面向车联网多点协作联合传输的安全认证与密钥更新方法

未来基于车联网的车路协同和自动驾驶场景要求车-车/车-路等网络通信在保证数据安全的前提下，具备低时延、高可靠的特性，从而保证车辆的行驶安全以及车/人的信息安全。LTE-V2X作为车联网通信方案之一，LTE的多点协作联合传输（Coordinated Multiple Points-Joint Transmission，CoMP-JT）技术不仅可以减少车辆在高速行驶过程中进行基站（Evolved Node B，eNB）切换时的通信中断，还能通过多个基站的协同传输来辅助提高网络的数据传输性能。然而当前LTE标准中的安全密钥管理方案无法满足多点协作联合传输过程中的密钥管理场景。针对该问题，提出一种可用于LTE-V2X车联网通信中多点协作传输切换的安全密钥生成与更新算法。该算法由车辆生成基站切换请求并使用随机数、共享密钥、目标基站公钥对切换请求进行加密、广播；基于密码学特性，目标基站不仅可基于私钥从密文请求中计算出共享密钥，还可以计算得到后续的会话密钥；车辆则可以基于目标基站位置信息、生成请求时的随机数计算出会话密钥，从而实现在只需要1次密钥传输的前提下，达成车辆与基站之间的密钥共享和密钥更新，并从密码学角度针对该密钥生成与更新算法进行验证分析。研究结果表明：在LTE-V2X多点协作传输时的基站切换过程中，该算法能够确保车辆与基站进行后向/前向密钥分离的安全认证以及会话密钥建立；与传统方案相比，所提方法可减少26.4%的基站切换过程中引入的通信时延，基站信道负载均仅为传统方案的1/2，并且随基站小区范围内车辆数目增加，基站的信道负载也仅线性增加，提升了该算法在LTE-V2X车联网场景中的适用性。     

市政工程 BIM 技术应用关键影响因素分析及对策

理论研究表明工程建设全生命周期内的应用能使BIM的实施效果达到最佳，然而目前市政工程领域BIM应用仍然局限于某个阶段层面上的实践，其推广也存在诸多障碍。通过分析总结国内市政工程行业BIM发展和应用现状，梳理出现阶段所面临的障碍及相关因素，然后通过DEMATEL法确定各因素的重要程度，并提出相应的解决措施，以期加快市政工程领域BIM技术应用地推广。     

中小跨径公路混凝土简支梁桥冲击系数研究及建议取值

为弥补中国现行桥梁规范中计算动力冲击系数时考虑因素单一的不足,对冲击系数的影响因素进行研究,并提出更合理的冲击系数建议值。首先,根据中国桥梁通用图集建立13座不同截面形式和不同跨径的常见中小跨径公路混凝土简支梁桥的有限元模型,结合能表征中国设计车辆荷载动力特性的三维车辆数值模型,建立车桥耦合振动分析系统。然后,基于车桥耦合振动分析系统,研究桥梁基频、桥面不平整度、车速和车质量等因素对动力冲击系数的影响,并与中国现行桥梁设计规范中的动力冲击系数取值进行对比分析。最后,提出冲击系数的建议值,并与世界各国桥梁规范中的冲击系数取值进行对比,讨论建议值的合理性。结果表明:桥面不平整度是影响冲击系数的重要因素,在桥面好的情况下,冲击系数均在0.1以下,低于规范中规定的冲击系数,而桥面很差时,冲击系数可达0.5,远大于中国现行规范中的冲击系数设计值,因此,定期对桥面进行维护能有效减小车辆对桥梁的冲击效应;质量轻的车辆引起更大的冲击系数,但由于车辆总质量轻,其导致的总荷载效应仍然较小,而重车虽然引起的冲击系数较小,但由于其导致的总荷载效应较大,更易对桥面造成损伤,因此,限制超载尤为重要。     

高等级自动驾驶汽车虚拟测试：研究进展与前沿

安全性测试是高等级自动驾驶汽车（Highly Automated Vehicles，HAV，指具备L3级及以上能力的自动驾驶汽车）规模化应用的基本保障。鉴于HAV测试对象与测试标准的变革，传统基于里程的车辆测试方法论不再适用，场景化虚拟测试正成为验证HAV安全性的核心方法。基于与国内外多家HAV研发机构开展虚拟测试合作的基础上，针对测试场景、测试工具和测试方法等方面的技术难点和学术问题进行汇总、归纳和分析。测试场景方面，围绕场景覆盖度的要求，需重点关注测试场景自主划分、自动化仿真生成和未知高风险场景搜寻等理论方法。测试工具方面，在构建HAV自动驾驶系统“环境感知-规划决策-运动执行”一体化仿真工具的基础上，需研究支撑测试场景生成、驾驶行为双向交互和多传感器物理模型融合的高可信仿真技术。测试方法方面，针对海量测试场景、HAV驾驶能力非单调变化等特征，亟待开展覆盖度驱动型测试方法、加速测试方法和多目标测试与评估等的研究。此外，在上述研究挑战的基础上，面向HAV虚拟测试自动化、快速化、一体化和协同化的应用需求，提出HAV虚拟测试仿真即服务（Simulation as a Service，SAAS）的系统架构，并进一步明确HAV安全性诊断分析、系统自主优化训练和面向系统快速迭代升级的测试方法等SAAS重点研究需求。     

出口道左转交叉口信号控制鲁棒优化方法

为了提高出口道左转交叉口在现实交通需求和供给波动环境中的适应性，权衡运行效率与稳定性，对其鲁棒优化方法进行研究。在对出口道左转交叉口运行特点和饱和流率进行分析的基础上，提出从交通需求分布、基本饱和流率分布和实际运行车速分布3个方面考虑交通的波动性，以适应出口道左转交叉口交通供给波动与控制方案相关联的特征。在此基础上，分别以平均值-标准差最小、条件风险值最小和最大值最小化为目标，建立3种信号控制鲁棒优化方法，并基于遗传算法建立求解算法。通过算例分析，对鲁棒优化算法的准确性、平均值-标准差模型的参数取值和3种鲁棒优化方法优化效益进行分析。研究结果表明：所建立的鲁棒优化方法可实现交通需求和供给波动下出口道左转交叉口信号控制与设计车速的优化设计，相较于传统控制方案其在保证效率的前提下提高了控制方案运行的稳定性；平均值-标准差模型和条件风险值模型对于各项指标均表现较好，可在保障平均延误维持较优值的基础上（案例中车均延误增加小于3%）显著改善运行效果的稳定性（案例中延误标准差减少约40%）；最小-最大模型对延误最大值的优化效果最佳，但其对于控制方案的整体效率会造成较大的负面影响（案例中车均延误增加了8.19%）。     

道路基础设施数字化研究进展与展望

为进一步促进交通基础设施向数字化、网络化、智能化发展，采用文献研究法对道路基础设施数字化领域的研究进展和发展趋势进行分析。首先通过检索中国知网（CNKI）中文核心合集数据库和Web of Science^TM、IEEE等英文数据库中与主题相关的文献（中文229篇，英文2 395篇），基于科学知识图谱对文献进行梳理与分析，并结合现有研究中的技术领域与工程应用场景，对道路基础设施数字化做出了定义。在此基础上进一步构建了道路基础设施数字化的技术架构，包括：感知获取层、集成处理层、业务应用层、标准与规范体系以及安全与管控体系；此外重点介绍了数字道路信息感知技术、数据管理与分析技术、全生命周期工程应用等关键技术的发展现状，进一步展望了未来技术发展的前景。最终通过梳理道路基础设施数字化现有研究存在的问题和不足，对其今后的发展做出展望。结果表明：道路基础设施数字化是由特定的检测与感知技术、数据传输与通讯网络、信息平台与安全系统构成，具有多元智能性。在路面信息的采集过程中，传感器在耐久性和实用性等方面存在的技术难题仍需进一步解决；物联网、地理信息系统、建筑信息模型、信息物理系统、数字孪生、大数据驱动在内的多种技术手段在道路基础设施性能监测和管理过程中具有广阔的应用前景。     

复杂条件下城市下穿式隧道总体设计分析

下穿式隧道为提升城市发展质量提供了更顺捷和便利的交通条件。其总体设计不但影响路网交通功能的发挥，也制约着其它地下工程的空间布局，对地下空间资源的统筹利用意义重大。以南京市国际路隧道工程为例，分析了下穿式隧道周边复杂的工程环境，概括了下穿式隧道总体设计的关键要点，提出了相关地下工程协同设计的技术策略，可为类似条件下相关工程提供借鉴和参考。     

双轴汽车模型下某车型的振动分析

将双轴汽车多自由度模型简化成四自由度的平面模型,忽略了车轮部分质量及刚度的影响。把质量m的车身等效的分解为前后轴以及质心C上的三个集中质量m2f、m2r及m2c,这三个质量由无质量的刚性杆进行连接。分析在该模型下振动输入对车身垂直和俯仰运动的影响,重点研究在有阻尼情况下双轴汽车模型的偏频和振型分析。     

岩溶区不同含水率破碎围岩地质雷达波形特征研究

为研究岩溶区裂隙块状结构破碎灰岩在不同含水率时的地质雷达波形特征,以广西六寨至宜州高速公路40座公路隧道为依托,进行大量现场实测.对裂隙块状结构破碎灰岩的实测数据进行筛选,并基于被选数据,采用SIR-3000地质雷达RADAN后处理软件分析不同含水率情况下的线测、点测反射强弱定性特征,同时采用对MATLAB分析软件进行数据接口语言汇编的方法,研究不同含水率情况下回波中心频率值及其分布范围,结果表明:当含水率分别小于26％、介于26％ ～42％和大于42％时,线测、点测反射强弱变化较大,回波中心频率以低频为主,分别在85,80 MHz和53 MHz附近波动,且分布范围依次减小,分别为21～105 MHz,12.5 ～ 102 MHz和11 ～ 77 MHz.     

考虑海流影响的水下机器人全局路径规划研究

为了适用于大范围海洋环境下须要考虑能量耗尽问题的AUV导航,提出了一种考虑海流影响的水下机器人全局路径规划方法,该方法将海流因素作为GA算法的评价因子,在路径规划的层面上考虑海流的影响;在此基础上对GA算法进行了改进,提出一种GA-PSO混合算法,GA-PSO混合算法比单纯的GA算法具有更快的收敛速度和运行效率。