2020年, 第33卷, 第2期　刊出日期：2020-02-20

  

• 全选
  |

目录
• Select
  目录

  中国公路学报. 2020, 33(2): 0-0.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
• Select
  封一/四

  中国公路学报. 2020, 33(2): 0-0.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
综述
• Select
  基于全寿命周期抗震性能的桥梁结构维修决策方法研究进展

  李宏男, 董皓璐, 李超

  中国公路学报. 2020, 33(2): 1-14. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.02.001

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了给桥梁维修管理工作提供参考并探索该领域未来的发展方向，综述了目前国内外基于全寿命周期抗震性能的桥梁结构维修决策方法的研究进展。首先，总结了基于地震危险性、地震易损性、结构失效后果的桥梁全寿命周期地震风险评估方法并单独介绍地震危险性与地震易损性分析方法。其次，介绍了常见的桥梁全寿命周期耐久性维护与抗震维修加固方法。随后，讨论了地震引起的桥梁破坏所导致的经济与人员伤亡损失的计算方法、采取特定维修措施的情况下产生的直接与间接维修成本计算方法；并进行了相应的成本效益分析。最后，从风险的角度讨论了桥梁全寿命周期抗震维修决策的相关要点：介绍了桥梁全寿命周期内的基本维修策略，包括根据维修时刻桥梁性能是否达到阈值划分的预防性维修与必要性维修，以及根据维修程度划分的完美维修、非完美维修、最小限度维修；同时也论述了引入多目标优化技术的桥梁全寿命维修决策方法的研究进展。综合分析结果表明：全寿命周期抗震性能指标变化趋势对维修决策的制定具有指导作用，从全寿命周期角度的考量能有效提高项目的成本效益，使得维修决策更为经济合理。引入预防性维修的维修策略能够有效节约维修成本，同时使桥梁全寿命周期风险维持于较低水平。
• Select
  机动车交通冲突技术研究综述

  朱顺应, 蒋若曦, 王红, 邹禾, 汪攀, 丘积

  中国公路学报. 2020, 33(2): 15-33. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.02.002

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  对机动车-机动车交通冲突定义、交通冲突度量指标、冲突严重性判定以及交通冲突评价与预测等的国内外研究进展做了归纳和综述。分析表明，目前交通冲突研究存在以下主要问题：传统的冲突度量指标存在各自的局限性和不一致性，冲突潜在碰撞的后果严重性研究处于初始阶段，交通事件分级模型和相关性需要进一步研究和确认，冲突严重性判定存在一致性问题，交通冲突产生和发展的微观机理研究不足，缺乏真实环境下整个区域相互作用车辆精确连续轨迹追踪的数据获取手段。建议未来从以下方向进行优化：复合的改进度量指标比单一指标更为科学合理，并要考虑冲突潜在碰撞的后果严重性；统一和规范交通冲突度量指标的使用也有一定意义；需要针对多个参与者的"区域连锁冲突"进行更深入的研究；可通过采集区域多车辆连续时空轨迹大数据，得到区域多车辆冲突时空演变模型，并进行交通冲突实时预警和干预研究；另外可通过大量精确数据量化和统一区分各级交通冲突的阈值，并验证交通冲突技术的有效性；在不同设施对象及冲突的空间特征等方面的探索等也会丰富交通冲突研究体系；最后，以上所有的改进方向离不开高精度大范围的采集方法和高效精确的处理手段，故急需真实环境下、长时间的整个区域相互作用车辆精确连续轨迹追踪的大数据获取手段。
道路工程
• Select
  沥青混合料动态黏弹性的分数阶微分本构模型

  罗文波, 梁晟, 张永军

  中国公路学报. 2020, 33(2): 34-43. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.02.003

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为准确描述沥青混合料的动态黏弹性力学行为，在分数阶微分Zener模型（FDZ模型）的基础上，提出了一种改进的分数阶微分Zener模型（mFDZ模型），给出了频域内动态模量、存储模量、损耗模量和损耗正切等动态黏弹性能表达式，它们满足Kronig-kramers关系。mFDZ模型参数通过两步确定，一是结合不同温度和加载频率下沥青混合料的复模量试验结果，通过Wicket图给出了mFDZ模型中与温度无关的模型参数，二是利用时间-温度等效原理与WLF方程确定了与温度相关的模型参数，同时得到了沥青混合料动态黏弹性能主曲线。将mFDZ模型与FDZ模型和Sigmoid函数经验模型进行比较，结果表明：传统Sigmoid函数经验模型和FDZ模型只能描述具有对称性的动态黏弹特性，而mFDZ模型能够准确描述沥青混合料的动态黏弹性能的非对称特性，且模型与试验结果吻合良好，克服了传统Sigmoid函数经验模型和FDZ模型的不足，为沥青混合料动态黏弹性力学行为的本构描述提供了新的思路与参考。
• Select
  DBDPE-Sb₂O₃协同阻燃沥青的性能与机理

  付其林, 魏建国, 彭文举, 金雷

  中国公路学报. 2020, 33(2): 44-55. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.02.004

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为分析DBDPE-Sb₂O₃协同阻燃沥青的性能及其阻燃机理，采用动态剪切流变仪试验、弯曲梁流变试验、限氧指数试验、锥型量热仪试验和热重-热差试验的方法，研究了DBDPE-Sb₂O₃阻燃剂对SBS改性沥青路用性能、阻燃性能与热稳定性的影响。结果表明：DBDPE-Sb₂O₃阻燃剂提高了SBS改性沥青的稠度和高温抗变形能力，降低了SBS改性沥青的塑性和低温抗开裂性能；DBDPE或Sb₂O₃单独使用对SBS改性沥青极限氧指数和最大烟密度延缓时间提高的不明显，但DBDPE-Sb₂O₃复配使用显著提高了SBS改性沥青的极限氧指数和最大烟密度延缓时间，显著降低了SBS改性沥青路面的热释放速率、总释放热量和总烟产量；沥青分解全过程，DBDPE与Sb₂O₃反应生成的高密度气态SbBr₃隔离了燃烧区氧气，有效抑制了SBS改性沥青的热解与氧化；DBDPE-Sb₂O₃阻燃剂提高了SBS改性沥青的高温性能和阻燃抑烟性能，降低了SBS改性沥青的低温性能，其掺量为4%~8%时，可使SBS改性沥青具有较好的路用性能和阻燃抑烟性能；DBDPE与Sb₂O₃协同对SBS改性沥青起气相阻燃作用，复配使用显著提高了SBS改性沥青的阻燃性能，且对SBS改性沥青路面起到了良好的阻燃效果。
• Select
  絮凝剂对电渗处理河道疏浚淤泥的影响

  刘飞禹, 吴文清, 海钧, 王军, 蔡袁强

  中国公路学报. 2020, 33(2): 56-63,72. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.02.005

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  河道疏浚淤泥含水量高，流动性大，运输和处置较难，且易对环境造成二次污染，需要对其进行脱水处理，而且脱水后的疏浚淤泥可以作为道路路基的主要填充材料，提高资源利用率。因此为了更好地提高疏浚淤泥的脱水效果，利用自制的电渗试验装置，对疏浚淤泥进行了无机絮凝剂电渗排水试验。先将疏浚淤泥进行初步脱水，使其含水量保持在75%左右，作为待用土样；再根据无机絮凝剂FeCl₃和Al₂（SO₄）₃的不同掺入比配制溶液，与待用土样充分混合，静置24 h后装填土样启动电渗试验。电渗过程中监测排水量和电流强度，试验后测量土体的含水量和pH。试验结果表明：絮凝剂对疏浚淤泥电渗排水效果有着明显的影响，并存在最佳掺入比使得排水效果最好，其中FeCl₃与Al₂（SO₄）₃的最佳掺入比均为0.1%；当掺入比高于最佳值时，将会降低电渗排水效果；与纯电渗试验相比，随着絮凝剂掺入比的增大，电流会增大，电渗能耗也随之增大；试验后，土体的含水量有明显降低但分布不均，主要表现在FeCl₃作用时阳极区域高于阴极区域，而对照组和Al₂（SO₄）₃作用时阴极区域优于阳极区域；由于试验过程中絮凝剂的水解以及电化学反应，在试验前后土体均保持酸性，且随着絮凝剂掺入比的增加，土体pH会随之降低，电导率会随之增加。
• Select
  高炉渣改良填料大型直剪试验分析

  黄大维, 徐长节, 刘香, 许有俊, 罗文俊

  中国公路学报. 2020, 33(2): 64-72. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.02.006

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  将原状高炉渣掺拌粉煤灰分层碾压并重锤夯实作为换填地基的填料，进行分层取样后，以处于干、湿状态下各层土样的混和土作为试样开展大型直剪试验。为了探究高炉渣改良填料的直剪力学特性，以及现有大型直剪仪的不足，对不同法向应力作用下试样的抗剪强度、法向加载板的竖向位移进行了量测，并对试验过程中剪力与剪切位移曲线特性、剪切盒张开状态、完成直剪试验后试样的破碎状态进行了分析。结果表明：因细颗粒不足以填充粗颗粒之间的孔隙，含水量对改良填料力学指标影响很小，改良填料表现为良好的水稳定性；高炉渣改良填料在法向应力小于150 kPa时几乎没有黏聚力，而在法向应力大于150 kPa时表现出咬合黏聚力；高炉渣混合料直剪试验过程中法向应力越大，初期剪缩量越大，后期剪胀量越小，发生剪胀时对应的剪切位移也越大；在法向应力大于150 kPa后，直剪试验的剪胀量有了较大程度的减小，此时剪切面的形成主要以剪切区粗颗粒的剪碎与断裂为主。最后，考虑到现有大型直剪仪随着剪切位移的增加，理论剪切面上的剪切应力与法向应力分布越来越不均匀，且有效剪切面积逐渐减小，为此对大型直剪仪提出了改进建议，使有效剪切面面积保持恒定不变，测试结果与实际情况更加接近，可提高粗颗粒土剪切强度的测试精度。
桥梁工程
• Select
  800 m级钢-UHPC组合桁式拱桥概念设计与可行性研究

  邵旭东, 何广

  中国公路学报. 2020, 33(2): 73-82. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.02.007

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  提出了一种特大跨径钢-UHPC组合桁式拱桥新体系。新体系拱桥用UHPC箱型拱肋承受巨大的轴力，采用钢腹杆钢横联规避开裂的风险；相比传统混凝土拱桥，新体系拱桥自重大幅度降低；相比钢拱桥，其不存在厚板焊接困难的问题；采用斜拉扣挂分多次悬臂合龙施工法，扣索只需承受单次合龙的主拱自重并多次循环利用，施工临时措施费用大大降低，因而具有良好的经济性。通过对跨径800 m的钢-UHPC组合桁式拱桥的试设计，结果表明：主拱分3次合龙时，斜拉扣挂只需承担36%的主拱自重，拱肋最大压应力为64.9 MPa，无拉应力，各施工阶段的稳定性、应力、刚度等均满足要求。平均每平米桥面主拱圈材料用量指标为：钢材380 kg，UHPC 0.61 m³，自重2.03 t。对比研究表明新型钢-UHPC组合桁式拱桥具有显著的技术经济优势，可适用于500~1 000 m级跨径的拱桥。
• Select
  考虑摩擦滑移的普通板式橡胶支座剪切性能研究

  董振华, 贺存哲, 程寿山, 李鹏飞

  中国公路学报. 2020, 33(2): 83-93. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.02.008

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  普通板式橡胶支座作为中国量大面广的公路钢筋混凝土梁桥结构体系中的重要支承构件，其力学性能对局部和整体结构的刚度分布和受力变形特点具有一定的影响，甚至影响服役公路桥梁结构的安全性和适应性。因此，针对桥梁服役过程中该类支座普遍存在的滑移、脱空等典型病害特征，研究其不同受力状态下的剪切性能。考虑支座界面接触方式、几何尺寸等参数，设计并进行了6个普通板式橡胶支座的剪切性能试验。对不同参数影响下支座的损伤破坏模式、剪应变-剪应力曲线、支座有效剪切应变及抗剪刚度等参数进行对比分析。进一步应用有限元数值模拟方法，对摩擦滑移下的支座剪切性能进行参数分析，并将其有限元分析结果与普通板式橡胶支座的剪切性能试验结果进行对比。研究结果表明，支座上、下表面的接触摩擦条件可明显影响支座的水平侧移和抗侧力。对于界面摩擦因数较小的情况，卸载后支座摩擦滑动位移不能完全恢复，随着循环加载次数的增加，摩擦滑动位移增幅增大，且支座界面摩擦滑移可降低支座有效剪切变形和抗剪刚度的发挥。0.5，0.7，1.0等效剪切变形下支座的抗剪刚度试验结果、模拟结果与理论计算结果对比表明，试验结果与模拟结果吻合较好，而既有抗剪刚度理论计算结果偏大，且未考虑支座界面摩擦滑移、脱空的影响。因此，在进行实际桥梁结构的力学性能计算时，应考虑不同受力阶段支座力学性能指标的取值。
隧道工程
• Select
  盾构泡沫改良砂性渣土渗透性及其受流塑性和水压力影响特征研究

  王树英, 胡钦鑫, 王海波, 黄硕, 叶飞, 刘朋飞

  中国公路学报. 2020, 33(2): 94-102. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.02.009

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了保证富水砂性地层土压平衡盾构安全掘进，渣土不仅需有良好的流塑性，还需具备较强抗渗性以避免喷涌发生。结合坍落度试验和渗流试验，研究泡沫改良砂性渣土渗流特征及其受流塑性和水压力的影响规律。根据渣土流塑性、析水或析泡沫状态，将改良渣土分为欠改良、流塑性合适、流动性合适但析水、流动性过大（可能析泡沫）和流动性过大且析水等5种状态。通过长时间渗流试验表明，泡沫改良渣土一般经历初始渗流稳定期、快速发展期和缓慢发展期等3个时期。泡沫注入比增大会使渣土抗渗性增强，含水率适当增大也会增强抗渗性，但含水率过大反而会减弱抗渗性。欠改良的渣土初期渗透系数均大于工程要求值10^-5 m·s^-1，且没有初始渗流稳定期；流塑性合适和流动性过大（可能析泡沫）的渣土初期渗透系数小于10^-5 m·s^-1，且初始渗流稳定期长；渣土析水量较小（包括流动性合适但析水和部分流动性过大且析水）的渣土渗流特征与流塑性合适的渣土类似，但析水量较大的渣土初期渗透系数均大于工程要求值且无渗流稳定期。最后，通过变化渣土渗流试验水压力发现，随着水压力增大，渣土改良后初期渗透系数降低和渗流稳定期缩短，改良参数的合适范围随着水压力的增大而缩小；当水压力大于一定值后，泡沫改良砂性渣土渗透性不能满足工程要求。
• Select
  深埋排水调蓄盾构隧道管片1:1力学试验系统的研发与应用

  刘威, 王祺, 庄欠伟, 张子新, 黄昕, 顾贇

  中国公路学报. 2020, 33(2): 103-113,157. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.02.010

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  建设深埋排水调蓄隧道是缓解城市内涝问题的最有效方法之一。深埋排水调蓄隧道管片由于其直径大、外部水土荷载大、受内水压等特点，在工程实际应用前须对其受力变形特征进行研究。提出了一种1：1平躺式原型盾构管片力学加载方法，并建立了一套管片模型试验数据采集系统。基于该试验系统，以上海苏州河段深埋排水调蓄水隧道为例，通过单环整环试验研究了埋深增加、蓄水和排水状态下管片结构内力和变形的变化规律，建立了接头抗弯刚度与偏心距之间的关系。试验结果表明：空管状态竖向收敛和水平收敛值分别为18，20 mm，满管状态竖向和水平收敛值分别为78，80 mm，蓄水对管片受力变形较埋深增加影响更为明显；卸载后管片变形无法恢复到初始状态，管片整体呈现非完全弹性的特点；接头抗弯刚度受管片内力影响较大并呈现空间变异性，空管状态接头抗弯刚度约为满管接头抗弯刚度的3~6倍；抗弯刚度与偏心距近似呈反比例函数关系，正负弯矩条件下均可以划分为3个阶段。
• Select
  沉管结构预制阶段裂缝控制参数影响分析

  姜伟, 袁勇

  中国公路学报. 2020, 33(2): 114-124. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.02.011

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  混凝土沉管隧道在越江和跨海工程中得到了较广的应用，预制方法从传统的干坞法预制发展为工厂法预制。沉管隧道的混凝土管节在工厂化预制阶段容易因温度梯度、收缩以及约束等原因出现危害性裂缝，影响沉管结构的正常使用和长期耐久性。采用数值仿真和试验研究相结合的方法，基于水化度方法建立了混凝土材料模型，综合考虑混凝土温度变形、自收缩和徐变等时变体积变形以及热-力学边界条件；针对沉管工厂化预制的各个阶段，对配合比、入模温度、养护环境温度、模板、拆模时间、养护时间以及保温养护措施等参数进行了对比分析；在温度场和应力场计算结果基础上，以开裂风险指数为主要判断依据，得到了沉管在预制过程中裂缝控制的关键影响因素。研究结果表明：工厂化预制沉管隧道混凝土管节的入模温度和养护温度是沉管结构预制各阶段的关键裂缝控制影响因素，两者之间的关系对沉管结构的裂缝控制有直接影响，入模温度较高时，可以通过提高养护温度来保证沉管开裂风险指数大于1.4。在冬季时，养护温度的提高使沉管有较好的保温效果，进而降低内外温差和开裂风险；但在夏季还需注意控制其内部最高温度。最后开展足尺节段温控试验，提出入模温度和养护温度的控制措施，并通过温度监测得到较高环境温度下的温度控制指标，以指导工厂化混凝土沉管预制阶段裂缝控制。
• Select
  公路隧道软弱破碎围岩高强钢筋格栅拱架支护性能研究

  杨旸, 谭忠盛, 薛君, 李松涛

  中国公路学报. 2020, 33(2): 125-134. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.02.012

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  软弱破碎地层围岩稳定性差，与支护间接触压力大，支护结构应力状态复杂，因此支护结构的支护性能是满足隧道施工及运营期安全与稳定的重要保障。高强钢筋格栅拱架是以高强钢筋为主材的一种格栅拱架形式，具有支护强度高，与混凝土黏结性好，重量轻等诸多优点，但其在公路隧道软弱破碎围岩中的支护性能仍有待考量。为此，结合圆管弹性应变理论推导出的支护刚度计算公式，对不同拱架结构进行等截面换算，得出高强钢筋格栅拱架和型钢拱架的支护特征曲线；采用有限元数值计算方法将钢拱架与混凝土分部建模，进一步分析2种支护拱架的力学特性和变形特征；最后在现场开展对比试验，通过监测沉降收敛位移、围岩压力、拱架应力，分析施工中高强钢筋格栅拱架的支护性能。理论验算和数值分析结果表明，高强钢筋格栅拱架与I20b型钢拱架的极限承载力基本相同，但高强钢筋格栅拱架支护刚度相较I20b型钢拱架弱，I20b型钢拱架对变形控制能力更强；现场对比试验结果显示，2种支护拱架产生的收敛变形相差不多，且围岩接触压力分布规律基本相同，高强钢筋格栅相较I20b型钢拱架的承载应力更高，但远小于材料本身屈服强度；此外，现场施工表明采用高强钢筋格栅拱架能有效提升人工支护作业效率，对于特长公路隧道快速施工具有更好的应用价值。综合分析，高强钢筋格栅拱架在软弱破碎地层能够提供与I20b型钢拱架相近的支护抗力，适用作特长公路隧道软弱破碎围岩的初期支护拱架结构。
交通工程
• Select
  二级公路交通流特征对事故严重程度的影响

  戢晓峰, 吴亚欣, 袁华智, 杨文臣, 胡澄宇, 陆欢

  中国公路学报. 2020, 33(2): 135-145. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.02.013

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为有效管控二级公路的交通安全，定量刻画二级公路事故严重程度与交通流特征之间的关系，以元（谋）-双（柏）公路为研究对象，基于长期监测的交通事故数据及交通流数据，利用结构方程中的测量模型实现事故严重程度的量化计算，并运用Spearman分析法、决策树算法及随机森林模型选取影响事故严重程度的关键交通流参数，进一步采用多变量多项式比率法建立关键交通流参数与事故严重程度之间的关系方程，获取二级公路交通流特征对事故严重程度的影响关系。研究结果表明：①相比于事故率、受伤人数、死亡人数等指标，事故规模更能准确且全面地表征事故严重程度；②大车（指大客车、中型货车、大型货车、特大型货车、拖挂货车、集装箱车）平均日交通量、轻型车（指拖拉机、摩托车）平均日交通量、v/c、车速变异系数是影响二级公路事故严重程度的4个关键交通流参数；③各交通流参数之间存在相互作用关系，且不同参数对事故规模的影响程度不同；④当大车平均日交通量、轻型车平均日交通量、v/c、车速变异系数分别取200~340 veh·d^-1，200~380 veh·d^-1，0~0.1及0.7~0.77，0~0.15及0.6~1时，二级公路的事故规模较小；当大车平均日交通量、轻型车平均日交通量、v/c、车速变异系数分别取0~200 veh·d^-1，0~190 veh·d^-1，0.32~0.63，0.16~0.2及0.4~0.6时，二级公路事故规模较大。
• Select
  基于大货车GPS数据的轨迹相似性度量有效性研究

  李颖, 赵莉, 赵祥模, 陈珂

  中国公路学报. 2020, 33(2): 146-157. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.02.014

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目前，中国货车上全球定位系统（GPS）的强制安装，使得利用包含时间、空间和速度等信息的货车轨迹数据来研究货车运行模式成为可能。基于距离的轨迹相似性度量算法，采用全国道路货运车辆公共监管与服务平台获取的货车GPS轨迹数据，对比分析其在货车轨迹模式识别中的应用。选用文献中最常用的4种基于距离的轨迹相似性度量算法，分别为离散弗雷歇距离（DFD）、动态时间规整（DTW）、最长公共序列（LCS）和实序列编辑距离（EDR）。试验结果表明：当使用二维地理空间轨迹数据（即经度和纬度）时，4种基于距离的轨迹相似性度量算法都能很好地对相似轨迹进行分类（正确率均高于85%），这与现有文献的结论一致。虽然一般认为二维轨迹相似性算法可以直接应用到多维轨迹数据，但是解决具体问题时可能出现的误差以及各种轨迹相似性算法的适用性仍然不确定。目前几乎没有文献对三维及其以上的多维轨迹数据进行实例分析研究，因而，通过相同路线上的三维GPS货车轨迹数据（包括经度，纬度和速度）对4种基于距离的轨迹相似性度量算法进行验证。将第3维速度加入到二维空间轨迹上后发现LCS算法对基于地理空间轨迹的速度模式分类效果优于其他3种基于距离的轨迹相似性度量算法。这说明运用LCS轨迹相似性度量算法来识别基于三维GPS轨迹的货车运行模式是可行的，LCS算法在货车运营管理等方面将有很大的应用潜力。
• Select
  共享停车泊位的分配-定价-收益分配机制

  王鹏飞, 关宏志, 刘鹏, 赵鹏飞, 韩艳, 岳昊

  中国公路学报. 2020, 33(2): 158-169,180. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.02.015

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为科学管理共享停车资源，构建一种共享停车泊位的分配-定价-收益分配机制。首先，以存在多个地块的区域为对象，根据出行者对不同地块及停车时间模式的选择偏好构建停车许可证的最优分配-定价模型，其中，最优分配模型为组合拍卖竞胜标确定问题（NP困难问题）。其次，利用Benders分解原理、对偶理论及新型升价拍卖代理系统构建调优法对停车许可证进行拍卖。最后，为调动共享泊位提供者的积极性，利用沙普利值法构建基于对社会福利贡献程度的停车收益分配模型。由理论分析及数值试验可知，运用上述机制可精确实现社会福利最优状态，最小竞争均衡价格与公平的收益分配。结果表明：①相较VCG机制与Leonard机制，调优法不仅可精确求解停车许可证的最优分配-定价，而且在算法最坏时间复杂度方面拥有更高效率；②在调优法的每个步骤中，即使停车许可证的分配并非最优，通过机制所实现的收费定价依然具有防止策略性操作的重要性质；③调优法可在较少的步骤之内实现较高的社会福利；④新型升价拍卖代理系统拥有多项式型的最坏时间复杂度；⑤通过最优分配-定价机制可获得每位出行者的选择偏好，进而可计算不同泊位提供者组合条件下的社会福利，实现沙普利值法在现实应用中的可计算性。
汽车工程
• Select
  考虑驾驶人风格的跟车预警规则研究

  刘通, 付锐, 马勇, 刘卓凡, 程文冬

  中国公路学报. 2020, 33(2): 170-180. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.02.016

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究驾驶人的跟车特性及探究可适用于不同风格驾驶人的跟车预警规则，为自动驾驶车辆开发可满足不同用户驾驶需求和驾乘体验的主动安全预警系统，选取50名被试驾驶人开展实车试验，采集驾驶人跟车行为表征参数并基于雷达数据确定跟车事件提取规则。选取平均跟车时距和平均制动时距为二维向量，使用基于K-means聚类结果的高斯混合模型将驾驶人聚类为3种风格类型（冒进型、平稳型、保守型）。通过分析3组驾驶人的跟车及制动数据，将不同类型驾驶人的制动时距分位数作为跟车预警阈值，结合实际预警数据及不同制动时距分位数对应的预警正确率，对现有跟车预警规则进行调整，以适应不同类型驾驶人的驾驶需求。研究结果表明：3组驾驶人的平均跟车时距和平均制动时距差异显著，冒进型驾驶人倾向于选择较小的跟车时距和制动时距，保守型驾驶人的跟车时距和制动时距则普遍较大；3组驾驶人的实际跟车预警次数为215次，驾驶人采取制动操作而系统未予以预警的次数为329次，系统整体预警正确率为21.9%，漏警率为87.5%，通过分析信息熵等判定当前预警规则并不合理；将每类驾驶人制动时距的10%分位数作为阈值时的预警效果较好，调整后的跟车预警规则能在一定程度上适应不同的驾驶人类型。
• Select
  驾驶机器人车辆动态制动力矩补偿

  陈刚, 王和荣

  中国公路学报. 2020, 33(2): 181-190. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.02.017

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了减小长期自动驾驶过程中制动性能下降带来的影响，提出了一种驾驶机器人车辆动态制动力矩补偿方法。首先建立了以车速和制动踏板力为输入，制动力矩为输出的驾驶机器人车辆制动性能离线自学习模型。然后考虑到驾驶机器人车辆长期自动驾驶导致离线自学习模型可靠性下降，建立了以车速和制动踏板力为输入，制动力矩为输出的扩展自回归在线辨识模型，并采用模糊变遗忘因子递推最小二乘法进行参数辨识。模糊变遗忘因子递推最小二乘法通过引入遗忘因子的方式，对数据施加时变加权系数，以避免出现数据增长导致的数据饱和现象。模糊变遗忘因子控制器以制动力矩辨识误差为输入，经模糊规则推理实时输出合适的遗忘因子进行参数辨识，能够有效均衡驾驶机器人车辆制动性能参数辨识的稳定性与收敛速度。驾驶机器人车辆自动驾驶过程中，根据当前车速与目标车速的大小计算出所需的制动力矩，加上反馈回来的制动力矩误差，并结合当前时刻的车速，利用制动性能离线自学习模型与机械腿逆向运动学模型实时计算出制动电机输出位移量，实现对驾驶机器人车辆制动力矩的在线补偿。仿真与试验结果表明：利用所提出的方法对车辆动态制动力矩进行辨识时，通过调节遗忘因子，辨识结果能够快速收敛且辨识误差较小。在此基础上，控制驾驶机器人车辆进行纵向车速跟踪时，能够有效减小制动性能下降造成的影响，保证控制车速跟踪误差在±1 km·h^-1之内。