冰雪条件下高速公路气象检测与预警系统研究

冰雪天气极大困扰了寒冷地区高速公路的冬季通行,对道路交通安全与交通效率造成不同程度的不利影响。冰雪覆盖道路表面时,路面抗滑性能产生复杂而深刻的变化,导致不同条件下的路面摩擦系数显著不同。冰雪的检测与预警包含两个层面的含义,一是道面现况的判断,通过仪器或设备直接检测是否存在冰雪;二是道面未来状况的判断,通过一些广泛的现况参数(道面温度、大气温度,降雪量,露点温度等),推测出未来一段时间内道面是否会结冰。因此,冰雪检测与预警需从逻辑上分为三个层面,首先是道路气象数据的现场采集与处理,判断道面状况(水、冰、雪等);其次是利用气象相关模型,判断出冰雪演变轨迹;最后是冰雪的报警、发布和处理,构建出一体化的冰雪检测与预警系统。     

基于ZigBee技术的道路远程动态监测系统设计

基于ZigBee技术的自动化远程监测系统,是综合了数据采集、微小信号处理、现代网络、短距离无线通信、嵌入式计算机、分散式信息处理等多学科新兴前沿技术,构成了恶劣环境中的数据采集远程监测网络系统.实现对复杂地区突发自然灾害引起的大范围道路状态变化,实时在线进行高精度、动态监测与人工智能专家状态趋势预警,实现无人值守边(滑)坡与软土路基沉降远程监测预警自动化,为我国环境复杂地区道路交通安全提供保障.     

安全道路条件计算研究综述与展望

为了促进中国道路安全工程的发展,系统梳理了国内外安全道路条件计算领域的学术研究现状、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景.总结了安全道路条件计算发展现状并对其未来发展趋势进行了展望,分别对道路线形、路面条件和驾驶人工作能力方面的研究内容进行了细化和梳理.为改善道路交通安全的严峻形势、完善道路交通安全评价理论与方法,采用驾驶工作负荷理论及表达方法的研究成果,研究驾驶期望行为(运行速度)、驾驶人自身能力阈限(生心理安全舒适感)、道路条件(包括路线平面、纵断面、横断面)、路面平整度等互动关系.研究驾驶人安全舒适性道路条件计算的多因素表达,为安全的道路条件设计与运行管理提供理论与方法支撑.      

城市地下道路温度场分布特性研究

连续配筋混凝土板基层加铺沥青混凝土面层的复合式路面结构被广泛用来作为城市地下道路长寿命路面结构使用,而连续配筋混凝土板对温度应力敏感度高。文中通过实时监测研究了城市地下道路温度场空间分布特性和时间分布特性,借助有限元分析软件,研究了地下道路面层、基层的温度应力分布规律。发现城市地下道路结构层厚度对温度应力影响较大,通过合理设计城市地下道路结构层厚度组合,可以有效降低结构内温度应力。     

现有道路条件与交通安全状况的相关性分析

通过对沪宁高速公路苏州、无锡段现有道路条件从道路几何设计、横断面构成、路面性能、构造物设置等多方面分析其与道路交通安全状况的相关性,提出扩建过程中为提高道路交通安全性需要采取的措施。     

公路路面养护稀浆封层施工技术研究

公路路面的养护是保障道路交通安全、提升道路使用性能的关键环节。随着交通量的增加和车辆载重的提升,公路路面的磨损和损害日益严重,这就需要采用更有效的养护技术来延长道路的使用寿命并保持其良好的使用状态。稀浆封层作为一种经济高效的道路养护技术,近年来在公路路面维护中得到广泛的应用。文章聚焦于公路路面养护稀浆封层施工技术的应用和优化。通过分析稀浆封层的材料选择、施工工艺及质量控制等关键因素,提出更加科学合理的施工方法和质量控制措施。通过深入探究稀浆封层施工技术,以期为公路路面养护提供更高效、经济和环保的解决方案。     

空耦雷达技术在检测沥青路面厚度的探讨

本文介绍了神经网络的基本理论,提出了一种采用BP神经网络模型对空耦雷达道路检测路面厚度进行测算的新方法。并对BP神经网络模型在沥青混凝土路面厚度检测的应用进行了分析、比较,为GPR技术在道路工程检测实践中提供一种辅助判断手段。     

路面摊铺厚度的连续检测与可视化实时监控

为实现路面摊铺厚度的连续检测与三维可视化实时监控,在详细综述当前路面摊铺厚度检测传统方法的基础上,针对人为因素干扰会导致测量误差的不足,研制适用于施工过程中摊铺厚度实时采集的装置,并提出路面摊铺厚度的连续检测与可视化实时监控的方法;利用摊铺厚度实时采集装置,建立路面摊铺前基准面和摊铺后摊铺面的空间几何关系,实时计算摊铺厚度;基于ActiveX技术,提出摊铺厚度监测信息的三维网络可视化集成方法,并开发相应系统,该系统可在Web客户端实时监控并更新显示摊铺厚度等监控信息,当摊铺厚度不达标时进行实时报警。研究结果表明:该方法具有良好的适用性,计算的摊铺厚度绝对误差不超过0.3cm,满足工程精度控制要求;对于不符合控制要求的路段,为路面施工的及时调整提供了明确指示;实现了路面施工过程中摊铺厚度的连续、自动、高精度、远程、三维可视化监控,为实现"操作手-承包商-监理-业主"一体化管理以及参建各方同步掌控路面摊铺施工质量提供了先进的技术手段。     

车载道路快速检测与测量技术研究

介绍了一种车载式道路快速检测与测量技术,该技术综合应用光、机、电、算及“3S”技术,以机动车为平台,装备高分辨率线阵路面图像采集系统、激光结构光三维测量系统、多目CCD立体测量系统、惯性补偿的激光测距系统、GPS／DMI／GYRO组合定位系统等先进的传感器系统以及车载计算机、嵌入式集成多传感器同步控制单元等设备,在车辆正常行驶状态下,自动完成道路路面裂缝、车辙、平整度、道路几何参数及道路沿线设施图像等数据采集。经对比试验证明,该快速道路检测技术与传统的人工检测方式具有良好的相关性。     

基于离散选择分析的山区公路安全预警系统研究

普通公路安全预警尤其是山区公路安全预警,由于其交通流的复杂性使得利用监控系统检测交通状态较为困难。离散选择分析模型通过原始数据直接做出判断,又可以根据数据更新系统进行有效的自身学习,因此较目前应用的贝叶斯网络模型更适用于山区公路安全预警。首先利用离散选择分析方法建立了道路交通状态检测的判断模型;其次以检测结果为基础,利用线性神经网络模型建立了路段交通预警模型;最终建立了山区公路安全预警系统。     

乘员舱危险元监控及主动预警系统设计

针对保障乘员舱内气体安全的问题,文章分析了多种情况下车内环境主要的不安全因素,利用单片机、传感器、GPRS模块和有源蜂鸣器等装置,设计了集监控、主动预警于一体的智能系统。本系统通过对车内气体浓度和温度进行实时监控并利用GSM网络,将危险信息通过短信发送给用户,实现了检测准确化、反馈智能化和预警及时有效化。     

重型商用车载荷状态动态检测方法及试验研究

基于车辆悬架垂向变形量与车辆垂向载荷的相关关系,通过位移传感器搭建了具有过载保护功能的车辆载荷状态实时动态检测装置,采用经验模态分解法设计开发了用于车辆静态载荷和动态载荷分离的数据处理算法。为了分析构建的车辆状态实时动态检测系统在车辆行驶工况下检测结果的准确性和可靠性,以中国第一汽车厂赛龙载货汽车为试验车,分别在B级平直路面和3种不同的强化路面18种不同运行工况下进行了实车道路对比试验,试验结果表明:车辆在B级平直路面行驶时系统对车辆动态载荷检测误差小于5%;车辆在3种强化路面行驶时系统对车辆动态载荷检测误差小于8%。该系统为车辆载荷状态动态检测提供了一种新方法。     

城市地下道路提质升级探讨

针对城市地下道路当前运行情况,通过对现状问题进行分析,得出现状问题主要包含交通安全问题、结构病害、智慧化管理水平不足等类型。其中,影响交通安全因素主要为节点交通拥堵、安全设施设置不规范和隧道洞口黑洞效应。通过对现状问题形成原因分析及不同类型问题的针对性处理,从交通安全与照明设施完善、交通运行管控提升、智慧防灾预控和智慧管养四个方面提出对城市地下道路提质升级建议。由研究可知：1)城市地下道路提质升级应因隧制宜,采取有针对性的措施,使改造更人性化、经济化;2)智能化技术在城市地下道路交通运行状态全息感知、运行态势分析、运行状态预警管控、防灾智慧检测和智能养护等领域有较好应用前景。     

道路交通安全与预警的模糊综合评价

针对目前道路交通管理模式的不足,提出了将前期数据采集和后期反馈动态耦合的实时监控方式。结合模糊综合评价与层次分析法的优点,在某高速公路的事故频发路段对道路安全和预警采用模糊综合评价进行实证分析,根据建立的评价矩阵计算研究对象的评价值,实现了对道路安全问题的定量评价。实例分析的结果表明:该方法操作简单,能够定量直观地表达评价结果,是交通管理部门实现道路安全控制和预警的必要辅助决策参考。     

道路交通安全等级评价与实例分析

运用等级系数法系统研究道路交通安全状态，并进行实例分析与论证，为道路交通安全等级的科学测定提供了一种简便实用的方法，也为道路安全管理现代化提供科学依据。     

基于驾驶行为和信息熵的道路交通安全风险预估

为了精准有效地进行交通事故预防预警，基于车辆OBD驾驶行为数据及信息熵理论，提出了城市道路交通安全风险预估方法。首先，分析异常驾驶行为高发位置与道路交通事故发生位置的关联性；其次，构建以道路交通安全熵为一级指标，急加速率、急减速率、急转弯率、超速率、高速空挡滑行率为二级指标的道路交通安全风险预估指标体系，提出了基于改进熵权法的道路交通安全熵计算方法；然后，基于密度聚类、K-means聚类提出了道路交通安全风险等级数确定方法，并基于K-means聚类建立了风险等级阈值计算方法。研究结果表明：异常驾驶行为高发位置与交通事故发生位置具有一致性；通过对log对数底数选择优化、二级指标零值处理、指标权重分段计算3个步骤改进的熵权法，可弥补log对数函数无法计算零值指标熵值的缺陷，避免指标权重为负、指标熵值与权重反映信息不一致的现象；两步聚类避免了孤立数据点对安全风险等级划分的影响。以重庆市4条城市道路（总长约38 km）进行实例验证后得出，道路交通安全熵与交通事故表征的道路交通安全状态趋势一致；道路交通安全风险等级可划分为高、低风险2级，道路交通安全熵优化阈值为0.042，最后，风险等级划分准确率为87.88%。研究成果可为道路交通安全风险点辨识、交通事故预防预警提供有效的技术支持。     

沥青混凝土温度应力影响因素分析

通过试验路观测沥青道路结构内实际温度值,总结道路结构内实际温度分布情况及变化规律。在此基础上建立低温下沥青混凝土道路热—结构耦合三维有限元模型,分析降温幅度、沥青面层及基层参数对沥青混凝土路面温度应力的影响规律。此外,还考虑了沥青面层与基层间的接触状况对温度应力的影响。结果表明:降温幅度的变化对道路结构内所引起的温度应力产生的影响最大;沥青面层模量及面层温缩系数的变化对结构内的温度应力影响较大;而沥青面层厚度、基层厚度及基层模量的变化对结构内的温度应力影响都有限,当这些参数值发生变化时,温度应力基本保持不变;层间接触状态的变化对路面结构的力学响应有一定的影响,特别是层间接触状态不同的接触界面。     

路面低模量弹性铺装层设计及破冰性能研究

冬季道路结冰,造成路面摩阻力下降,使行车安全受到很大影响。为了能够以低碳、环保的方式解决冬季道路结冰问题,该文提出了一种新的路面结构方式:低模量弹性路面。由力学分析可知,若与冰接触的面层采用超低模量材料,则对于冰层最易破坏点位的拉应变将会提高很多,通过温度、荷载、冰层厚度和弹性铺装层厚度等影响因素的分析,表明在冬季温度低、冰层厚的地区如采用超弹性路面,则能够实现BZZ-100标准荷载下的自破冰;冬季气温稍高、冰层较薄的地区,则能够实现小汽车自破冰。同时通过室内试验验证,低模量弹性路面比沥青基材路面,自破冰效果良好,具有一定的可行性。     

湿滑路面车辆防滑预警

湿滑路面是一种常见的行车环境,由于这种行车环境的特殊性,导致交通事故的发生率大为提高。针对湿滑路面轮胎临界滑水车速的研究,是一种帮助驾驶员降低发生交通事故的有效行径。影响湿滑路面临界滑水车速的条件有水膜厚度、行驶车速、轮胎状况等。为了更好保证驾驶员的生命和财产安全,通过对车辆进行防滑预警研究可以更为高效明了的为驾驶员安全驾驶提供保障。     

城区道路交通荷载等级双维度划分标准的研究

通过国内多座城市交通轴载调查,分析了当前城区道路交通量与轴载关系、道路交通量变化趋势以及道路被交叉口分隔后的各段交通量差异。提出表征城区道路荷载特性参数Z,并以其为指标进行道路荷载等级分级划分,提出比例谱划分法与简易划分法。适应城市交通荷载变化特点,将荷载等级分级与交通等级分级共同构成双维度耐久性沥青路面结构设计的依据,以荷载等级分级进行路面结构组合设计,以交通等级分级进行路面结构厚度设计,可为城区沥青路面设计借鉴。