基于速度特征指标的高速公路线形一致性综合评价

为量化评价已建和拟建高速公路交通安全性,以实测运行车速数据和事故率数据为基础,根据公路空间属性的变化,采用不定长法进行路段划分。考虑不同路段车速协调性和连续性的需求,引入客货差极差比、车速降低系数、路段车速离散度等车速特征指标。通过对运行车速特征指标与事故率的相关性分析,采用多元回归的方法建立了高速公路线形设计一致性综合评价模型,同时结合事故多发点改善效果的显著性,确定我国高速公路安全性服务水平,在此基础上提出线形设计一致性评价标准和评价方法。太旧高速公路的实例应用结果表明,该方法可准确有效地评价线形设计一致性。     

时变条件下路径既定的危险废弃物运输问题研究

为降低危险废弃物运输风险,建立既定路径下基于离散时变条件的危险废弃物运输模型。用动态规划方法求解模型。分别从静态网络和动态网络2个状态分析案例,以验证模型的有效性。计算结果表明:静态网络中采用单位时间事故频率与运输时间的乘积来衡量事故频率时,模型的目标值小于采用单位距离事故频率与运输距离的乘积来衡量事故频率时模型的目标值,采用前者衡量事故频率时,各路段的运输风险更小;动态网络下模型的目标值是不断波动的,大多数出发时间对应的模型目标值优于静态网络中模型的目标值,且存在最优的运输出发时间;同静态网络下2种方法的计算结果相比,风险分别降低39%和31.8%。     

高速公路中长隧道出入口段视错觉减速标线设置研究

为提高高速公路中长隧道路段运营安全水平,促使驾驶人主动降低行车速度至安全范围,对高速公路中长隧道出入口段视错觉减速标线设置参数开展研究。通过实际道路试验,采集并分析中长隧道出入口段行车速度特性及视觉特性;依据驾驶人瞳孔面积变化速率与视觉障碍的表征关系,得到驶入及驶出隧道时基于视觉感受最佳的期望车速值;分别建立隧道入口段顺鱼刺形减速标线设置参数模型和隧道出口段梳齿形减速标线设置参数模型,选取典型初始速度及最佳期望车速检验模型效果。研究结果表明,驶入和驶出隧道时,最佳期望车速分别为50 km/h和60 km/h;基于模型计算,获得隧道入口段3种鱼刺形减速标线设置参数和出口段1种梳齿型减速标线设置参数。     

基于Logistic曲线的路网脆弱性动态识别

为探究突发环境下路网交通负荷的时空变化规律,运用情景分析方法研究突发事件的"产生-消散"过程;通过构建动态识别指标将道路网络分为正常与事发路段集等2部分,对前者采用离散化手段建立动态交通负荷分配模型,对后者利用三参数Logistic曲线完成事发路段交通负荷的近似建模;选择逆向求解策略,将突发环境下的道路网络转化为一个反应型离散控制系统,并运用Lan-Filler套分解算法进行求解;通过算例分析验证该方法的可行性,并与传统的静态脆弱性识别方法比较。结果表明:突发环境下的路网脆弱性指标随着事故的"产生—消散"过程动态变化;与传统方法相比,用基于Logistic曲线的动态脆弱性识别模型,可保证在路网拓扑结构不发生改变的前提下,识别道路网络各路段各时刻的脆弱性,其结果更符合路网实际情况。     

道路行车安全性虚拟评价方法研究

针对在道路建成之前很难对设计道路进行有效的安全性评价的问题,在介绍运行车速评价法、速度分布评价法、线形指数评价法和驾驶人工作负荷评价法等国外道路安全评价方法的基础上,提出包括运行车速与设计车速差、相邻路段运行车速差、速度降低因子、横向力系数变化因子以及路段间的加速度值等5个评价因子在内的道路安全评价模型,并确定了相应指标的评价标准.该方法的评价过程包括自行模式和互动模式.自行模式是在驾驶员模糊车速控制模型的基础上预测路段的运行车速,从而进行线形的安全评价;交互模式主要是在虚拟仿真的基础上对道路、隧道、桥梁的交通工程设施、照明等系统进行安全性评价.通过该评价方法可以在道路的设计阶段发现存在的行车安全性问题,通过修改设计或进行安全改善,提高道路的运营安全性.     

基于RFID及ZigBee技术的隧道机电设备运行监测系统

针对传统隧道机电设备运行监测困难、信息传输不便、可扩展性差、反馈效率低等问题,构建了基于RFID技术及ZigBee技术的隧道机电设备运行监测系统架构。首先,基于系统原理及特点建立了隧道机电设备运行信息架构;然后,构建了以设备层、信息层、网络层、监测服务层为核心的隧道机电设备运行监测系统架构;最后,结合系统架构,实现了面向用户的静态及动态监测信息服务。所构建系统及服务模式对隧道机电设备的高效可靠运行及智能监控提供了新思路。     

基于视频轨迹参数的边缘率减速标线驾驶行为效果评价方法

为探究边缘率减速标线对驾驶行为与交通安全的作用效果,提出了基于监控视频提取轨迹参数的实证评价方法.采用背景差法和透视变换方法对监控视频进行车辆目标提取和轨迹处理,进而提取车辆速度、加速度、车头时距、车头间距和车道偏移等行车参数;通过参数统计分析,边缘率减速标线对车速控制、跟车距离保持和车道保持都有不同程度的控制效果,但使纵向舒适性变差;为了综合评价其效果,基于层次分析法建立了边缘率标线的综合控制效果评价模型,从有效性、安全性和舒适性3个维度对减速标线进行综合评价.该方法和模型还可用于评价其他不同设计参数的减速标线.     

公路路段安全保障度评价的改进物元可拓模型

为克服现有公路安全性评价方法难以客观量化评价因子权重这一不足,从道路安全保障度的概念出发,基于已有相关标准规范和安全理论研究成果构建了公路路段安全保障度评价指标体系,利用改进物元可拓模型建立了公路路段安全保障度评价模型.实例分析结果表明,该路段安全保障度等级为"低",且偏向于"很低"等级的程度较大,符合其实际情况.实例中将所建模型与3种常用评价模型进行比较,结果表明其用于公路路段安全保障度评价具有更好的实用性.敏感性分析显示,最大纵坡、平曲线超高和加宽设计指数、路面摩擦系数、交通饱和度、建筑物或植被等侵入率更易影响该路段的安全保障度.     

高速公路隧道侧向宽度对驾驶绩效及交通安全的影响

为研究高速公路隧道侧向宽度对驾驶绩效的影响,在3种设计速度高速公路上随机雇佣15名被试,采用CAN-OBD测速仪和方向盘转角仪进行了8条隧道的实车测试。通过构建3种右侧和2种左侧隧道侧向宽度变化方案,选取不同速度特征指标和方向盘转角为驾驶绩效的表征指标,分析了设计速度、侧向宽度、运行车速、车速标准差、方向盘转角等指标的交互影响,并运用数理统计方法对不同侧向宽度方案之间各项指标进行差异性比较。结果表明：隧道左侧侧向宽度为1.00 m时,运行车速提升4.5%,同时车速标准差较小,驾驶绩效更高;隧道右侧侧向宽度为1.25 m和1.50 m时,运行车速提升6.6%,但后者车速标准差较小,相比较,隧道右侧侧向宽度为1.75 m时,运行车速提升8.0%,但速度标准差随之增大。不同侧向宽度对方向盘转角影响较小。当设计速度为100 km/h,车辆靠隧道右侧行驶时车速较高且更稳定。研究成果可为隧道路段侧向宽度设置提供建议。     

基于速度的交通事故分析

速度对交通事故的发生以及严重程度有着直接影响,是道路交通事故的重要诱因之一。为了准确地反映速度与事故之间的关系,减轻由于速度因素所造成的交通事故的损失,笔者对国内外速度与交通安全的情况进行分析;研究了平均速度与事故危险性、速度离散度与事故率以及速度与事故严重性的关系;提出了加强速度管理,控制交通流平均速度和减小相邻路段的速度差值的对策。基于速度的交通事故分析,建议采用85%位车速作为控制速度的上限值;提出限速措施,以达到减少交通事故及其损失的目的。     

城市长隧道导向视觉参照系安全改善效果研究

为保障城市长隧道交通安全,提高运行效率,分析含多出口匝道的城市长隧道视觉环境特征,结合视错觉机制与色彩心理学原理构建空间导向视觉参照系;基于E-prime软件开展驾驶员心理物理学感知试验,研究该视觉参照系对城市长隧道驾驶安全的改善效果以及最优设计形式。结果表明:蓝、绿信息环境下驾驶员行车舒适度最高,黄色信息警示性强且不会造成剧烈刺激,有利于提高驾驶员注意力;该视觉参照系能够缩短驾驶员对导向信息的视认时间,增加视认距离;韵律图案向隧道进出口适度倾斜以诱导驾驶员产生坡度错觉,当倾斜75°时,诱导驾驶员在坡道主动控速的效果最佳。     

基于驾驶模拟技术的公路隧道车道宽度运行影响分析

对于设计车速为80 km/h的双管6车道高速公路盾构隧道,受盾构机及资金限制,内侧车道设计宽度为3.5 m,相比一般高速公路路段规定减小了0.25 m。以上海市沿江特大高速公路隧道为研究对象,分析车道宽度的这种变化对车辆运行的影响。依照隧道设计方案,分别建立内侧车道宽度为3.75 m和3.5 m的2种模拟场景,基于同济大学高仿真驾驶模拟器展开对比试验。通过试验采集同一驾驶员在2种场景下的车速、轨迹偏移等参数,绘制隧道路段平均车速、平均轨迹偏移分布图,比较2种场景下运行参数平均值差异,发现2种场景下的车速、轨迹偏移变化趋势基本一致。利用配对t检验方法验证参数差异的显著性,结果显示,内侧车道宽度由3.75 m减小为3.5 m,对于车辆速度、轨迹偏移没有显著影响。     

高速公路隧道入口区段交通流模拟与安全性研究

隧道内外照明差异使交通流状态产生了相应的变化.为模拟高速公路隧道入口交通流运行与安全状态,根据驾驶速度与能见度关系,提出了元胞传输模型的改进原理与方法.通过与实际道路交通流数据的比较,验证了模型的有效性.运用该模型模拟并比较不同条件下交通运行状态.结果表明,改进的元胞传输模型能够揭示隧道入口流量与车速状态.受到隧道能见度的影响,在隧道入口段车速将有明显的降低.随着隧道内能见度的降低,这种影响更为明显.高流量情况下,隧道入口的扰动可能影响后续车辆速度与流量;低流量情况下则影响不大.车速扰动对于道路全段的安全性影响较大,在交通激波的传递过程中,更容易出现交通事故.低密度情况下,隧道内能见度越低,安全性越差.     

面向道路交叉口的疏散人群分流模型

为合理制定道路交叉口人流分配规则,考虑道路交叉口处人群聚散特点,建立疏散人群分流模型。根据人群疏散过程,构建带容量限制的人群疏散路网;耦合后序路段实时拥挤度和最短剩余路长,计算交叉节点处的人流分配概率,分析疏散路段人流传递关系,厘定疏散路网人群移动规则;考虑路段实时拥挤程度,修正路段人流疏散速度,计算疏散路网人流疏散时间,表征分流人群疏散效率;以上海市某中学人群紧急疏散为例,对比分析疏散人群分流模型和传统基于最短路径人群疏散模型的应用效度。结果表明:与基于最短路径人群疏散时相比,在道路交叉口引导疏散人群分流使疏散时间减少13. 34%,疏散效率更高,人群时空分布更加均衡,充分发挥了疏散路网的疏散能力。     

高速公路隧道与互通出入口小净距路段行车风险评价方法

为评价隧道与互通出入口小净距路段的行车风险,提出了基于交通流仿真的行车风险预测模型。首先,在明确小净距路段长度的基础上,定性分析其行车风险,从非交通流和交通流的角度选取风险影响因素;其次,通过实地调研采集的视频数据对交通仿真模型进行标定,结合风险与影响因素的关系,将交通冲突率作为风险评价指标;然后,通过单因素和多因素试验量化了风险影响因素和风险评价指标间的关系,揭示了小净距路段的风险成因,利用多元非线性回归法构建了风险度量方程,并采用K均值聚类算法将风险评价标准划分为5个等级;最后,选取某些山区高速公路隧道与互通出入口小净距路段对风险预测模型进行验证。结果表明：净距长度、主线设计速度、交通量、大车型比例、转向交通量比例、车道数对出入口路段的行车风险具有显著性影响;对于出口路段,“指数函数+幂函数”组合形式的拟合度较好,R²=0.896,对于入口路段,“二次多项式+指数函数”组合形式的拟合度较好,R²=0.855,模型评价结果与实际事故数的趋势基本一致,可适用于小净距路段行车安全风险评价。     

乘子法在求解拥挤交通问题中的应用

笔者讨论了具有能力约束 ,带拥挤排队现象的城市交通配流问题 ,包括静态的UE配流模型和动态的用户最优配流模型 ,并建立了相应的数学规划模型来进行描述 ,说明了模型的解与用户平衡条件之间的等价性 ,在给出了乘子法的理论依据的基础上 ,分别设计了基于乘子法的求解带有路段能力限制的静态UE和动态用户最优模型的算法 ,并给出了算法的具体步骤。     

大跨度公路隧道洞口段爆破对高边坡安全影响研究

为研究大断面公路隧道洞口段爆破开挖对边坡稳定性的影响,以某公路隧道洞口段工程为研究背景,基于Abaqus有限元软件,建立隧道—边坡三维数值计算模型,研究隧道洞口段爆破开挖对两侧高边坡安全性的影响,并分析砂浆锚杆对边坡的加固效果。结果表明:隧道洞口段爆破开挖施工时边坡坡脚处围岩振速最大,爆破对边坡水平振速影响较竖向振速及轴向振速更为显著,爆破时应控制坡脚及坡肩的水平振速;边坡坡面最大振速出现在洞口边坡坡面与仰坡坡面交线位置,边坡坡面与仰坡坡面交线上顶点为坡肩振速最危险的特征点,下端点为坡面振速最危险的特征点;增加锚杆长度对边坡水平位移的控制效果较竖向位移更为显著,锚杆长度宜取14 m。研究结果可为类似工程提供理论借鉴。     

应急预案建模方法及其在石油化工行业的应用研究

针对如何解决应急预案的结构化存储和应用问题,在基于本体论的基础上,提出引入静态和动态元模型方法,建立应急预案模型.首先,分析了当前主要应急预案知识表示方法,指出在处理多组织协同、应急过程受条件约束等问题,需要区分静态和动态模型,降低建模复杂度.基于本体论,将应急预案分解为静态和动态两个部分,各部分采用为多视图的形式进行描述;在此基础上,给出了构建应急预案模型的构建方法.最后,以加氢裂化装置的灭火预案为例,进行了建模.该方法的提出,有效地解决了对应急预案中事件、过程、动作等要素之间复杂逻辑约束关系的建模问题.应用该建模方法,有助于对应急预案的结构化管理,便于通过计算机实现预案的模拟演练.     

基于DBN的深水井控人机界面系统可靠性分析

为改善深水井控人机配合情况,运用动态贝叶斯网络(DBN)方法分析深水井控人机界面系统的可靠性。基于深水井控人机交互流程,构建系统安全屏障结构图,并转化为对应的DBN模型;依据DBN方法的时间属性,研究系统及各子系统不维修与维修状态下可靠度时间分布;借助贝叶斯后验推理及敏感性分析能力,辨识人机界面系统薄弱风险点。研究结果表明:维修因素是影响深水井控人机界面系统可靠性的关键因素;维修条件下,人因可靠性对深水井控人机界面系统可靠性的影响最大。     

SBR活性污泥系统对废水中Cu2+去除研究

为探究活性污泥法处理含铜废水的可行性,以活性污泥和模拟含铜废水为研究对象,开展了静态吸附和SBR系统动态去除试验,分别研究了Cu²⁺静态吸附效果、影响因素、吸附模型和吸附机理,以及Cu²⁺动态处理效果和系统变化。结果显示,活性污泥静态吸附Cu²⁺的适宜pH值为4～7,25℃下最大吸附量为41.13 mg/g;准二级动力学模型和Langmuir模型对吸附过程拟合较好,吸附机理主要包括表面有机络合、离子交换和静电吸附;SBR活性污泥系统对不同质量浓度(3 mg/L、5 mg/L、10 mg/L)Cu²⁺的去除率分别为95%～98.7%、67.8%～76.2%、72.9%～82.4%,化学需氧量(Chemical Oxygen Demand, COD)去除率稳定在90%以上,系统中污泥浓度(Mixed Liquid Suspended Solids, MLSS)和污泥体积指数(Sludge Volume Index, SVI)明显下降;在Cu²⁺长期作用下,活性污泥系统性能呈现先波动...