Real-time freeway traffic state estimation based on extended Kalman filter: Adaptive capabilities and real data testing

This paper reports on real data testing of a real-time freeway traffic state estimator, with a particular focus on its adaptive capabilities. The pursued general approach to the real-time adaptive estimation of complete traffic state in freeway stretches or networks is based on stochastic macroscopic traffic flow modeling and extended Kalman filtering. One major innovative feature of the traffic state estimator is the online joint estimation of important model parameters (free speed, critical density, and capacity) and traffic flow variables (flows, mean speeds, and densities), which leads to three significant advantages of the estimator: (1) avoidance of prior model calibration; (2) automatic adaptation to changing external conditions (e.g. weather and lighting conditions, traffic composition, control measures); (3) enabling of incident alarms. These three advantages are demonstrated via suitable real data testing. The achieved testing results are satisfactory and promising for subsequent applications.     

混凝土斜拉桥合理成桥状态研究

根据混凝土斜拉桥合理成桥状态的确定原则、影响因素与确定方法,先用最小弯曲能量法初定成桥状态,再用影响矩阵法进行索力调整,获得了合理的成桥状态。运用该方法对某桥进行了计算,算例表明该方法简单、有效。     

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首先选用较多的交通参数,设计提出了基于聚类方法的细粒度交通模式划分算法,将交通模式划分为较多的类别。结合实际数据,进行了实验,在四个路段参数的基础上,划分得到了十类交通模式。这其中都用到了模糊集合划分和定性推理。使用状态核确定一系列模式,随后系统状态被划分成若干个模式。提出了模式转移方程来描述在定性推理基础之上的状态转移,并从模式转移的角度进一步研究了系统的稳定性。一个城市交通系统的应用实例显示了本文提出方法的有效性,可以看出细粒度交通模式划分要比粗粒度有更多的优势,同时得出了聚类算法在细粒度交通模式划分中的劣势。     

隧道衬砌可靠指标的优化求解方法

为解决JC法计算隧道衬砌可靠指标过程中极限状态选用方法的缺陷,通过随机有限元方法和Monte-Carlo法对时速350 km高速铁路双线隧道Ⅲa、Ⅳb型衬砌进行抽样计算,得到2种衬砌各截面偏心距平均值和变异系数; 通过对素混凝土和钢筋混凝土衬砌极限状态功能函数及其适用条件的分析,引入几何优化法,以约束函数表示功能函数的约束条件,建立可靠指标的优化求解模型; 选用寻优性能良好的Global Search函数,对2种衬砌各截面可靠指标进行优化求解,并与JC法进行对比,证明优化方法的优势。     

非接触式遥感路面状态检测预警系统研究与应用

为了实现道路路面状态检测和预警,自主开发了非接触式遥感路面状态检测预警系统。采用红外遥感和多光谱测量技术,以路面温度、空气湿度及水或冰或雪的厚度和透光率等参数为核心,对系统技术原理和算法、数据分析处理和控制及数据传输等关键技术进行了研究。通过水、冰及雪对3个波长光的不同吸光系数,确定了路面覆盖物的类型,计算了水、冰及雪的厚度。经多次现场测试数据验证,测试结果准确可靠,各项功能和性能满足实际要求。该系统已在中国多条高速公路中成功应用,为交管部门实施交通预警及疏导方案提供了数据依据,极大地提高了应对突发天气状况的及时性和准确性,有力保障了道路交通安全,取得了显著的安全效益和社会经济效益,具有广泛的推广应用前景。     

加筋地基极限承载力的极限平衡分析

从分析加筋地基的破坏模式:在加筋垫层底部形成剪切契体的密加筋地基破坏模式和在加筋垫层顶部形成剪切楔体的疏加筋地基破坏模式入手,采用极限平衡分析方法,分析了加筋地基的极限承载力。     

巩义隧道下穿310国道施工技术

研究目的:巩义隧道位于郑西铁路客运专线ZXZQ02标,起止里程DK63 332～DK66 670,全长3368m。隧道地质条件为上部砂纸黄土,灰黄色稍湿,下部为粘质黄土,棕黄色、硬塑、无水。其中DK 63 583～DK 63 605段下穿310国道,覆盖层只有5.1 m。310国道为重要的交通干道,宽度15 m,车流量大、重车多、交通繁忙,道路两侧为17 m左右的陡坎。为保证310国道的畅通及施工安全、优质、高效进行了施工技术研究。研究结果:通过采用双层管棚及双层初期支护的加固技术,成功地穿越了310国道,保证了隧道施工期间道路的完好及畅通,路面无破坏,下沉量只有10 mm左右。该加固措施的成功积累了宝贵的施工经验。     

航道护岸工程中基槽边坡稳定研究

航道护岸工程中经常发生基槽边坡滑坡失稳事故，从而造成经济和安全问题。因此，就滑坡发生机理进行研究对保障航道护岸工程顺利建设有重大意义。从极限平衡原理出发，分别运用Fellenius法和Bishop法验算了苏北某航道护岸工程开挖边坡的设计稳定性，并分析比较两种方法的差异，得出了在多层土的计算中有时会出现Fellenius法比Bishop法的安全系数略大的结论。结合工程实际中可能出现的渗流和超载等因素，计算得到边坡安全系数的变化规律和极限平衡状态时的临界负荷，从而提出了相应的预防渗流、控制超载等措施，可以为航道护岸建设提供参考。     

建立电子海图航标数据库的探讨

航标类物标是组成电子海图重要的点状类物标元素,在制作电子海图时为了便捷地输入航标类信息,有必要建立电子海图航标数据库,参照电子海图制作标准(S-57)细分航标库的结构内容、分类,全国沿海海区的航标表或从助航网站的航标资料作为航标库的数据来源,简要介绍了电子海图S-57标准和电子海图的属性采集,应用CARIS程序代码实现数据库与制作电子海图时的关联,着重探索了利用AIS台网系统实现实时电子海图数据库小改正的新构思。