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期刊信息/Journal information
中国公路学报
中国公路学报

马建

双月刊

1001-7372

glxb@chd.edu.cn

029-82334387

710064

西安市南二环路中段长安大学内

中国公路学报/Journal China Journal of Highway and TransportCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是中国公路学会主办的公路交通行业最权威的学术性刊物，主要刊载道路工程、桥隧工程、筑路机械工程、汽车与汽车运输经济与工程经济等专业的应用技术及理论性文章，并适当报道有关公路交通的新技术、新材料、新工艺以及国内外重大学术活动、工程建设及科技动态信息等。
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    近场脉冲型地震动下PHC管桩动力响应试验

    王飞张海旗吕忠达赵卓...
    128-141页
    查看更多>>摘要：为了研究预应力高强混凝土(PHC)管桩在近场脉冲型地震动下的动力响应,开展了桩基振动台试验.在近场脉冲型地震动和近场普通地震动作用下,对比和讨论了PHC管桩的动力特性、支撑的上部结构响应、加速度响应、动应变响应、损伤特征、动弯矩响应、最大曲率延性需求和动土压力响应.试验结果表明:在近场脉冲型地震动下,PHC桩的自振频率下降幅度高于近场普通地震动,最高可达20％.随着地震动强度增加,桩身刚度降低,进而导致上部结构的振动周期增加.在小震时,近场脉冲型和普通地震动下,上部结构的耗能能力相近;在中震和大震时,近场脉冲型地震动下,上部结构的耗能能力则明显高于近场普通地震动.相较于近场普通地震动,近场脉冲型地震动下桩的加速度放大系数在中震时增长了43％,在大震时增长了117％.此外,在近场脉冲型地震动下桩的加速度、速度和位移时程曲线的峰值均高于近场普通地震动.因此,在抗震设计中应充分考虑近场脉冲型地震动对管桩的不利影响.在上部惯性力和土抗力的共同作用下,桩身弯矩呈现出中上部较大、两端较小的分布特征.相比近场普通地震动,近场脉冲型地震动下桩的最大曲率延性需求较高.在中震和大震情况下,土体的滞后阻尼逐渐减小,这使得桩最大曲率延性需求的增幅高于峰值加速度的增幅.此外,桩-土间的相对位移是导致桩身动土压力变化的主要原因.研究结果可为近场脉冲型地震动下PHC管桩的抗震设计提供参考依据.

    桥梁工程PHC管桩振动台试验近场脉冲型地震动地震响应

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    岩层隧道荷载结构响应影响因素分析

    陶伟明周子扬刘议文郭付康...
    142-153页
    查看更多>>摘要：为探究岩层隧道各因素对管片荷载结构响应的影响规律,采用理论模型推导了岩层隧道外荷载与结构内力响应及位移响应的解析解.基于岩层隧道管片荷载结构特征,探究了上覆围岩荷载、水头高度、岩层侧压力系数、等效抗弯刚度系数、隧道直径、管片厚度以及混凝土等级等7个主要影响因素对管片荷载结构响应的影响规律;并结合成都市锦绣隧道现场监测试验进行了验证.研究发现:上覆围岩荷载增大与岩层侧压力系数的减小将显著增大管片内力与位移响应;水头增大对管片弯矩与径向位移的影响较小,将大幅增大管片轴力水平;等效抗弯刚度系数的增大不影响管片内力响应,但会使结构径向位移小幅减弱;隧道直径增大将导致管片弯矩、轴力与径向位移小幅增大;管片厚度对结构内力响应影响较小,厚度减小将使管片径向位移小幅增大;混凝土等级变化对隧道荷载结构响应影响细微.对比现场监测结果与模型计算结果,所得荷载结构响应规律相似,表明所提出的分析方法具有较高的准确性.

    隧道工程岩层环境现场监测荷载结构响应因素分析

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    土压平衡盾构渣土改良泡沫发生性能试验

    王斌王树英郑响凑
    154-164页
    查看更多>>摘要：泡沫性能对于土压平衡盾构渣土改良效果有重要影响.采用实验室自制的泡沫发生设备进行了一系列泡沫性能测试,主要研究了气体流量、液体流量以及发泡液浓度对泡沫流量、发泡倍率、半衰期以及泡沫细观形态的影响,并分析了泡沫宏观性能与细观粒径之间的相关性.研究结果表明:气液比相同时,随着气体流量的增加,泡沫流量先增大后减小,发泡倍率逐渐减小,泡沫半衰期先增大而后减小.气体流量一定时,随着液体流量的增加,泡沫流量近似线性增长,发泡倍率略有下降并趋于稳定,泡沫半衰期先增大后减小.发泡液浓度在2％以下时,泡沫流量、发泡倍率以及半衰期随着发泡液浓度的增大迅速增长,发泡液浓度大于3％时,泡沫性能受发泡液浓度的影响较小.气体流量为21 L·min-1、液体流量为0.3～0.5 L·min-1、发泡液浓度为3％条件下,该泡沫发生系统的发泡性能最佳.相对于液体流量和发泡液浓度,气体流量对泡沫气泡初始粒径分布的影响最为显著,随着气体流量的增大,泡沫变得更细更均匀.发泡倍率与泡沫粒径之间存在明显的相关性,泡沫越细,发泡倍率越低;泡沫半衰期与粒径之间的关系不如发泡倍率明显.在实际盾构渣土改良中,应该重视泡沫粒径与渣土颗粒孔隙的适配关系,泡沫改良更加适用于级配较好的渣土;相同地层条件下,不同级配的泡沫入渗时需要不同的注入压力.

    隧道工程渣土改良泡沫发生器发泡倍率泡沫半衰期泡沫粒径分布

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    考虑纵向残余顶推力的盾构隧道纵向抗弯刚度解析算法

    黄大维姜浩罗文俊邓文武...
    165-174页
    查看更多>>摘要：纵向抗弯刚度是盾构隧道的基本力学参数,其取值的合理性直接关系到盾构隧道纵向响应分析结果.针对盾构隧道纵向抗弯刚度取值未考虑环缝接头拉伸刚度与纵向残余顶推力的问题,提出了一种考虑纵向残余顶推力的盾构隧道纵向抗弯刚度解析算法.首先,通过理论分析将盾构隧道的纵向挠曲变形考虑为均质圆管的纵向挠曲变形与管片环环缝张开导致的纵向挠曲变形两部分,并由此得到了盾构隧道纵向抗弯刚度解析算法,其结果与管片材料的弹性模量、隧道外径、管片幅宽、环缝接头数量、环缝接头拉伸刚度和纵向残余顶推力等因素有关.然后,设计了可考虑环缝接头拉伸刚度与纵向残余顶推力的缩尺模型盾构隧道,并开展了纵向抗弯刚度模型试验,分别对模型隧道的纵向挠曲变形量与环缝张开变形量进行了测试.最后,通过试验数据对纵向抗弯刚度解析算法进行了验证.结果表明:模型盾构隧道实测纵向抗弯刚度与理论算法求解得到的纵向抗弯刚度基本一致;当不施加纵向残余顶推力时,随着加载的增加,盾构隧道纵向抗弯刚度总体变化不大,而当施加纵向残余顶推力时,对于相同纵向残余顶推力,盾构隧道纵向抗弯刚度随着加载的增加而减小,并逐渐趋于稳定;在盾构隧道纵向响应分析中,需要减小纵向残余顶推力引起的纵向挠曲变形,以作为盾构隧道的安全储备.

    隧道工程盾构隧道模型试验纵向抗弯刚度纵向残余顶推力解析算法

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    面向自动驾驶的道路适驾性研究进展

    王雪松覃定明叶欣辰霍俊妤...
    175-193页
    查看更多>>摘要：现有道路设计规范考虑了驾驶人感知反应时间和车辆动力学特征,而自动驾驶汽车与驾驶人在感知反应时间、感知距离和感知高度等方面存在差异.这些差异可能会导致自动驾驶汽车在特定道路条件下面临挑战,例如复杂的道路线形、不规则交叉口等情况.为了解道路基础设施对自动驾驶汽车运行的影响,需要开展面向自动驾驶的道路适驾性研究.针对不同道路类型,道路几何设计、交通控制设施和路侧设施等对自动驾驶汽车安全运行影响的定量研究尚不充分.从路段、交叉口、交通标志标线3个方面进行归纳整理,结果表明:①现有的研究建立了道路线形设计、交叉口几何设计与自动驾驶感知能力的关系,发现平曲线半径、弦长和曲线偏转角等设计指标影响自动驾驶视距;②实车测试发现道路类型、平曲线曲率和车道宽度对自动驾驶失效事件具有显著影响;③随着自动驾驶汽车市场渗透率的增加,自动驾驶汽车之间交互行为规则更加明确,有利于提升道路适驾性水平;④自动驾驶的感知识别准确率会受到交通标志的反光性能和设置位置的影响,失效概率与交通标线的尺寸、逆反射亮度系数以及延长线相关.面向未来自动驾驶应用需求,针对已建道路,需要测试不同复杂工况条件对自动驾驶汽车运行的影响;针对拟建道路,应研究道路设计对自动驾驶汽车性能和安全的影响.

    交通工程自动驾驶汽车综述道路适驾性道路设计交通标志标线

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    基于MobileViT-CA模型的营运车辆驾驶人分心行为检测

    贺宜鲁曼可高嵩曹博...
    194-204页
    查看更多>>摘要：营运车辆驾驶人因其职业特殊性,驾驶过程中易产生分心驾驶行为从而引发重大交通事故.为提高营运车辆驾驶人分心驾驶行为的检测准确性和泛化性,提出一种基于改进MobileViT网络的驾驶人分心行为检测方法.首先,基于自然驾驶实车试验,构建包含安全驾驶、使用手机、喝水、整理仪容和与副驾驶交谈5类行为的营运车辆驾驶人分心行为数据集.其次,将注意力机制引入轻量型MobileViT网络,通过选择有效的网络主干MobileViT、注意力模块CA、网络嵌入位置从而设计出最优分类模型MobileViT-CA.研究结果表明:所提出的MobileViT-CA分类模型可以有效提升分类网络的性能,在正常光照条件下的营运车辆驾驶人分心行为数据集和State Farm数据集上分别达到了96.57％和99.89％的准确率,且模型具有体积小、检测精度高的优势,有较高的可靠性和泛化能力.

    交通工程营运车辆分心驾驶行为检测MobileViT网络注意力机制

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    智慧公路毫米波雷达感知精度分析与验证

    赵聪师钰鹏丁德隆暨育雄...
    205-214页
    查看更多>>摘要：毫米波雷达是当前智慧公路中路侧感知系统的重要组成部分,在交通流运行态势感知与智能管控、车路协同与自动驾驶中广泛应用.然而,车辆与毫米波雷达之间的相对位置、相对姿态的变化会对雷达信号回波及点云分布产生影响,导致雷达对车辆的感知结果出现偏差,进而影响交通系统的管控决策.分析毫米波雷达感知精度的空间特征,对于指导毫米波雷达在智慧公路中的应用至关重要.为此,基于毫米波雷达的感知原理,综合考虑毫米波雷达信号处理与点云数据处理2个阶段中的感知误差来源,通过数值仿真与实测试验相结合的方式对目标在不同位置与姿态下毫米波雷达的感知精度特征进行分析与验证.研究表明:雷达纵向感知精度主要受到与车辆相对位置的影响,当车辆与雷达纵向距离小于30 m或大于200 m时,车辆位置感知结果会向车头或车尾方向显著偏移,相应产生的纵向感知误差通常超过0.5 m;雷达横向感知精度主要受到车辆横向位置及相对姿态的影响,当车辆横向位置偏离雷达中心光束超过5m或车辆行驶的航向角超过40°时,车辆位置感知结果会向车身侧向偏移,相应产生的横向感知误差通常超过0.5 m.得到的影响因素分析结果,可进一步为智慧公路场景中毫米波雷达感知数据的应用与感知设备的部署提供建议.

    交通工程感知精度数值仿真毫米波雷达智慧公路路侧感知

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    自动驾驶车辆决策与规划研究综述

    朱冰贾士政赵健韩嘉懿...
    215-240页
    查看更多>>摘要：决策与规划是自动驾驶系统的中枢,是提高自动驾驶车辆行驶安全、驾乘体验、出行效率的关键.其面临的主要挑战在于如何满足自动驾驶所需的极高可靠性和安全性,以及如何有效应对场景复杂性、环境多变性、交通动态性、博弈交互性及信息完备性并产生类人化的驾驶行为,使车辆自然地融入交通生态.为全面了解决策与规划的前沿问题与研究进展,对其技术要点进行系统梳理与总体概述.首先,从数据驱动的驾驶行为预测、概率模型的驾驶行为预测、个性化驾驶行为预测三方面综述了面向态势认知的行为预测的研究进展;其次,将行为决策总结归纳为反应式决策、学习式决策、交互式决策并逐一进行了分析;再次,从方法论的角度对运动规划及其应用进行对比分析,具体包括图搜索方法、采样方法、数值方法、拟合插值曲线方法等;然后,针对端到端的决策规划的关键科学问题和主要研究进展进行了归纳分析;最后,总结了决策规划对提升自动驾驶车辆智能化水平的重要影响,并展望了其未来的发展趋势与面临的技术挑战.

    汽车工程自动驾驶技术综述行为预测行为决策运动规划端到端的决策规划

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    角模块架构智能电动汽车路径跟踪鲁棒预测控制

    张利鹏穆建华王建涛张俊达...
    241-254页
    查看更多>>摘要：集成四轮独立驱动/独立转向系统的车轮角模块可以使整车具有优越的低速机动性和高速稳定性,是智能车辆的理想载体,但过多的转角/转矩控制输入增加了整车控制难度,实际行驶中的不确定性干扰也严重影响车辆控制鲁棒性,常用的标准模型预测控制无法处理这些不确定问题.为了提高角模块架构智能电动汽车路径跟踪控制鲁棒性,提出了基于Tube的鲁棒模型预测控制(Tube-RMPC)方法.搭建了整车动力学模型和路径跟踪模型,分析了车辆行驶过程中的不确定性,建立了干扰有界线性时变不确定性模型系统,构造了名义系统模型预测控制最优化问题,提出了一种能够应用于路径跟踪控制系统的具有较低系统保守性的鲁棒不变集计算方法,结合闭环系统反馈构建了鲁棒模型预测控制策略,基于MATLAB/Simulink和CarSim联合仿真与硬件在环测试平台验证了所提控制策略的有效性和实时性.研究结果表明:在存在自身参数不确定及外界路面附着系数不确定性扰动状态下,所提出的Tube-RMPC相对于标准模型预测控制将横向位移偏差最大值分别降低了30.2％和48.4％,质心侧偏角最大值分别降低了31.6％和7.8％,有效提高了车辆跟踪精度及稳定性.所提出控制策略在保证控制精度的同时具有良好的鲁棒性,对其他智能汽车的控制系统设计具有重要参考价值.

    汽车工程路径跟踪鲁棒预测控制四轮独立转向直接横摆力矩控制智能汽车

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    面向特定车头的人地碰撞损伤防护极简方法

    邹铁方曾冲王丹琦胡林...
    255-266页
    查看更多>>摘要：针对原制动控制方法对监测设备要求极高的问题,提出了一种具有较强实践潜力的人地碰撞损伤防护方法的提取流程.先建立特定车头的多刚体模型,再选择车辆制动控制方法并穷举、寻优,最后回归获得人体头部首次撞击车体时刻t1与车辆再次完全制动时刻t2的关系,以此提出面向特定车头的人地碰撞损伤防护极简方法(SMPG).以小型行人友好型轿车为例,检验此方法的可行性,分析2 400次仿真结果后,获得适用于小型行人友好型轿车的人地碰撞损伤防护极简方法,再经48次仿真发现,所得方法能显著降低人地碰撞损伤且不会增加人车碰撞损伤,添加车速扰动后的480次仿真显示,所得方法仍能很好地防护人地碰撞损伤且未增加人车碰撞损伤,表明能根据所提流程获得防护人地碰撞损伤的极简方法且方法效果佳.进一步分析发现,落地机制及躯干角度的改变是制动控制能降低人地碰撞损伤的主要原因,且通过流程所得的极简方法中的制动系统协调时间已达最优,无需进一步优化.研究结果将为通过制动控制以防护人地碰撞损伤的相关研究提供支持,推动其实用化.

    汽车工程人地碰撞损伤车辆制动控制车头形状损伤对比研究

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