特卡罗MATLAB计算程序计算出分配前后各路段路面结构可靠度,再利用网络串并联原理分别计算出交通流量分配前和分配后的道路网络结构可靠度.通过实例对比分析交通流量分配前后的道路路段可靠度和路网结构可靠度可知:以行程时间可靠度为分配标准较以畅通可靠度为分配标准更合理;路段拥堵时的交通流量分配虽可以提高相应路段可靠度,但会降低整个路网结构可靠度.     

道路阻抗函数理论与应用研究

在广义交通阻抗概念下,提出综合路阻函数模型。把时间、费用、交通流、收费站和城市节点影响通过参数标定建立起综合函数关系,避免了一般综合性路阻函数费用与时间相互转换过程中,需要时间价值参数这一难定量的指标。将建立的综合路阻函数模型,通过等式关系转化成交通规划软件TransCAD内部函数形式,以实现模型与交通规划软件结合应用,弥补了本文建立的路阻函数没有对交叉口进行专项考虑的缺陷。并用河北唐山的实例说明该函数模型的可行性。结果表明本文方法较常用的BPR曲线拟合交通量误差有显著降低。     

适应于潮汐交通的可变车道转换系统研究

针对城市“潮汐式”交通问题,提出在现有BPR路阻函数之上建立基于最小延误时间的车道分配优化模型,并以北京市莲花池西路为例进行仿真,分析实施可变车道前后的行车延误。结果显示采用可变车道可以大大降低路段行车延误,提高道路利用率,最终两个方向的车流都可达到均衡的状态。     

道路路阻函数模型及适用性研究

交通诱导系统中两节点间最优路径的选择是目前的一个难点问题,其中路阻函数的确定是路径优化的核心内容.针对交通流由畅通状态到拥挤状态再到堵塞状态的过程,应用经典交通流理论和实际调查数据,构建交通流诱导系统分段路阻函数模型,以q=10veh/h为一个单位,对函数进行分段拟合,构建高速公路和城市快速路下的分段路阻函数,并对其适应性进行拟合分析.应用结果表明:在不同的流量范围内,高速公路和城市快速路分段路阻函数在自由流状态、高密度状态和低密度条件下适合不同的分段函数.     

道路路阻函数模型及适用性研究

交通诱导系统中2节点间最优路径的选择是目前的1个难点问题,其中路阻函数的确定是路径优化的核心内容.针对交通流由畅通状态到拥挤状态、堵塞状态的过程,应用经典交通流理论和实际调查数据,构建交通流诱导系统分段路阻函数模型,以q=10 veh/h为1个单位,对函数进行分段拟合,构建高速公路和城市快速路下的分段路阻函数,并对其适应性进行拟合分析.应用结果表明:在不同的流量范围内,高速公路和城市快速路分段路阻函数在自由流状态、高密度状态和低密度条件下适合不同的分段函数.      

利用AHP法引入服务水平的综合交通阻抗函数模型

针对交通阻抗函数模型进行研究。通过对诸如出行费用、出行时间及交通运输方式的服务水平等影响交通阻抗因素的分析,在充分利用了美国联邦公路局的BPR函数和Davidson阻抗函数的优点的同时,针对这两个函数中同时存在的没有把服务水平作为函数变量的这一不足,重点把服务水平这一影响因素融入到阻抗模型中。在服务水平的分析研究上,从安全性、舒适度和便利度3个层面进行剖析,利用两两比较法、专家评判法和AHP法对服务水平进行量化,使定性参数定量化。然后对模型进行修正,最终得到新的交通阻抗函数修正模型。     

路段最大加载饱和度及其相应行程时间

探讨了城市路网交通分配预测结果中，路段饱和度过大的原因，推导了路段最大加载饱和度、行程时间和行程车速的理论计算公式。结合实例探讨了最大加载饱和度和行程车速一般性数值。有关研究可供确定时间阻抗函数时参考。     

城市交通混合流非饱和状态下阻抗函数研究

从出行者的出行需求出发,在不考虑市内收费站存在的情况下,针对不同道路条件下不同流量之间相互影响的因素,构建路段阻抗函数。在此基础上,对交叉口进口道非饱和状态下的延误进行分析,构造了城市交通混合流非饱和状态下的节点阻抗函数,采用最大似然法对参数进行标定。最后通过简单算例来验证新的综合交通阻抗函数在城市动态交通分配过程中具有一定的科学性与合理性。     

提高公共交通需求量的灵敏度分析方法

对３种交通模式（公交车，一般机动车，自行车）的城市混合交通均衡配流模型进行了灵敏度分析，建立各交通模式的需求及路段流量与公共交通各项特性指标的线性的近似关系式；然后提出合理分配投资金额以使公交需求量达到最大的整数线性规划模型，并设计了求解算法；最后进行了数值试验，实验结果给出了公交车需求与舒适度、转车次数及票价３个参数的近似关系式，以及投资金额的最优分配方案。     

基于出租车GPS数据的城市次干道阻抗函数研究

城市道路阻抗函数的合理性、准确性和实时性是进行动态交通诱导的先要条件,也是交通规划领域的经典问题.目前对城市次干路,特别是违法停车影响下道路通行能力下降时的道路动态变化研究较少.以武汉市出租车GPS海量数据为基础,提出了不同道路情景及不同出租车行驶状态下的海量数据筛选策略,建立了出租车行程分析方法.另选用Smats便携式蓝牙和Wi-Fi扫描仪采集数据,针对该设备的工作原理提出了误差数据处理方法,得到真实交通流量和实验数据之间的对应关系.在BPR阻抗函数中引入非法停车条件下的道路通行能力变化规律,由出租车GPS数据和实验采集的道路交通流数据对阻抗函数表达式中的系数进行标定,并对结果进行了对比验证.结果表明,重新标定后BPR函数与真实道路阻抗的平均误差值与未改进的BPR函数相比,由26.1 s降为6.8 s.      

天津西七里海分洪口门优化设计

本文采用回归分析的方法 ,建立滞洪区蓄量、主河道最高水位、淹没损失与分洪口门底高、宽度、最大洪峰流量、超额洪量之间多元二次非线性回归方程。在此基础上 ,建立非线性规划的目标函数和约束条件方程组。为便于求解 ,首先使之线性化 ,然后采用单纯形法求解。并以天津西七里海临时滞洪区为例 ,求得不同来水条件下合理的分洪口门底高和宽度     

汽车道路行驶试验载荷谱样本长度确定方法的研究

为解决在样本长度确定中总体参数不易求得的问题，结合汽车道路行驶试验中采集的载荷谱随机数据，就如何确定样本长度进行了探讨，通过比较分析提出了新的设想和方法。该方法通过观察样本统计值随样本容量增大的变化规律，用回归分析的方法找到反映这种趋势的方程，并以该方程的极限作为总体参数，利用计算得到的总体参数和回归分析得到的方程之间的相对误差来控制样本的长度。最后对该方法进行了实际应用验证。     

基于磨损比耗指数的滚刀磨损定量预测方法

为定量预测盾构掘进复合地层时不同刀位的滚刀磨损量,以滚刀磨损的逐刀量测及相应的破岩体积的分层统计为基础,将位置各异的滚刀磨损比耗指数(SWI)——滚刀磨损增加量与破岩体积之比,按滚刀掘进地层进行分类统计,得到以掘进参数为自变量、适用于4种均质地层的SWI回归方程。将SWI回归方程与磨损量的分层求和法相结合,提出基于磨损比耗指数的复合地层滚刀磨损的定量预测方法。研究表明:1)磨损比耗指数同时考虑磨损量与滚刀安装位置、掘进距离的关系,物理意义明确;2)SWI回归方程预测精度较高,可为刀圈极限磨损预测提供掘进参数预警值。通过分析方程系数与岩性的相关性,提出在不同地层中有利于减缓滚刀磨损的掘进参数调整方法。实测结果表明,复合地层滚刀磨损定量预测方法在磨损量预测,尤其是滚刀寿命预测中具有较高的精度。     

一类动态交通分配中的输出流模型及其数值解法

已知路段输入流,基于Greenshields提出的速度-密度关系模型以及Jayakrishnan et.al提出的改进的Greenshields 速度-密度关系模型所描述的路段交通流特征,分别给出了关于路段输出流的常微分方程模型.针对无法得到该模型的解析解,利用龙格-库塔-芬尔格算法给出初始条件下的数值解.在已知输出流的条件下,每个时刻的路段交通流的行程时间也相应给出.仿真结果表明,针对两类不同速度-密度关系所建立的输出流模型,所得到每个时刻的输出流基本相似,但路段行程时间存在明显差异.与交通流调查数据比较,基于改进的Greenshields速度-密度关系的输出流模型的行程时间更接近真实情况.     

水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量的计算

在94水泥混凝土路面设计规范中,基层顶面当量回弹模量Et是通过查图确定的,2002年的规范对此作了改进,但计算公式有6个,计算过程更复杂烦琐。为此,通过2002年规范提供的Et计算公式,计算了1280+175+960个实例,根据基层的非线性特征,用最小二乘法对计算结果进行回归,得到1个Et非线性回归方程。通过实例计算验证,得到的这个Et非线性回归方程完全能够满足水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量的计算要求。     

钢纤维混凝土劈裂强度与弯拉强度之间的回归分析

为了获得水泥混凝土路面施工验收时以现场取芯芯样劈裂强度推算评定弯拉强度依据,通过对隧道路面及高速公路收费站、服务区路面钢纤维混凝土进行弯拉强度与劈裂强度试验,利用数理统计方法建立了钢纤维混凝土劈裂强度与抗弯拉强度之间的回归式,在显著性水平α =0.05时,利用F检验法对线性回归方程进行检验表明实测标准小梁弯拉强度与对应芯样劈裂强度的回归公式是显著的,故所求的线性回归方程具有使用价值,获得的回归公式可以用于施工验收.     

A study on the resistance force and the aerodynamic drag of Korean high-speed trains

The resistance force as well as the aerodynamic drag of Korean high-speed trains including two commercial trains, the KTX and the KTX-Sancheon (KTX-II) and two experimental trains, the HSR-350X and the HEMU-430X have been studied comprehensively. To deduce the aerodynamic drag of the trains, the coefficients of the Davis equation, which is a universal formulation to represent the resistance to motion of the train, have been calculated using the coasting test method and analysed in comparison with those by empirical prediction methods. In case of HEMU-430X train, the equations of resistance to motion have been calculated by an alternative regression method that is established in this study. The results show that the suggested method can successively yield the resistance to motion equation from the coasting test measurements with varying air density by separating the aerodynamic drag from the total resistance of train. It also prevents from improper coefficients which are occasionally taken by normal regression method in irregular coasting condition. After yielding the aerodynamic drag of the trains from the resistance to motion equations, characteristics of the aerodynamic drag have been analysed and compared between the trains.     

基于探测车数据的路段行程时间估计

利用探测车数据进行路段行程时间估计面临着两类误差：采样误差和非采样误差,从而导致估计结果精度不高和可靠性差。在回顾已有估计方法的基础上,有针对性地引入了自适应式卡尔曼滤波,建立了相应的状态方程和观测方程,利用相似时间特征的历史数据标定了状态转移系数,并对滤波进行了求解。以实际数据对估计方法进行了验证,平均相对误差为13.13%。研究表明,自适应式卡尔曼滤波能够应用到基于探测车数据的路段行程时间估计中来,并具有估计精度高、收敛速度快、参数少、对初值不敏感等优点。