首页期刊导航|中国公路学报
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。
正式出版
收录年代

    基于元网络的电动汽车高速公路充电设施选址优化方法

    李佳佩谢驰
    1-13页
    查看更多>>摘要：针对高速公路网中电动汽车充电基础设施选址优化问题,从由充电节点间子路径构成的元网络出发,构建了一个两阶段混合整数线性规划模型,并相应地设计了一种两阶段优化算法.第1阶段,在原始节点-路段网络中找到每对充电节点间的距离约束最小成本子路径,通过双目标标号修正算法来求解,其结果用以构建充电节点-子路径元网络;第2阶段,在元网络中应用分支定界算法,其核心计算步骤是找到每个起讫对之间的最小成本路径,可通过经典的单目标标号设定算法求解;最后将提出的基于元网络的分支定界算法应用于长江三角洲高速公路网.结果表明:充电站建设成本限制和电动汽车续航里程限制是决定充电站选址决策和出行者路径-充电决策的重要因素;其与传统基于原始网络的分支定界算法在3种不同规模网络算例中的应用性能比较表明,对于求解较大规模的基础设施选址优化问题,基于元网络的分支定界算法表现出压倒性的计算效率优势.

    交通工程选址优化问题元网络充电基础设施电动汽车

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    "光储充"一体化公交充电设施两阶段鲁棒选址方法

    刘小寒程颖王聘玺马皓...
    14-23页
    查看更多>>摘要：为了促进公交企业深度脱碳,一种可行途径是通过部署"光储充"一体化公交充电设施降低公交系统充电成本与碳排放量.首先确立了"光储充"一体化公交充电设施选址问题的优化目标.其次,考虑气候改变对光伏发电系统输出功率的影响,构建了光伏发电输出功率的预算不确定集,并提出了两阶段鲁棒选址模型.第一阶段问题决定充电场站的位置与类型(常规型与"光储充"型),第二阶段问题求解光伏发电最优能源调度.以北京市17条公交线路为例进行算例分析,检验了所采用的行列生成算法的性能,剖析了最优解结构特征,并对太阳能资源禀赋、光伏发电设施建设成本、光伏上网电价进行了敏感性分析.研究结果表明:行列生成算法表现良好;"光储充"一体化公交充电设施可以显著降低公交系统总成本、运营成本与二氧化碳排放量;相比于光伏发电设施建设成本,模型结果对太阳能资源禀赋的变化更为敏感;且光伏上网电价能够显著影响光伏发电的经济效益与社会效益.

    交通工程电动公交选址模型鲁棒优化"光储充"一体化双碳目标

      原文链接:
    • 万方数据

    站点需求响应的电动模块公交车重组调度优化

    高虹刘锴姚恩建
    24-36页
    查看更多>>摘要：传统的电动公交系统受到固定车辆容量等限制,难以通过灵活地调度应对时空不均衡的站点需求.为突破这一瓶颈,基于一种采用耦合/解离操作实现容量动态调整的电动模块车技术,提出考虑站点需求响应的模块化公交重组调度优化模型,可以较好解决乘客在车站的滞留问题.模型以单公交线路为研究对象,通过优化电动模块车在组合站点的容量重组操作和不同班次间的序列决策,旨在最小化包括车辆派遣、运营能耗等多项成本在内的总成本.特别考虑到模块车电池容量较小等特点,调度模型强调了车辆个体的能耗限制和充电计划.针对提出的混合整数非线性规划模型,引入辅助变量将约束中所涵盖的非线性部分转化为线性约束,增强模型的可求解性.采用郑州市电动公交实际运营数据提取的多项参数作为模型输入,将优化后的车辆使用数、系统总成本、未服务乘客的惩罚成本以及充电成本等多项指标与其他2种调度策略进行对比.结果表明:相较于传统电动公交,考虑站点需求响应的模块车调度策略可使系统总成本降低约26.6％,特别是站点间动态容量调整的优势可以使滞留乘客的人数降低95.4％,提高公共交通服务的便民性;与非站点响应的模块车调度模式相比,总成本也降低约7.3％,其中运营和充电成本的减少最为显著.最后展开敏感性分析为实际运营中关于车型选择、电池容量配置以及寻找乘客服务水平和运营经济性二者的均衡点提供了决策依据.

    交通工程电动模块车调度优化站点需求响应乘客滞留充电决策

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    考虑混合车位的自动驾驶电动共享汽车系统配置与运营联合优化

    胡路徐尉耀李皓
    37-47页
    查看更多>>摘要：自动驾驶电动共享汽车作为未来可持续发展的交通方式,结合配建充电车位与非充电车位(混合车位)的站点,是调和城市出行、停车和充电供需矛盾的有效途径.考虑混合车位配置、基于Logit弹性需求研究动态定价和车辆自主调度的联合优化问题.基于单商品流时空电池网络,构建了以车位数、出行定价、时空电池弧流量为决策变量,以运营利润最大化为 目标的混合整数非线性规划模型.由于该模型难以得出高质量解,以外内切割线近似方法逼近Logit函数,之后通过一种基于二次方的整数变量分解与车位约束松弛方法,共同将原模型重构为混合整数线性规划,并利用GUROBI优化引擎求解.对比了重构前后的配置和运营联合决策优化结果,表明所提出方法可以有效提升求解效率.成都市案例结果表明:与全部使用充电车位相比,混合车位配置在同等订单满足率的前提下,充电车位提高10.59％的利用率并降低28.87％的成本,缩减4.15％的搬迁成本;与固定出行定价相比,动态定价策略在提升整体运营利润的基础上,有效缩减16.03％的非必要调度;动态定价区间高低与车辆搬迁数、OD实际需求量成反比;高车位成本将使非充电车位的租赁数急剧下降;充电速率下降则减少运营收益可达12.35％,且充电与非充电车位数分别增幅14.75％和 12.34％.

    交通工程共享出行线性化自动驾驶运营混合车位动态定价

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    基于电动汽车大数据的多等级充电站选址与服务能力研究

    孙健宋茂星邱果刘占文...
    48-60页
    查看更多>>摘要：电动汽车充电站规划对设施建设成本、后期盈利以及用户满意度具有重要影响.提出一个多等级充电站双目标优化选址模型,包含2个不可相互转换的优化目标——最小化充电站建设总成本和车辆行驶成本,考虑不同等级充电站的建设成本和服务能力.首先,通过分析已有车辆运行轨迹大数据,提出车辆停驻状态分析方法,基于改进K-means聚类算法获取电动汽车的潜在充电需求,进行充电站初次选址;然后,构建电动汽车多等级充电站选址模型,分析充电需求,并基于禁忌搜索(Tabu Search,TS)算法进行求解和充电站二次选址;最后,基于排队论建立充电设备定容优化模型,并利用成都市电动出租车GPS轨迹大数据进行实证分析,分别基于K-means聚类和多等级选址模型2种方案对充电站进行选址,从服务能力及经济性方便性等方面对比选址结果.研究结果表明:2种选址方案均具有较好可行性,基于多等级选址模型方案的2.5 km服务半径覆盖率为91.2％,虽较K-means聚类选址方案的93.6％略差,但均超过90％覆盖率.经济效益方面,基于多等级选址模型方案明显优于K-means聚类选址;该方案在建设成本降低了 11.7％的前提下,总盈利提高14.4％,利润率提升23.4％;表明提出的电动汽车充电设施选址定容方法可有效降低充电设施建设成本,提升设施盈利水平以及用户充电体验,进而获得良好的社会效益.

    交通工程多等级充电站选址选址定容优化电动汽车大数据K-means聚类算法禁忌搜索算法排队论

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    基于拓展交通均衡的高速路网充电桩优化部署

    张兆磊郝威李豪唐峰...
    61-71页
    查看更多>>摘要：电动汽车(Electric Vehicles,EV)在中长途出行中仍面临行驶里程问题,完善高速公路充电设施有助于缓解驾驶人的充电焦虑.为刻画EV用户的充电选择行为,以EV剩余里程和充电服务区平均必要服务时间为自变量构建效用函数,进而提出了基于多元Logit的充电选择模型.结合交通分配模型与充电选择模型,建立了拓展交通均衡模型,用于获取每个服务区的充电需求.在此基础上,以系统充电服务时间最小化为目标,建立了基于拓展交通均衡模型的充电桩双层规划模型,用于获取每个服务区最优的充电桩数量.针对大型路网下拓展交通均衡模型求解效率低的问题,将其转化为非线性互补问题进行求解,采用遗传算法与GAMS软件联合求解双层规划模型.以湖南省部分区域高速路网为例,对所提充电桩优化部署模型进行可行性分析,结果显示:相较于均匀分布的充电桩部署方案,优化后的方案降低了 53.1％的系统服务时间.此外,通过敏感性分析发现,提高EV用户对路网信息的感知水平有助于提高部分服务区充电桩利用率,减少空充电需求服务区的数量.研究成果对高速公路充电桩的部署具有指导意义,有助于提高高速公路充电服务水平.

    交通工程电动汽车充电桩部署交通均衡模型双层规划模型

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    电动公交车队置换与充电设施布局协同优化

    王玉生罗欣欣单香琦
    72-83页
    查看更多>>摘要：城市公交电动化可以有效缓解燃油车带来的空气污染和对化石能源的依赖,是公交行业发展的必然趋势.为此,将电动公交车队置换与充电设施布局进行统筹优化,以公交车队全生命周期成本和充电设施布局成本之和最小化为目标,基于时间和空间维度,构建电动公交车队置换与充电设施布局协同优化模型.根据模型特点,通过等价线性变换,将协同优化模型转换为混合整数线性规划模型.为验证协同优化模型的有效性,以江苏省江阴市公交网络为例,设计不同参数值情形下的数值试验.研究结果表明:在本案例参数设置下,协同优化决策获得的公交车队置换方案和充电设施布局方案比单独优化方案的总成本减少467 044.3元,具有较好的成本效益.在预算有限且排放限制要求不严格的情况下,公交运营商通常会购买更有价格优势的燃油公交车.随着电池技术的进步,电动公交车的采购价格有望下降,公交运营商会逐渐减少燃油车和混合动力车的购买,转而选择更环保的电动公交车.此外,公交车队的电动化进程需要与充电设施的建设相协调匹配,确保充电设施能够满足电动公交车的充电需求.政府可以通过增加CO2的社会成本,促使运营商加速公交车队的电动化进程.研究成果为城市公交车队运营管理和充电基础设施建设提供了决策支持,为推进城市公交电动化进程提供了政策建议.

    交通工程公交电动化协同优化模型公交车队置换充电设施布局

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    交通流"流速密能"图谱模型与应用

    黄健畅宋国华
    84-97页
    查看更多>>摘要：交通流的物理本质是能量驱动的物质位移.为挖掘交通流和能量的关系,基于交通流功率分布模型探索建立了流量、速度、密度和能量四要素图谱.其中,能量(kJ·km-1·h-1)在数学上描述为能耗因子(kJ·km-1·veh-1)和交通流量(veh·h-1)的乘积.首先,基于均衡态交通流不同空间平均速度下的功率分布,建立随平均速度变化的能耗因子曲线;其次,基于4个经典交通流基本图模型(Greenshields、Greenberg、Underwood和Van Aerde)建立速度与流量关系;最后,结合流量和能耗因子得到流量-速度-密度-能量图谱.当能量转换效率为100％时:在速度-能量方面,流量对能量的变化起到主导作用,因此,随着速度上升能量呈现先上升后下降趋势;在密度-能量方面,随着密度上升能量同样先上升后下降,但由于密度和速度呈负相关,其变化原理与速度-能量相反;在流量-能量方面,同一流量可对应低速/高速下的拥堵/非拥堵状态,能耗因子随着流量上升呈现2种状态,能耗因子上升或能耗因子下降,但下降速率低于流量上升速率.该研究是面向能量网络制定精细化政策和优化能源网络设施设计的先行工作.

    交通工程流速密能图谱功率分布能量交能融合

      原文链接:
    • 万方数据

    基于材料信息学的沥青混合料性能提升综述及展望

    刘志杨董泽蛟周涛单丽岩...
    98-120页
    查看更多>>摘要：材料信息学是推进材料基因组计划的理论核心,为组成多相、结构随机、行为复杂、具有显著多尺度特征的沥青混合料性能提升与新材料研发提供了重要手段.为推动材料信息学在沥青混合料相关研究中的应用,综述了材料信息学理论在沥青及沥青混合料性能预测与耐久性提升方面的应用研究.首先,总结了材料基因组及材料信息学理论基本内涵及其在沥青路面材料领域的应用;然后,介绍了常见的材料数据标准,总结了沥青及沥青混合料材料多尺度特征与材料特征基因数据库发展;进而,介绍了基于化学组分、胶体结构基因特性的沥青性能预测及改性沥青组成优化研究,总结了数据挖掘及机器学习算法在沥青混合料力学及路用性能预测方面的应用,主要包括混合料设计指标、动态模量、高温抗车辙能力、抗疲劳性能、低温抗裂性及水稳定性预测模型,分析了基于性能预测及智能寻优方法的沥青混合料组成结构优化,从而实现混合料路用性能的定向提升;最后,讨论了沥青混合料材料信息学应用架构,分析了沥青混合料材料基因特性体系与基于机器学习的混合料性能预测研究可能面临的挑战,展望了未来沥青混合料材料信息学研究可能需要解决的问题.该综述对沥青路面材料耐久性提升具有推动作用.

    路面工程沥青混合料综述材料信息学性能提升机器学习材料基因组

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    掺加纳米SiO2/GNPs/GO的冷再生沥青路面基层性能及作用机理

    陈渊召李振霞冯纪兵郭滕滕...
    121-140页
    查看更多>>摘要：为解决全深式冷再生基层单纯增加水泥出现的开裂、承载能力低、使用寿命短等问题,基于纳米材料具有的优良改性效果,采取优化级配、振动压实等基础措施进行调整的同时,将少量纳米材料掺入水泥稳定冷再生基层材料中以提升其路用性能.首先对粉体纳米材料(nano-SiO2、石墨烯纳米微片GNPs、亲水型的氧化石墨烯纳米片GO)进行分散预处理;其次在优化级配基础上,将纳米材料掺入再生混合料中,分别研究不同nano-SiO2、GNPs和GO掺量对水泥稳定冷再生混合料的力学影响规律,进而对改性后水泥稳定冷再生混合料的抗干缩性、抗温缩性和抗冻性能进行对比分析;最后应用工业CT三维扫描、SEM形貌表征等微观技术对改性前后水泥稳定冷再生混合料的孔隙结构和微观形貌进行深入分析,从细观到微观多尺度揭示纳米材料对水稳冷再生基层材料的作用机理.研究结果表明:改善混合料的级配组成,采用骨架密实结构等措施能增大混合料的密实度,显著提升其无侧限抗压强度,优化配合比后的水稳冷再生混合料7 d无侧限抗压强度超过3.5 MPa;掺加3％nano-SiO2材料,冻融后试件残留抗压强度增长33.8％,耐冻系数达到84.41％,GO掺量为0.1％时,冻融后试件的残留抗压强度达到峰值5.23 MPa,强度提高了 48.65％,耐冻系数达到86.02％,抗冻能力得到了显著提高;纳米颗粒能够增大水稳冷再生基层材料的干缩变形,对基层的抗裂性能产生不利影响,但影响程度会因不同纳米材料种类和发展阶段而表现出较大差异;纳米材料对水泥水化物的水化进程有促进增强作用,可细化混合料的孔隙结构;对集料-砂浆、旧沥青团块-砂浆等ITZ结构的界面密实度、黏结强度等有改善作用;GO纳米片层的掺入对水稳冷再生材料在细观上的孔隙结构会产生显著影响,使较大的毛细孔进一步细化,水泥浆体更加密实,进而对毛细微孔的连通发挥阻断作用;nano-SiO2能够填充小尺寸的微孔隙,GO与GNPs材料借助其自身薄片结构能够对较大空隙进行填充,在混合料内部受力时其交错分布的三维立体结构能有效发挥支撑拉结作用,凭借超高机械强度产生加筋阻裂的作用效果.

    路面工程作用机理试验研究纳米材料全深式冷再生混合料细微观分析

      原文链接:
    • 万方数据