公路隧道运营典型风险辨识

为加强对公路隧道运营风险的辨识、改善和优化公路隧道运营安全,降低重大隧道事故对人员伤亡、隧道结构、设备和经济收益的损失,通过隧道事故调研和大数据技术,收集近些年在全国范围内发生的802起公路隧道事故,对公路隧道自身特性和隧道事故的时间、空间、类型、诱因等特征进行分析。研究结果表明： 1)外界因素对隧道事故影响较大,在高温和车流量较大的环境下,事故发生较多; 2)特长隧道和长隧道的事故数远高于短隧道和中隧道; 3)小型车是隧道内发生事故的主要车型,事故原因多是驾驶员违规驾驶,事故类型多为追尾事故; 4)火灾事故的诱因多为车辆自身故障,其中危化品泄露多为易燃液体泄露。     

长寿柔性基层沥青路面的极限应变

长寿柔性路面设计通常采用沥青层底极限拉应变和土基顶部极限压应变作为控制指标。现阶段极限应变指标参照室内试验结果确定,且数值相对固定。而现场路面结构层应变响应值受结构厚度、荷载、环境作用（温度及老化）等因素的影响,在服役过程中不断演化。以2条服役超过35年的柔性路面结构（屯门公路与吐露港公路）为基础,分析了不同服役阶段路面结构层在不同荷载、环境作用下的极限应变响应,探讨了柔性路面极限应变的大概范围。研究结果表明：在初始服役状态下,屯门公路高温状态下沥青层底的极限拉应变为376×10^-6,土基顶部极限压应变为562×10^-6;低温状态下上述极限应变分别降为87×10^-6,249×10^-6;吐露港公路高温状态下沥青层底、土基顶部极限应变分别为149×10^-6,324×10^-6,低温状态下上述应变分别降为50×10^-6,156×10^-6。在经过长期服役后,老化状态下2类路面沥青层底拉应变及土基顶部压应变均大幅降低。屯门公路在使用36年后,某些路段出现零星的疲劳破坏,而吐露港公路则没有发现疲劳破坏。极限应变计算结果表明,路面关键位置的应变受荷载、沥青层厚度、温度和沥青层老化状态等多因素的影响。因此,在进行长寿柔性基层路面设计中,荷载、沥青层厚度、温度及沥青层老化状态等因素都应该考虑在内。     

路网环境下考虑大型车混入率的事故疏散诱导模型

大型车的混入对高速公路交通流产生了较大的影响,尤其是在交通事故情景下。为了引导事故条件下驾驶人和组织者做出高效准确的决断,将考虑了大型车混入率的动态空间占有率模型引入到交通波模型,构建干涉与非干涉情景下的交通事故影响模型。以郑尧高速为例,对模型的准确性和可行性进行了验证,分别对干涉情景下的疏散时间、疏散量以及事故发生的位置,车辆数等指标与事故影响程度的指标（包含事故最远排队长度,事故持续时间）关系进行分析。研究结果表明：疏散时间与事故影响程度成正相关关系,疏散量与事故影响程度成负相关关系,而事故发生点与上游匝道之间的距离与其关系不大;道路服务水平为0.456,车辆数为1 321 veh·h^-1时,为了使得分合流区不受影响,在不采取任何措施的情景下,应将大型车混入率控制在50.1%以下,使得最远排队长度在10 km内;当大型车混入率大于58%时,将很难通过干涉引导避免对上游分合流区产生影响;在35 min以内采取干涉措施的效果最为明显,而大于35 min时,事故持续时间会发生一个急剧的增加,不利于路网恢复,之后事故恢复时间将趋于平稳;对道路交通量进行模拟可知交通量每增加50 veh,疏散时间和距离增加的范围为[1.5 min,3.6 min]和[1.209 km,1.543 km]。研究结果可为高速公路事故诱导策略制定和疏散效果提升提供参考。     

钻爆法施工隧道噪声传播特性研究

钻爆法施工的隧道囿于半封闭环境和大功率高噪声机械分布集中的特点,施工噪声问题相比地面工程更加严峻。其中,尤以钻炮眼工序声压级最高。为研究隧道施工过程中工人接触的噪声大小和类型以及噪声在隧道内的传播规律,依托拉泽快速路圭嘎拉隧道工程,通过施工现场实测和Comsol Multiphysics软件声学数值模拟互相验证,发现掌子面工人工作区域的中高频噪声普遍达到105 dB(A)及以上,掌子面钻炮眼噪声传播至二次衬砌和仰拱区域后仍达到90dB(A),同时危害二次衬砌和仰拱区域施工人员健康。洞内空间声压级分布受洞内构筑物和边界条件影响,轴线方向衰减速率不均匀,同一断面内声能量由于拱形断面声聚焦效应,呈现同一断面内底板中线以上3～4 m局部声压级高于拱周的状态。     

含软弱土层边坡稳定性分析的全局滑面自动搜索技术

提出了一种用于边坡稳定性分析的全局滑面自动搜索技术,首先采用三角网格进行了边坡土层的几何离散,然后,结合蒙特卡洛法等角/等边逐段扫描与模拟退火法,构建了全套的边坡全局临界滑面搜索扫描算法。以Fortran和Matlab为计算手段进行联合编程,采用简明Morgenstern-Price法进行了边坡稳定性分析计算。通过选用3个算例进行了算法的可靠性验证,计算结果表明:截面三角网格划分方法具有良好的适应性,能较好地对不规则层位几何形状进行离散;多段折线滑面具有较圆弧滑面更为优秀的极限滑面定位功能,其安全系数随着滑面段数的增加会逐步达到收敛;本搜索方法可不依赖于工程师经验进行多段折线初始滑面的大致范围选择,其能快速地、全自动地进行由弱到强不同复杂土质情况的边坡稳定性计算分析,并能找到全局临界滑面与安全系数。     

共享自动驾驶汽车经营策略优化分析

研究共享自动驾驶汽车(SAV)与普通汽车共存背景下,SAV公司如何根据运营目标优化经营策略并影响通勤者出行方式选择. 假设高速公路上存在一定数量的独驾通勤者,无车通勤者在SAV和地铁之间进行权衡. 分析固定需求和弹性需求下,SAV公司追求系统总成本最小或系统净收益最大和利润最大时的最优经营策略,即SAV票价和容量,进而得到均衡时模式划分情况,SAV最优发车数,系统总成本或系统净收益,以及公司利润等指标. 算例对均衡结果进一步验证发现,SAV公司垄断经营会收取较高的票价,提供容量较小的车型. 在系统最优情形下,SAV公司无法获得正利润,需要政府补贴运营.     

基于有向图卷积神经网络的交通预测与拥堵管控

为解决城市快速路正面临的日益严重的交通拥堵问题,提出了一种针对城市快速路的基于有向图卷积神经网络的交通预测与拥堵管控方法,该方法能够有效利用海量交通数据进行交通预测,实现拥堵的主动管控.首先,基于交通路网的空间有向性和交通流的时空特性,定义了有向的距离影响矩阵、修正欧式距离矩阵和自由流可达矩阵,构建出有向的图卷积算子,...     

基于列车运行仿真和SVR组合的地铁新线牵引能耗预测方法

新线牵引能耗预测可用以辅助线路的规划设计及列车选型,进而实现牵引节能.地铁新线牵引能耗受线路条件、列车属性等因素的综合影响,传统的仿真方法简化多种参数,而大数据预测方法忽略列车物理运动过程,均难以保证新线牵引能耗的预测效果.因此,提出一种将列车运行仿真与支持向量回归(SVR)相结合的组合预测方法预测地铁新线牵引能耗,并采用交叉验证方法及遗传算法对SVR参数进行寻优.研究结果表明:仿真与SVR相结合的组合预测方法优于单一预测方法,在95％的置信水平下,地铁新线牵引能耗预测精度可达90％.     

鱼雷发动机三组元比例控制器数值模拟

利用计算流体力学软件Pumplinx模拟鱼雷发动机中三组元比例控制器的内部流场,分析计算中不同压差情况下对比例控制器性能的影响,以及叶片与定子间间隙大小对于比例控制器性能的影响,同时对不同叶片数目下性能进行对比。计算结果表明:由于比例控制器为被动旋转马达结构,其转速和流量均随时间呈周期性脉动变化,随着工作压差增大,转速脉动幅度基本保持不变,而流量和扭矩脉动幅值增加;随着间隙增大,泄漏量增大,但流量、扭矩、转速脉动幅值大幅降低,出口流量较为平稳;叶片数目增多后比例控制器转速降低、排量降低。由计算结果推断出目前比例控制器的最优叶片数目为4。本文可为进一步研究比例控制器精度问题提供参考。     

采用X形桩的遮帘式板桩码头结构静力分析

X形桩是一种反拱曲面异型桩,相比于同等截面积的矩形桩和圆形桩,X形桩具有更大的截面周长和惯性矩,受力性能更好。结合京唐港32#泊位遮帘式板桩码头结构,以X形桩代替传统的矩形桩,研究其对结构静力的影响。结果表明:相同桩间中心距时,以X形桩替代后可减小前墙弯矩;在同等桩间净距1.75 m下,两类模型的前墙最大弯矩基本相同。相同荷载作用下,前墙位移主要受桩间中心距影响,X形桩形状影响效应很小;锚碇墙水平位移受桩间中心距和遮帘桩形状的影响均很小。桩间中心距、净距与桩间土体土拱效应直接相关,对前墙弯矩、土压力、遮帘桩弯矩等有显著影响。桩间中心距为4.05 m或桩间净距为1.75 m时,结构内力改善效果较优,可采用该间距的X形桩替代矩形桩,节约工程造价。