2019年, 第32卷, 第8期　刊出日期：2019-08-20

  

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  中国公路学报. 2019, 32(8): 0-0.

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  封一/四

  中国公路学报. 2019, 32(8): 0-0.

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综述
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  智能公路发展现状与关键技术（双语出版）

  徐志刚, 李金龙, 赵祥模, 李立, 王忠仁, 童星, 田彬, 侯俊, 汪贵平, 张骞

  中国公路学报. 2019, 32(8): 1-24. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.08.001

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  借鉴美国自动公路系统（Automated Highway Systems，AHS）技术框架，系统回顾了初级应用、通信技术、绿色能源技术、自动驾驶技术等不同因素驱动下智能公路的概念演化、技术发展和未来变革。根据当前信息技术的发展趋势，在AHS的研究基础上延伸和扩展了智能公路的概念和技术框架，提出了未来智能公路系统的演化方向以及包含信息管理层、网络通信层和感应控制层的智能公路体系架构。同时，瞄准当前主流技术和未来科技发展方向，总结了泛在无线通信、高精度定位与导航、车辆队列控制、无线充电、道路智能材料、道路主动安全控制、面向出行即服务的车路信息交互、基于基础设施的智能决策规划等驱动智能公路快速发展的新兴技术研究现状，并基于这8项关键技术的自身发展特点，提出了未来智能公路技术应用和推广的建议措施；分析了车路协同一体化、智能平行系统、人工智能、交通信息安全、自动驾驶等新兴技术将对未来智能公路发展带来的冲击和影响；系统性地预测了智能公路技术的商业化推广路线以及未来智能公路的应用将进一步降低自动驾驶的技术设备成本，为自动驾驶提供了一个更安全、更稳定和高效的交通环境。研究成果将对当前和未来智能公路的技术研发和工程应用具有一定指导意义。
道路工程
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  基于材料非线性的沥青路面结构当量力学分析方法

  王旭东, 周兴业

  中国公路学报. 2019, 32(8): 25-34. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.08.002

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  针对目前沥青路面结构分析中存在的线弹性层状体系假设无法描述材料非线性特性以及结构层模量取值不合理等问题，为了寻找更加符合路面结构非线性服役行为的沥青路面结构分析方法，将材料非线性与层状体系相结合，研究3种典型路面材料模量依赖模型，建立材料模量与结构模量跨越的联系机制，提出了一种基于材料非线性的沥青路面结构分析当量计算方法，并通过足尺环道实测应变结果对方法的可靠性进行了验证。研究结果表明：基于材料非线性的沥青路面结构分析当量计算方法，其计算结果与足尺环道实测结果之间具有良好的相关性，方法可靠、合理，可以作为沥青路面非线性分析的一种计算手段；基于材料非线性原理构建的沥青混合料、半刚性材料和路基土的模量依赖模型，可以用于表征路面结构计算中的材料非线性特性；采用Mises等效应力可作为室内单一应力状态和现场复杂应力状态的联系机制，以协调室内试验模式和现场实际受力状态；当路面结构形式、荷载与环境条件确定时，路面结构的力学响应具有唯一性。所提出的当量计算方法一方面获得了一种确定路面材料回弹模量取值的有效技术途径，另一方面改进了沥青路面结构力学分析的合理性和可靠性，在非线性沥青路面分析理论和计算方法等方面具有一定的学术意义和应用价值。
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  黄土边坡原位直剪与抗滑桩模型试验

  张娟, 李博融, 曹升亮, 李震

  中国公路学报. 2019, 32(8): 35-48. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.08.003

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  为揭示黄土公路高陡边坡的稳定性状，选取黄土塬开挖平台非扰动黄土为试样，制作试样模型进行原位试样直接剪切试验，设计进行不同工况下埋入式与悬臂式抗滑桩模型试验，研究获取公路路堑边坡黄土土样应力-应变关系曲线、土样峰值强度及残余强度参数变化规律，并基于支挡抗滑桩和黄土边坡坡体内受力与变形状态，揭示桩-土相互作用过程与变形机理。试验结果表明：黄土试样在直接剪切时，随着法向应力增大，其应力-应变关系曲线逐渐由软化型向硬化型转变，且曲线逐步升高但未出现交叠；相同的剪切次数下，黄土试样峰值强度和残余强度均随法向应力增大而增大，残余强度较峰值强度有一定衰减，且垂直强度愈大，衰减愈明显；随着水平推力达到极限承载力，埋入式模型抗滑桩桩身土压力分布呈现上大下小的变化趋势，且在滑动面位置上部附近出现桩前最大土压力，桩体发生弹性变形，弯矩值沿桩身分布总体呈"S"形规律；悬臂式桩体不发生刚性转动，桩身土压力总体呈上下小、中间大的分布态势，桩后最大土压力出现在滑动面附近，而桩前最大土压力则随着现场试验中单排模型桩根数增多，自模拟滑动面逐渐过渡到新的剪出滑动面，桩身弯矩呈"D"形分布。
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  季冻区路面混凝土界面区劣化行为及与强度相关性

  郭寅川, 申爱琴, 王胜难, 李鹏, 周胜波

  中国公路学报. 2019, 32(8): 49-57. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.08.004

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  为了揭示季冻区路面混凝土界面区在自然环境与车辆荷载耦合作用下的劣化机理，以及界面区劣化对路面耐久性的影响，通过室内设计普通交通环境和超载条件下的荷载-冻融-干湿循环三场耦合试验模拟路面水泥混凝土实际工作环境，并与普通交通条件下的疲劳荷载单因素试验及荷载-冻融双场耦合试验进行对比，以探求季冻区路面混凝土界面区劣化的主要影响因素；采用扫描电镜观测和X射线能谱分析分别测定在混凝土处于不同耦合作用阶段的界面区细观结构、钙硅比变化；采用静态弯拉强度试验测定三场耦合下各阶段的混凝土力学性能，并采用多元回归分析方法揭示路面混凝土界面区劣化行为与混凝土强度的相关性。结果表明：季冻区路面混凝土运营时，车辆荷载主要引起混凝土界面区沿原生微裂缝的局部损坏；冻融循环伴随干湿交替的环境作用促使裂缝在各方向蔓延形成大片缺陷，且该界面区劣化行为是物理-化学过程。主要表现为，路面混凝土的抗弯拉强度呈下降趋势；界面区大量裂缝交叉贯通，密实度显著降低，氢氧化钙结晶析出；超载情况下，疲劳寿命急剧缩短，且界面区内部微裂纹的宽度显著增大。混凝土疲劳破坏时，界面区临界损伤阈值为：界面区宽度为70 μm；密实度为50.96%~54.25%；微裂缝最大长度在24.48~26.04 μm之间；微裂缝最大宽度在11.73~15.72 μm之间。可利用多元线性回归方程描述混凝土强度与界面区结构缺陷之间的定量关系，各结构参数对强度影响程度从大到小依次为：密实度、裂纹宽度、裂纹长度。
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  基于Martin-Darvidenkov模型的冻结粉质黏土动力特性研究

  牛亚强, 赖远明, 王旭, 杨明明

  中国公路学报. 2019, 32(8): 58-65,78. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.08.005

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  冻土作为一种由固体矿物颗粒、冰晶体、未冻水及气体组成的多相结构体系，其动力学性质相较融土更为复杂。为了研究冻土动力特性的演化规律，探究等效线性黏弹性模型对冻土的适用性，以青藏粉质黏土为对象开展了一系列分级循环加载条件下的低温动三轴试验，深入分析冻土动弹性模量和阻尼比随振次、围压及动应变幅值的变化规律。研究结果表明：冻结粉质黏土骨干曲线的初始斜率随围压的增大而减小，体现了围压的强化作用；分别采用H-D模型和M-D模型对冻土的骨干曲线进行描述，结果显示相比H-D模型，采用M-D模型可以较好地模拟冻结粉质黏土骨干曲线在高动应变幅值下的软化现象；冻结粉质黏土的动弹性模量随动应力幅值的增大非线性减小，且基于M-D模型的动弹性模量预测模型可较好地描述冻结粉质黏土动弹性模量随动应变幅值的非线性变化规律；在每级循环荷载作用下，动弹性模量随振次的增大有小幅波动；滞回曲线面积随动应变幅值的增大呈非线性增大的趋势，阻尼比随动应变幅值的增大呈现出先减小后增大的趋势。此外，在每级动荷载作用下，当加载级数较小时，阻尼比随振次的增大逐渐减小，随着加载级数的增大，阻尼比随振次增大而减小的趋势逐渐减弱；当加载级数较大时，阻尼比随振次的增大呈现出逐渐增大的趋势。
桥梁工程
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  轻型组合桥面弧形缺口应力特征分析及现场试验

  李立峰, 曾研, 裴必达, 王连华

  中国公路学报. 2019, 32(8): 66-78. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.08.006

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  为深入研究钢-UHPC （Ultra-high Performance Concrete）轻型桥面组合体系对弧形缺口的应力改善程度，结合一座大跨自锚式悬索桥，针对正交异性钢桥面板（Orthotropic Steel Deck，OSD）结构铺设UHPC层前、后2种情形，选择3种不同弧形缺口形式，分别建立空间实体有限元分析模型，并采用简化加载、响应面加载2种方式进行分析，由此获得了弧形缺口应力、变形分布规律与车辆轴载位置之间的关系，揭示了弧形缺口出现峰值拉、压应力的原因。以此为基础，采用三轴加载车分别在铺设UHPC层前、后进行现场跑车试验，采集了弧形缺口多个关注点在不同横向加载位置的应力响应曲线，获得了各点的应力极值，并与有限元结果进行了对比分析。研究结果表明：铺设UHPC前、后弧形缺口关注点应力特征随荷载分布规律基本相同，面内应力为主、面外应力较小，拉应力主要由荷载偏载产生、加载区域长，而压应力主要由荷载直接作用于弧形缺口顶部产生，且加载区域短；采用传统简化加载方式难以获得弧形缺口处准确的拉应力峰值，并可能导致应力幅偏小，并由此提出了合理的加载方式；本桥五段线弧形缺口形式受力相对较好；铺设UHPC层能有效减少弧形缺口应力峰值，并在一定程度上缓解疲劳问题，是OSD结构提高疲劳性能的一种有效方案。
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  水平双向地震作用下钢桥墩损伤区域长度研究

  诸葛翰卿, 谢旭, 唐站站

  中国公路学报. 2019, 32(8): 79-91. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.08.007

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  钢板局部失稳是典型的钢桥墩地震破坏形式之一，因此在进行结构地震反应分析时需要考虑钢板局部变形对计算结果的影响。为了研究钢桥墩结构的地震损伤特征并为建立合理的杆系-板壳混合单元模型提供依据，以矩形截面钢桥墩为对象，采用板壳有限元模型和修正双曲面滞回本构模型分析了结构在水平双向反复荷载作用下的破坏过程，讨论了加载路径对桥墩承载力、延性以及极限状态下局部变形特性的影响；通过结构参数分析拟合了钢桥墩地震损伤区域长度预测公式；通过全板壳单元模型和杆系-板壳混合单元模型的桥墩弹塑性地震反应分析结果对比，验证了损伤区域长度预测公式的适用性。结果表明：钢桥墩在单方向上的承载能力和延性特性与荷载作用路径有关，沿正方形加载时结构的延性最小，沿斜方向加载时结构的承载力最小；荷载作用路径对钢桥墩极限状态下的损伤区域长度影响不明显；矩形截面钢桥墩地震损伤区域长度主要与截面宽度及横隔板间距有关，根据这2个参数建立的钢桥墩地震损伤域区域长度预测公式能够正确反映结构在水平双向地震作用下发生局部失稳的范围。该公式可为钢桥墩地震损伤范围预测以及合理混合单元模型的建立提供参考依据，但预测结果偏于保守，精度仍有待于进一步提高。
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  端部激励下斜拉索三维振动统一方程的精细推导

  雷大根, 郑久建, 刘晓丰, 张朋宇, 陈永祁

  中国公路学报. 2019, 32(8): 92-100,113. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.08.008

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  为了研究斜拉索在端部激励下的振动机理，考虑了斜拉索垂度、刚度、非线性、空间三维、端部位移等诸多因素，经过一系列精细推导，利用Galerkin多模态截断方法，建立了单自由度斜拉索三维振动的统一方程，并提出了斜拉索三维振动频率分量由各自方向上的固有频率和端部位移激励扰动项组成。斜拉索在考虑三维端部位移理想激励时，采用4~5阶龙格-库塔法编写了端部位移激励与斜拉索固有频率比值以1：1和2：1进行振动的MATLAB数值求解程序。研究表明：当频率比值以1：1振动时，位移响应规律性的拍频消失，转变为拍频叠合的效果，且其振动幅值在时间域上表现出高低起伏的趋势，其位移响应峰值、谷值均呈现出不断增大趋势。此外，斜拉索在端部很小的位移激励下便可产生较大的振动。当频率比值以2：1振动时，其位移响应表现出与一阶强迫共振同样的拍频特征。参数振动位移响应振幅正负值同样出现了偏差值，此条件下，微小的端部位移也能够激起较大的参数振动响应，因此参数振动同强迫振动一样不容忽视。斜拉索在端部位移作用下不仅有频率比为1：1的共振和2：1的参数共振，还发生了1：2的共振，即斜拉索在端部位移激励下具有3个主共振区，分别在频率比值为0.5，1，2周围，1：2共振产生的振幅明显小于1：1共振和2：1参数共振。
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  跨越V形峡谷桥梁多层介质效应的多点激励破坏模式

  柳国环, 冯啸, 江大来

  中国公路学报. 2019, 32(8): 101-113. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.08.009

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  由于崎岖地形（非平坦地表和非均匀地层）具有复杂的地震动空间变异性，对于该类场地效应的地震特异性所引发的结构差动损害尚无系统性的研究。为了深入研究崎岖地形下地震动空间效应对结构的影响，针对多层非均匀介质V形峡谷这种特殊地形，详细分析了V形场地下地震动频谱特性的影响因素（行波效应、相干效应和局部场地效应等），并模拟了相应的地震动输入；对一横跨V形峡谷的连续钢箱梁桥进行了有限元计算，对比分析了不同地震动输入和不同边界条件下结构模型的地震响应；探究了V形场地超大震作用下的桥梁破坏模式，计算出结构的薄弱部位，并着重对比了V形峡谷场地和平坦场地2种地形下的地震激励对结构破坏模式的影响差异，揭示了V形峡谷场地下的模拟多点地震输入特异性对桥梁的结构响应和破坏模式的特殊影响，发现同水平场地相比该类场地下的地震激励会在桥梁内部引发额外的差动内力，进而使桥梁破坏更早发生并改变了结构的破坏模式。结果表明：①V形峡谷场地极大地改变了地震波场中的散射波组成，且同水平场地地震激励相比，其对结构具有更强的空间差动效应，从而引发更大的差动内力；②与水平场地相比，V形峡谷场地地震动输入下的桥梁破坏发生时间较为提前，且初始破坏点并不相同，从而导致结构的破坏模式改变。
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  桥侧大面积堆土致斜交梁桥倒塌事故分析

  潘晓东, 应添添, 范立盛, 彭卫兵, 张勇

  中国公路学报. 2019, 32(8): 114-124. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.08.010

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  以杭州绕城高速上发生垮塌的斜交桥梁为案例，通过现场调查取证，获取了案例桥施工图纸、地质情况和现场的破坏信息。在此基础上，采用摩尔-库仑模型模拟土体的弹塑性性质，用实体单元来模拟盖梁、承台、桥墩、桩基等桥梁结构，用不同区域的均布荷载来模拟堆载作用，并且设置接触单元来考虑桩-土相互作用，模拟桩-土之间的滑移和分离，建立三维有限元模型。同时研究了土体的物理参数（淤泥层和亚黏土层弹性模量）、堆载高度和斜交角对桥梁结构的影响。研究结果表明：大面积堆土导致近堆土侧桥墩、桩基发生比远堆土侧更大的位移，对于斜交桥，该位移方向与两侧桥墩连线即盖梁的方向成一定角度，从而导致近侧桥墩、桩基在轴力、弯矩和剪力外，需要承受较大的扭矩；随着斜交角从0°增加到40°，近侧桥墩、桩基承受的扭矩持续增大，扭矩逐步成为控制桩基破坏的主要因素；堆载引起淤泥层的沉降会导致该部分土层产生较大的负摩阻力，进一步改变了桩身轴力的分布；土体的弹性模量、堆土高度对桥梁在堆载作用下的横向位移和内力有很大影响；杭州绕城高速垮塌的主要原因是在软弱层上堆土导致桩基发生压、弯、剪、扭破坏。
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  铝合金/GFRP筋近表面嵌入式增强钢筋混凝土梁抗弯性能试验

  苟海刚, 邢国华, 武名阳, 张蓬瑶, 常召群, 于晓光

  中国公路学报. 2019, 32(8): 125-133,164. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.08.011

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  为研究铝合金/玻璃纤维增强复合材料（GFRP）筋近表面嵌入式加固混凝土梁的抗弯性能，以加固方式、加固筋类型和加固量为变量，设计了5根钢筋混凝土梁试件进行单调静载试验，重点分析了混凝土加固梁的破坏模式和破坏特征。研究结果表明：采用铝合金筋或GFRP筋嵌入式加固后混凝土梁的受弯承载力均显著提高；加固量相同时，GFRP筋加固梁、铝合金/GFRP筋混合加固梁和铝合金筋加固梁的极限荷载比未加固梁分别提高了105.8%、45.7%和17.5%，但混凝土梁采用GFRP筋加固后延性降低、脆性突出，而采用铝合金/GFRP筋混合加固或铝合金加固后混凝土梁的延性则与对比梁相当；GFRP筋嵌入式加固梁和铝合金筋嵌入式加固梁分别发生了混凝土保护层剥落破坏和加固筋屈服后混凝土压溃破坏，而铝合金/GFRP筋混合加固梁则先是GFRP筋与混凝土保护层发生剥离，之后随着作用跨中位移的持续增大，受压区混凝土发生压溃，破坏过程有两重防线。在试验研究基础上，采用截面分析法给出了嵌入式加固梁抗弯强度的理论计算模型与工程实用模型，计算结果表明：加固梁极限弯矩的试验值与理论预测值之比及与实用模型计算值之比的平均值分别为1.081和1.063，方差分别为0.003和0.005，吻合较好。
隧道工程
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  富水大断面公路隧道水压模型试验及衬砌结构力学行为研究

  王志杰, 雷飞亚, 侯伟名, 王李, 周平, 蒋新政

  中国公路学报. 2019, 32(8): 134-144. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.08.012

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  为研究隧道衬砌在围岩压力及外水压力综合作用下的受力特征、结构安全性及破坏过程，采用自制的均匀水压模拟加载装置及隧道地层复合试验台架，实现对围岩压力及外水压力的分别控制加载，完成在深埋条件下不同外水压力作用下衬砌结构受力模型试验。运用ANSYS有限元软件分阶段计算衬砌在水土压力作用下的受力特征，计算各部分安全系数，并与试验结果对比分析。研究表明：采用抽真空的方法模拟外水压力时，外水压力值越大，试验结果越接近真实情况，当外水压力达到150 kPa时，其差值可控制在5%以内；在外水压力及围岩压力的作用下，墙脚及拱底分别受最大正弯矩及最大负弯矩作用，且安全系数较其他位置小；随着外水压力的增大，衬砌所受的轴力及弯矩持续增大，且增大速率基本呈线性，其中墙脚位置增长速率最快；随着荷载的增大衬砌结构墙脚最先发生破坏，墙脚裂缝发展导致衬砌结构应力重分布，最终引起拱底开裂；墙脚的裂缝导致墙脚处承受的正弯矩不断减小，拱底承受的负弯矩不断增大，安全系数不断减小；当墙脚的裂缝宽度发展至1.5~2.0 mm时，试验数据及数值模拟结果计算所得拱底安全系数降低至1.5左右，拱底不再满足承载要求，与试验中衬砌的开裂行为相吻合。所提出的模型试验方案可为类似模型试验提供参考，研究成果可为富水大断面公路隧道的设计及安全评估提供依据。
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  富硫化氢隧道注碱固硫机理与数值模拟（双语出版）

  范凯祥, 申玉生, 高波, 周鹏发, 郑清, 王帅帅

  中国公路学报. 2019, 32(8): 145-155. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.08.013

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  隧道工程穿越区域性含油气地层或煤系地层经常会遇到硫化氢和瓦斯等有毒有害气体。在隧道掌子面前方围岩体内部预注碱液是从根本上去除硫化氢的方法，利用碱液与硫化氢在围岩内部发生化学反应，从而达到固硫的目的。通过分析隧道围岩气-液两相流渗流机理和渗流场-化学场耦合机理，基于Van-Genuchten模型建立考虑硫沉积条件下的围岩气-液两相流渗流场-化学场耦合运移方程，给出解耦方法和计算流程，引入碱液有效饱和度的定义并推导有效饱和度方程。通过对比分析考虑耦合与不考虑耦合条件下、不同注碱压力条件下和不同钻孔布置条件下碱液饱和度、压力和流速分布，研究了围岩注碱固硫和瓦斯抽采的运移规律。研究结果表明，在围岩渗透率较低，硫化氢浓度较高的条件下，隧道掌子面内碱液饱和度在考虑耦合作用时明显低于不考虑耦合作用，应考虑硫沉积堵塞围岩孔隙而造成孔渗结构损伤的影响。注碱压力较小时，碱液饱和度分布局限于隧道掌子面范围内，随着注碱压力的增加，碱液饱和度向隧道围岩深部扩散，碱液压力在5~10 MPa时，碱液均匀向围岩四周扩散，有利于吸收硫化氢和驱替瓦斯，应根据围岩物理力学特性，采用中、低压注入碱液，提高固硫效率。加密钻孔间距可显著提高隧道掌子面内碱液压力和流速分布，验证了同等条件下，小间距钻孔布置具有较高的渗流能力和瓦斯驱替能力，实际工程中应根据围岩地质条件，通过数值模拟和现场试验，综合对比钻孔布置的经济性与注碱固硫的效率来确定钻孔间距和数量。研究成果可为富硫化氢和瓦斯隧道的灾害治理提供参考。
交通工程
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  基于GIS分析的深圳市道路交通事故空间分布特征研究

  陆化普, 罗圣西, 李瑞敏

  中国公路学报. 2019, 32(8): 156-164. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.08.014

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  掌握城市道路交通事故空间分布特征是城市道路交通安全管理的重要基础。基于深圳市2014~2016年的道路交通事故数据，首先应用地理编码方法对原始事故记录进行空间定位，形成事故的空间分布。其次针对考虑/不考虑路网密度的2种情况，应用密度分析方法对道路交通事故多发的区域和事故严重程度较高的区域进行鉴别，比较2种情况下区域分布的差异并分析造成这种差异的可能原因。最后利用异常点分析和热点分析2种空间聚类分析模型对事故严重程度较高的区域进行进一步鉴别，并对密度分析和聚类分析2种方法得到的结果进行了比较。密度分析结果表明：就事故频度而言，深圳市中心城区单位面积上的交通事故频度较高，而郊区单位长度道路上的交通事故分布更为密集；就事故严重程度而言，郊区的交通事故平均严重程度高于市中心区域。造成上述差异的原因可能与郊区道路限速较高等因素有关。聚类分析结果与密度分析结果相近，在郊区形成了高严重程度的事故聚类，而在中心城区形成了低严重程度的事故聚类，说明郊区的交通事故严重程度总体高于市中心区域。从2种方法的比较来看，密度分析简单易行，有助于交通管理部门对城市交通事故空间分布特征直观快速的了解；聚类分析可精确到事故点，为精细化的交通安全管理工作提供支撑。研究结果表明基于密度分析和聚类分析的研究方法对于确定道路交通事故空间分布特征有良好的作用。
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  基于RFID电子车牌数据的公交行程时间预测方法

  李华民, 吴俊美, 孙棣华, 陈栋, 赵敏

  中国公路学报. 2019, 32(8): 165-173,182. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.08.015

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  为了给公交优先信号配时系统提供足够的"思考"时间和准确的控制依据，基于重庆市RFID电子车牌数据提出了一种采用自适应渐消卡尔曼滤波和小波神经网络组合模型动态预测公交行程时间的方法。综合分析公交行程时间的动态和静态影响因素，选取的模型输入参量为标准车流量、路段车辆平均行程时间、平均车速离散性和前班次公交行程时间。利用RFID电子车牌系统采集重庆市鹅公岩大桥路段车辆行驶数据，选取3 000组实际运行数据完成公交行程时间预测模型的训练，另筛选50组数据验证模型的有效性和准确性。研究结果表明：组合模型可动态自适应预测公交行程时间，预测值平均相对误差为3.23%，绝对误差集中在8 s左右，明显优于2种单一模型和基于传统GPS数据的公交行程时间预测模型，可认为选择RFID电子车牌数据作为组合模型的输入，能够明显改善模型预测精度；组合模型预测值的残差分布更为集中、鲁棒性较好，泛化能力强。选择平均绝对误差值、均方根误差值和平均绝对百分比误差作为模型评价指标，结果进一步表明，组合模型的综合预测效果明显优于单一的自适应渐消卡尔曼滤波和小波神经网络。研究方案可为先进公交信息化系统提供良好的技术支撑。
汽车工程
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  同步器摩擦传动机理建模与材料参数影响研究

  张志刚, 余晓霞, 侯亚斌, 欧欣

  中国公路学报. 2019, 32(8): 174-182. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.08.016

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  为探明摩擦副材料参数对同步器同步过程的影响，建立了油膜压力、微凸体压力、同步环轴向力和同步转矩4个模型。利用4阶Runge-Kutta法对油膜厚度和转速差进行耦合求解，求得同步过程中油膜厚度、转速差、黏性转矩、粗糙接触转矩以及总转矩变化曲线。对所建模型进行试验验证后，利用所建模型研究了摩擦材料渗透性、摩擦副表面联合粗糙度、摩擦副当量弹性模量、摩擦因数变化规律对同步过程的影响。结果表明：摩擦材料渗透性减小导致油膜厚度变化速率下降，黏性转矩和粗糙接触响应延迟，同步时间延长；摩擦副表面联合粗糙度增大致使最小油膜厚度增大，黏性转矩峰值减小，粗糙接触转矩响应加快，同步时间缩短；摩擦副当量弹性模量增大导致最小油膜厚度增大，粗糙接触转矩增大，同步时间缩短；正斜率摩擦因数下粗糙接触转矩大于负斜率摩擦因数下粗糙接触转矩，同步时间相对较短。
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  驾驶舱眩光仿真分析与实车评价

  贺岩松, 陈奎, 潘罗, 刘冲

  中国公路学报. 2019, 32(8): 183-190. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.08.017

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  良好的汽车驾驶舱视觉舒适性能够保障驾乘人员的行车安全，提高道路交通的稳定性，因此汽车驾驶舱的人机工程布置和内饰设计需要考虑减少驾驶舱眩光的产生。针对该问题，提出了一种基于CATIA/SPEOS的汽车驾驶室眩光评估方法。利用光线追踪法分析产生光反射部件之间的几何位置关系，在考虑材质属性、外界环境、真实光学效果和阳光照射方向的前提下，利用视觉仿真精确映射汽车驾驶舱的眩光位置。以某型SUV驾驶舱为例，通过光线跟踪分析发现，组合仪表不会有光线的直接照射产生眩光，中控大屏幕会有通过天窗和右边侧窗玻璃的光线直接照射产生眩光；通过视觉仿真分析发现，组合仪表由于光线折反射导致轻微眩光，中控大屏幕眩光面积较大；前挡风玻璃区域在中午和下午眩光较为严重，左边外后视镜区域在下午有空调镀铬装饰和风口造型的成像；中控大屏幕贴合AR防眩光膜优化后，分析结果表明，整块屏幕视觉效果趋于一致，视觉功效有显著提高。通过制定驾驶舱炫目主观评价流程并进行主观评价分析，得出驾驶舱眩光主观评价分析结果与仿真方法评估结果一致，表明该评估方法在新车研发和车型改款试制前期对驾驶室眩光分析和优化具有可行性。