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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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收录年代

    智慧道路设计建造运维中的数字化技术综述

    葛冬冬张文慧吕松涛于静...
    294-309页
    查看更多>>摘要:针对道路工程的数字化基础薄弱、信息获取感知不全面、数据共享不足、发展不平衡、业务协同不充分等问题,依托大数据、云平台、移动边缘计算网络等数字化技术,统筹道路设计、建造、运营、维护等全过程,是提升道路工程领域信息化、数字化发展水准,赋能交通运输高质量发展的要策.基于此,对智慧道路设计建造运维过程中的数字化技术进行了综述.首先,综述了数字化技术在智慧道路设计过程中的勘测、路基路面设计等方向的应用和优势.接着,概述了目前数字化技术在道路施工过程中的研究现状,主要涉及路基路面施工各环节的智能化控制与精细化管理.然后,阐述了道路运营过程数字化技术提升车路协同水平、车辆高效控制及提高道路通行效率的举措.同时,总结了数字化技术提升路况检测效率及养护决策智慧化水平的思路,以实现道路维护的智慧化升级.最后,从多维度出发总结了数字化技术在智慧道路设计、建造、运营及维护方面的发展现状及趋势.相关研究可为提升道路设计建造运维过程的智慧化水平,推动交通运输行业高质量发展提供指导与建议.

    道路工程数字化技术综述智慧道路设计建造运维

    车辆荷载激励下的水泥混凝土路面振动信号时频能量解析及车速估算

    杨松立魏亚叶周景杨海露...
    310-325页
    查看更多>>摘要:道路作为重要交通基础设施,正朝着路面状态精准感知、交通运行协同管控和用户交互智能服务转型升级.路面动力响应监测通过埋设在路面中的传感器,避免了人为和环境的干扰,实时、连续地收集关于交通载荷和路面状况的数据,是实现智慧公路的重要途径.然而,传感器的植入式安装易对路面造成损伤,且传感器耐久性不足,海量的原位监测数据解析存在困难.这些问题制约了植入式传感器在公路中的推广和应用.基于此,提出一种基于水泥混凝土路面滑模摊铺施工的传感器植入工艺,实现传感器安装和路面一体化摊铺成型.通过实地测试,采用改进的模态分析方法和连续小波变换分析技术,从振动信号时频能量的角度分析了不同车速下振动信号的时频特征,提出了基于振动信号时频能量变化率的车速计算方法,适用于刚性路面振动信号的交通信息解析.该方法计算所得的车速误差在8%以内,可有效提升基于振动信号的刚性路面车速估算的准确性.通过解决植入传感器与路面集成以及信号处理方面的挑战,研究成果有助于推动更高效、响应更快的智能高速公路技术发展.

    路面工程车速估算经验模态分解水泥混凝土路面植入式监测

    高精度三维路面纹理超分辨率重构及测评方法

    战友林修全邱延峻艾长发...
    326-339页
    查看更多>>摘要:路面抗滑性能受路面宏观纹理和微观纹理共同影响,为了实现车载激光扫描设备快速收集高分辨率三维路面纹理,以及路面抗滑性能的连续非接触式微观尺度测评,构建了基于自监督深度学习的超分辨率网络模型,循环递归地将不同低分辨率的路面纹理沿行车方向重构至0.1 mm精度.将527幅0.1 mm分辨率的SMA-13沥青路面纹理用于网络训练与测试,利用最邻近法分别以1/2、1/4、1/8、1/16的下采样因子模拟不同车速下的低分辨率纹理.将分辨率相差2倍的同种纹理对作为网络模型的输入,并按8:2比例随机划分训练集和测试集,训练集通过小尺寸分割进行数据增强.在最优权重下,模型能够循环递归地将不同低分辨率的路面纹理重构至0.1 mm·像素-1分辨率.利用峰值信噪比(Peak Signal-to-Noise Ratio,PSNR)、结构相似度(Structural Similari-ty,SSIM)和平均构造深度相对误差评估超分辨率纹理的重构质量,并以双三次插值法作为对照.结合双三次插值法与所提出的超分辨率网络,研究非预设下采样因子模型对低分辨率路面纹理的重构性能.最后,基于OOA-LightGBM算法,提取高分辨率纹理以及超分辨率重构纹理的特征参数,构建抗滑性能预测模型,研究基于超分辨率重构纹理预测抗滑性能的可能性.结果表明:所提出的超分辨率网络有助于车载激光扫描设备在128 km·h-1的行驶速度内采集PSNR大于30 dB、SSIM大于0.95、平均构造深度相对误差绝对值小于1%的0.1 mm高精度路面三维纹理;在16、32、64 km·h-1的恒定行驶速度下收集的路面三维纹理,其抗滑性能预测的平均决定系数R2为 0.808.

    路面工程路面纹理深度学习超分辨率网络平均构造深度抗滑性能

    考虑HV-AV交互的动态换道轨迹规划方法

    高雪溢慈玉生李珊珊徐浩城...
    340-356页
    查看更多>>摘要:精确预测邻近车辆控制行为的潜在变化对于自动驾驶车辆(AV)理解驾驶环境、预防安全隐患、提升换道安全至关重要.现有换道轨迹规划方法未能充分考虑邻近车辆控制行为的不确定性,这种不确定性在包含人类驾驶车辆(HV)的混合交通环境中尤为显著.针对此问题,提出了一种考虑HV-AV交互的动态换道轨迹规划方法,以提高包含HV在内的混合交通环境中AV换道行为的适应性和安全性.该方法首先基于LightGBM算法建立驾驶风格识别模型,精确识别邻近车辆驾驶人的不同驾驶风格.随后,通过全速度差(FVD)模型对不同驾驶风格下邻近车辆在AV换道过程中的动态控制反馈进行模拟和分析.最后,综合考虑HV-AV交互反应的影响,动态生成换道轨迹和加速度曲线,以确保换道操作的安全性和流畅性.研究结果表明,与传统的换道轨迹规划方法相比,所提出的方法在实际换道场景中表现出较高的安全性和适应性.该方法能够根据实时交通状况有效调整换道策略,显著降低碰撞风险.

    汽车工程换道轨迹规划HV-AV交互自动驾驶车辆周围车辆控制反馈动态交通环境

    道路窨井盖-井周路面的病害处治与智慧检测监管综述

    查旭东眭子凡张浚轩许海信...
    357-380页
    查看更多>>摘要:窨井作为城镇道路的重要附属设施之一,在日益增长的交通荷载作用下易发生沉陷、倾斜和破损,井周路面也随之诱发开裂、沉降和松散等各种病害.车辆驶过病害窨井盖-井周路面时,行车安全性和舒适性变差,且会产生噪声污染,严重影响着道路的使用性能和周边居民的生活品质.为此,通过收集整理国内外相关研究成果,基于试验、理论及模拟方法分析了窨井盖-井周路面病害的诱发机制,从结构优化、材料优选和设备革新等多角度评述了病害处治技术的发展现状;结合智能交通系统建设理念,剖析了窨井盖-井周路面智慧检测与监管技术取得的研究成果和局限因素,并据此展望该领域未来发展趋势.结果表明:窨井盖-井周路面在行车动载作用下病害率高达58.9%,主要病害类型为结构沉降及路面开裂,其中沉降量大多在3 cm以内,开裂范围则集中分布于井周15~40 cm区域;病害的主要成因包括井盖砂浆垫层破碎、井圈缺失、路基路面压实度不达标及井盖承载力不足等;通过优化井盖-井周路面结构、提高井盖垫层和井周路面修复材料性能、改进井盖的调平方式等方法,可有效延缓和处治井盖-井周路面病害;基于移动测量系统、无人航测机及智能手机等设备,结合深度学习算法可实现对窨井盖与井周路面及其病害的自动识别和快速判定;联合信息处理、网络传输与感知识别等技术可搭建较为完备的井盖智慧监管系统,实现对窨井盖-井周路面的建管养一体化管理.

    路面工程病害处治综述井周路面诱发机制智慧检测智慧监管

    基于YOLOM算法的路面病害轻量化检测方法

    胡晓伟闫奕昕王大为张宇辉...
    381-391页
    查看更多>>摘要:准确且轻量化的路面病害检测能够有效降低路面检测设备硬件需求、加快道路巡检效率,对于公路的智慧养护管理高质量发展具有重要意义.针对现有路面病害检测方法存在的精确度不足问题,提出一种融合状态空间模型的YOLOM路面病害轻量化检测方法.首先,针对路面病害检测任务训练特点,设计多扫描模式的视觉Mamba层,调整数据归一化方法,以更适合训练批次较小的图像特征快速提取;设计了并行计算单元,加快网络计算速度,缩短算法训练时间.其次,以YOLOv9为基础,设计了以SSM为核心机制的Mamba聚合特征提取网络层MELAN和空间金字塔Mamba层SPMELAN.通过MELAN提取图像长距离依赖关系,挖掘病害图像的全局特征.使用SPMELAN融合多尺度感受野信息,增强模型对局部细节和全局语义的表达能力,进而提出融合SSM的YOLOM轻量化算法.最后,在RDD2022数据集上进行对比试验.结果表明:YOLOM的Fi分数、mAP50值、mAP50-95值和FLOPs较YOLOv9c均有优化;与主流基线模型检测结果比较,YOLOM算法检测精度和推理速度均达到最优值且模型体积和复杂度最小.该方法具有模型规模小、复杂度低和检测精度高的显著优势,有较强的学习能力和泛化性能,可为道路智慧检测提供助力.

    路面工程路面病害检测深度学习状态空间模型注意力机制

    考虑完整性分割的超轻量化路面裂缝检测方法

    梁晓邵天义王雪玮李韶华...
    392-407页
    查看更多>>摘要:及时准确地检测路面裂缝,对于延长道路服役寿命、确保交通出行安全至关重要.针对现有方法在裂缝浅弱或背景噪声干扰下存在的分割断裂和误判漏检问题,以裂缝完整性为导向,提出了一种基于轻量化大核与低信息损耗的路面裂缝检测方法,可在复杂环境下实现路面裂缝的高效精准分割.首先,设计多尺寸大卷积核融合的特征编码结构,通过构筑多尺度的全局感受野,对路面大跨度裂缝的空间相关性进行充分建模.进而,提出正反注意力互补的重要性池化、训练-推理解耦的多支路解码、强调漏检惩罚的分层深监督等创新机制,全面缓解裂缝细节信息在编码与解码过程中出现的过度损耗,增强模型对裂缝细微特征的捕获和解析能力.同时,联合使用结构重参数化、部分卷积和深度卷积等策略,在确保高裕度特征表示的同时有效控制参数量,实现大核结构的超轻量化和推理模型的高效化.结果表明:该方法能够在复杂背景下实现路面裂缝的准确检测,所分割裂缝具有高完整性和低漏检率,同时具备轻量级的参数量和实时性的运算速度.与现有主流模型相比,所提方法的常规版本能够以3.67× 106的参数量取得77.17%的裂缝交并比、87.11%的Fi分数和87.41%的查全率,微缩版本则仅用0.29×106的超低参数量即可取得75.23%的裂缝交并比、85.63%的F分数和87.12%的查全率,其在将连通组件数偏差控制在极低水平的同时具备良好的路况适应性和噪声鲁棒性,在路面裂缝检测任务上有明显优势,能够为路面病害的监测、评估与修复提供有力支持.

    路面工程裂缝检测完整性分割大尺寸卷积核超轻量级参数结构重参数化

    基于SmartRock的沥青路面隐蔽性裂缝智能识别与定位

    纪小平陈云李晓娟刘洪辉...
    408-417页
    查看更多>>摘要:实时感知与精准诊评沥青路面服役状态是实施主动养护的基础,内嵌式无线传感是路面实时感知的前沿技术.基于路用无线自供电智能骨料(SmartRock),制备具有不同裂缝深度、宽度和位置(裂缝距跨中的水平距离)的SmartRock埋入式沥青混合料小梁试件,采用MTS进行不同荷载水平的三点弯曲重复加载,测试在动荷载激励下的SmartRock压电输出,研究裂缝宽度、深度与位置以及荷载水平对SmartRock压电输出的影响,构建沥青路面隐蔽性裂缝的尺寸感知与定位模型,提出并验证隐蔽性裂缝的尺寸智能感知技术与智能定位技术.结果表明:SmartRock压电输出峰值随裂缝深度与宽度的增加而降低,随裂缝位置偏移距离的增大而增大,即SmartRock压电输出峰值与裂缝深度、宽度及位置敏感,说明可用SmartRock压电输出峰值感知隐蔽性裂缝;建立了隐蔽性裂缝尺寸感知模型,基于多目标规划方法提出了隐蔽性裂缝尺寸感知技术,深度与宽度的感知精度分别为92.8%和95.3%;建立了隐蔽性裂缝定位模型,基于三点定位理论提出裂缝定位技术,定位精度为95.1%.研究成果为沥青路面隐蔽性裂缝的智能高精识别与精准定位提供了一种可行方法.

    路面工程隐蔽性裂缝智能骨料尺寸感知精准定位

    基于CNN和尺度自适应Transformer融合网络的路面裂缝分割方法

    桂彦叶文倩王建新吕松涛...
    418-432页
    查看更多>>摘要:路面裂缝分割技术的发展对评估民用基础设施的安全性和耐久性具有重要意义.然而,在应对复杂多变的背景环境时,精确地分割形态各异的裂缝仍具有挑战.为了提升分割性能,提出一种基于CNN和尺度自适应Transformer融合网络的路面裂缝分割方法.在结合CNN和Trans-former的双编码器中,提出尺度自适应Transformer块,通过结合尺度自适应多头注意力机制和细节增强前馈网络,有效地捕获多尺度裂缝特征和增强细节信息;并且,采用全局局部特征融合模块聚合双编码器的中间层特征,增强裂缝特征的辨别力.在解码器中,引入大核双重注意力模块恢复裂缝边缘信息,以及抑制背景噪声区域的影响,最终实现高精度的裂缝分割预测.最后,联合交叉熵分割损失和骰子损失优化网络训练过程.为验证所提方法的有效性,在DeepCrack、Crack500、CFTR478数据集上进行大量的对比试验和消融试验.研究结果表明:所提方法明显优于对比方法,在CFTR478验证数据集上的mIoU分数相比DTrc-Net和FAT-Net方法分别提升1.58%和1.82%;且在光线阴暗、雨天湿滑以及不同材质路面等复杂场景下,所提方法仍能有效地识别并精确地分割裂缝区域,保持清晰的边缘.在实际校园场景中应用所提方法进行路面裂缝分割,能够获得高质量路面裂缝分割结果,实际应用效果较好.

    路面工程路面裂缝分割尺度自适应Transformer多尺度裂缝特征细节增强前馈网络大核双重注意力

    既有沥青路面结构延寿方法与技术专栏导语

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