基于有限混合零截尾事故预测模型的事故多发段判别方法

为了准确判别事故多发段,有针对性地提出安全应对措施以提升道路交通的安全水平,针对零值缺失交通事故数据并考虑其异质性特点,在单零截尾负二项(ZTNB)模型的基础上建立有限混合零截尾事故预测模型(FMZTNB)。应用R软件对单零截尾负二项模型中的参数进行估计,采用马尔科夫链蒙特卡洛算法(MCMC)对FMZTNB预测模型参数进行求解,并采用Gelman-Rubin收敛统计量对抽样结果进行检查。选择事故风险水平分别为低、中和高的9个路段,分别用2种模型对交通事故次数进行预测。综合观测到的事故次数和相应的事故预测模型结果,采用经验贝叶斯方法对事故相对多发段进行判别。最后采用事故次数一致性检验、判别点段一致性检验和排序一致性检验3种检验方式对判别结果对比分析。结果表明:基于事故率的事故相对多发段判别方法存在较大的不一致性,基于零截尾负二项预测模型的路段事故相对多发判别结果明显优于基于传统负二项预测模型的结果。整体上,基于有限混合零截尾事故预测模型的事故相对多发路段的判别结果高于基于单零截尾负二项分布模型的判别结果。     

预应力TRM加固混凝土梁最优预应力计算方法

为了扩大纤维织物网增强水泥聚合物砂浆加固技术(TRM)在钢筋混凝土梁加固上的应用范围,深入研究预应力TRM的力学机理,探索纤维预应力的合理取值范围,提高加固设计计算精度。基于预应力TRM加固混凝土梁模型试验与非线性损伤数值试验交互验证,对比分析了原结构和加固结构承载全过程力学机理,在参数影响规律研究的基础上,建立了分析模型,提出了计算方法,得到以下结论：预应力TRM可以有效改善被加固梁截面的受力状态,提高纤维材料强度的利用率;随着纤维预应力的增大,被加固梁承载力存在一个极值点,此极值点对应的纤维预应力即为最优预应力。最优预应力率并非定值,它随纤维加固量的增大而增大,随混凝土强度的增大而减小,初始荷载对其影响可以忽略。以受拉钢筋屈服、受压混凝土压溃、TRM达到设计强度,即3种材料强度均得到发挥,为最优破坏模式,给出的预应力TRM加固混凝土梁正截面承载力的计算方法及其参数优化后的简化计算公式,并进行了精确性验证,可直接应用于设计计算。研究揭示了TRM加固混凝土梁最优预应力的力学机理,提出了可直接应用预应力TRM加固混凝土梁的计算分析方法。     

考虑斜坡效应的地基水平抗力比例系数确定方法

水平地基抗力比例系数对桩基设计至关重要,基于平坦场地比例系数设计的斜坡基桩,常因忽视斜坡效应的影响而带来安全隐患。为研究斜坡效应对斜坡地基比例系数的影响,设计并完成了4组黏性土坡基桩水平静载模型试验,获得了0°、15°、30°及45°坡度下地基等效比例系数与地面处桩身水平位移曲线及桩顶荷载-位移梯度曲线等;建立了地基比例系数与坡度间的拟合关系式;对比分析了斜坡地基比例系数取值对基桩水平承载特性的影响。研究结果表明：黏性土坡地基比例系数随桩身水平位移增大而呈非线性关系减小,当地面处桩身水平位移小于6 mm时,地基比例系数急剧减小,而后减幅较小;基桩临界荷载和极限荷载均随斜坡坡度增加而减小,与平地相比,斜坡坡度每增加15°,基桩临界荷载和极限荷载约分别减小17%和16%;结合现有试验表明,斜坡坡度越大,地基比例系数越小;坡度每增加15°,对应的碎石土、砂土及黏性土坡地基比例系数m约分别减小38%、32%和31%;根据现有试验以及试验结果,建立了不同类型斜坡地基比例系数取值标准与斜坡坡度之间的经验关系,可为斜坡桩基设计提供参考依据。     

黄土地区抗滑桩嵌固段桩前被动土拱形成演化过程试验

抗滑桩是大型交通基础设施中稳定边坡和治理滑坡的主要手段之一,嵌固段桩前被动土拱效应是影响抗滑桩水平承载力的重要因素,被动土拱的形成演化过程是抗滑桩水平抗力调整的关键。通过几何缩尺比例为1∶15的抗滑桩物理模型试验,对桩前被动土拱的形成演化过程进行了探究。根据抗滑桩桩前被动土拱和模型试验系统的对称性,自主设计土压力传感器的布设方案,以保证在试验过程中对桩前土体各测点的x和y方向土压力分布规律进行实时采集;采用千斤顶对模型桩施加水平荷载,对加载过程中抗滑桩嵌固段桩身弯矩、桩前土压力及桩前土体应力变化规律进行了分析。绘制桩前土体应力云图并对桩前被动土拱拱轴线进行了拟合,同时采用数值模拟方法进行对照分析,以揭示桩前被动土拱的演化过程。结果表明：①桩身弯矩和桩前接触土压力均在嵌固点下4倍桩宽处附近出现极大值,后随埋深逐渐减小;②桩前被动土拱是由相邻桩对桩前土体的相互作用使主应力发生偏转而逐步形成的,其演化过程可分为初步形成阶段、承载阶段和破坏阶段;③桩前被动土拱拱轴线呈抛物线形式,随埋深逐渐增大形成被动土拱所需桩顶位移随之增大;④同一埋深处桩前被动土拱矢跨比随桩顶位移增加而逐渐变大,在承载阶段土拱矢跨比随埋深逐步减小。     

随机运输时间下集装箱海铁联运箱流径路优化方法

集装箱在海铁联运过程中容易受到各种不确定因素的影响, 导致运输时间波动, 进而影响货物的送达准点率。为有效降低不确定运输时间的影响, 兼顾运输过程的经济性和绿色可持续性优化集装箱海铁联运箱流径路。采用随机机会约束规划构建运输总费用最少和碳排放量最低的多目标模型。在约束条件中引入铁路和海洋期望运到时间, 并对超过期望运到时间的径路进行惩罚处理, 保证运输径路的优越性。考虑一站直达和中转换装这2种运输组织模式, 克服现有研究未考虑货源是否充足的缺陷。运用不确定及概率论相关理论知识将不确定约束转化为线性约束。以西安至洛杉矶的集装箱货物出口径路优化为案例背景, 采用NSGA-Ⅱ算法求解, 并通过贪心算法改进初始化种群以及基于logistics分布的概率选择算子改进精英选择算子。通过对比分析得到以下结果: ①算法优化后运输总费用减少23.15万美元, 碳排放减少6.69 t, 同时算法求解速度提高了75.36%;②将本文模型选用的随机规划和模糊规划进行对比, 发现随机规划解集数量多于模糊规划, 且二者在相同输送径路中的运输总费用和碳排放量均优化了10.65%。因此本文模型和算法具有良好的优化效果。进行灵敏度分析, 观察置信水平以及时间影响系数对目标函数和货物送达准点率的影响。结果表明: ①较高的铁路和海洋运输置信水平会提高货物的运输总费用。②时间影响系数和货物送达准点率呈负相关, 影响系数越大货物送达准点率越低。     

基于组合赋权-云模型的水上机场场址评价方法

当水上机场与航道共处于同一片水域时,难免会形成水上飞机与船舶的会遇局面,对水上飞机的起降、滑行安全以及附近水域的船舶航行安全造成影响。为保障水上飞机和船舶的安全,评价水上机场场址的合理性与安全性尤为重要。提出了组合赋权和云模型相结合的水上机场场址评价方法,选取了气象环境、水文环境、通航环境和起降水域空域环境4个一级评价指标和11个二级评价指标,构建了水上机场场址评价指标体系。利用改进层次分析法与熵权法分别求得评价指标的主客观权重,以偏差极小化为目标,引入对策模型计算主客观权重最优的线性组合系数,获得组合权重,结合云模型构建了水上机场场址综合评价模型。以镇江大路水上机场为例进行实例验证,结果表明：镇江大路水上机场场址的评价结果为较好。该机场自建成运营以来未发生安全事故,评价结果与该机场的实际运营情况相符。同时在计算过程中云模型兼顾了数据的随机性和模糊性,可以较好地解决模糊综合评价法在隶属度函数选择时的不确定性问题,进一步增加了评价结果的可靠性。与经典的模糊综合评价法进行对比验证,二者的评价结果一致,验证了该模型的有效性和实用性,该模型可用于拟建水上机场的选址,也可对已建机场的营运安全进行评估分析。     

基于潜在类别-Logit模型的共享自动驾驶汽车使用意向

自动驾驶技术和共享经济融合产生的共享自动驾驶汽车（SAV）可为人们提供优质的出行服务。为探究出行者选择SAV的行为特性,对受访者的社会经济属性、历史出行特性、行为态度特征进行调查,并采用正交试验设计出行方式选择意向调查问卷,收集到311份有效数据。为充分考虑个体异质性,利用潜在类别分析探究SAV使用者的潜在类别,并将所得潜在类别作为变量融入离散选择Logit模型,建立SAV使用意向的潜在类别-Logit模型。结合多项或混合Logit模型以及划分的3个潜在类别,根据4个合理的模型标定的性别、交通模式、SAV使用人群类型、等待时间等59个变量的参数,识别SAV使用意向的显著性影响因素,并采用7个拟合优度指标评价多项Logit、混合Logit、潜在类别-Logit等8个模型。利用边际效应分析,探讨出行方式属性对SAV使用意向的具体影响。结果表明：涉及3个潜在类别的离散选择Logit模型具有更强的解释性,这3个潜在类别可分别描述为冲动的积极创新者、矛盾的保守创新者和理智的保守使用者;不同潜在类别人群的显著性因素存在明显差异,SAV使用人群类型是不同潜在类别人群共有的显著性因素,其中SAV创新者在各个模型中的显著性水平值均小于0.1;潜在类别-Logit模型的第1类和第2类预测正确率比其他Logit模型分别高出5.9%~28.3% 和5.4%~18.5%,可以更好地解释出行者对SAV的使用意向;出行等待时间对出行者选择SAV的影响最大;当SAV选择概率接近于0.5时,轻微降低SAV人均出行费用最易引起选择私人小汽车的出行者转而选择SAV。     

ISO 362-1：2007中 M1类车加速方法研究

标准 ISO 362-1：2007提出了新的测试限值和方法,但其中试验的加速入线方法尚未明确,给测试机构带来了较高的测试难度。针对此问题,基于理论分析,通过试验建立 Simulink数学模型对 M1型汽车进行研究,考虑距离和起始速度的耦合,对车辆的预加速距离和加速起始车速进行了两种不同加速方法下的预测。经试验验证,符合率为 80%,平均准确度为0.612 km/h,最低误差可达到0.2%,具有较高的准确度。该模型对于标准的执行,降低了试验的准备难度和复杂程度,一定程度填补了标准中对于加速方法的空缺。     

高速公路平纵曲线组合路段交通风险评估方法

高速公路平纵曲线组合路段常出现单一平曲线和竖曲线要素满足规范,但二者相结合后存在安全隐患的情况。为评估这类组合路段的交通风险、提升组合路段安全性,综合运用可拓云理论与理想点法,提出了基于可拓云模型的交通风险评估方法。基于已有事故数据和文献,从驾驶员、道路、交通环境以及其他因素的角度出发,构建了包含15个指标的交通风险评估指标体系,并将每个指标划分为5个风险等级;利用层次分析法和熵权法确定各评估指标主、客观权重后,再通过理想点法确定各评估指标组合权重;参照公路路线设计规范及相关文献,考虑定性指标的边界模糊性划分各评估指标的风险等级,并按照等比原则实现定性指标的定量化描述;构造可拓云模型云隶属度矩阵,计算综合评判向量,最后根据最大隶属度原则确定路段风险等级。以云南省3段高速公路路段作为分析案例,利用基于可拓云模型的交通风险评估方法计算了各路段风险等级,并识别了各路段的危险性指标。结果表明：该方法与传统基于模糊综合评价法相比,评估结果相同,但信息更丰富,其综合评判模糊等级特征值的期望E_xr反映了路段的安全程度;Y路段的E_xr高于C路段,表明Y路段比C路段更安全;3段路段的评估结果的置信度因子θ均小于0.05,表明结果可信度较高,验证了该方法在交通风险评估过程中的适用性。     

考虑冲突规避的自动化集装箱码头AGV优化调度方法

合理调度自动化导引车（AGV）对于降低自动化集装箱码头的作业成本具有重要意义。针对AGV调度中的任务分配和路径规划问题,考虑AGV电量和多载等因素,结合自动化码头布局特点,以AGV作业总时间最小和多AGV作业路径无冲突分别为第一阶段和第二阶段的优化目标建立两阶段模型。设计改进模拟退火算法求解第一阶段模型,为了加速算法收敛并保证解的质量,解的改进优先考虑任务的时间成本和AGV数量;设计基于时空网络的路径规划算法求解第二阶段模型,将作业区域离散成网格网络后添加时间信息构建可更新的时空网络,在时空网络上运用最短路径算法规划路径并规避冲突。对于任务分配不均衡导致的路径规划无可行解的拥堵情况,在冲突规避基础上重新计算AGV执行任务的成本并再次进行任务分配,不断迭代直到生成多AGV间路径无冲突的调度方案。以洋山四期自动化集装箱码头为例进行仿真实验与对比分析,结果表明：与使用传统路径规划和避障策略的AGV调度方法对比,所提方法下的总作业时间平均降低了7.31%,AGV冲突数量降低为0,任务总延期时间最大降低2 895 s,最大降低路网拥堵度10.79%,验证了提出方法解决冲突规避和拥堵问题的有效性。