交通运输工程

赵祥模，惠飞，史昕，等

交通运输工程

泛在交通信息服务系统的概念、架构与关键技术

赵祥模，惠飞，史昕，等

目的：现有交通信息服务系统存在着感知能力有限、服务方式单一和动态信息更新不及时等问题。协同感知、泛在网络、云计算、大数据等技术的出现，为交通信息服务系统的发展提供了新的机遇与挑战。本文在分析现有典型交通信息服务系统的基础上，围绕当前交通工程和信息技术领域的研究发展趋势，探索新技术支撑下的交通信息服务系统架构。方法：本文在分析与总结国内外典型交通信息服务系统研究与应用现状基础上，提出了一种泛在交通信息服务系统（U-TISS）的架构。U-TISS通过将先进的协同感知、泛在网络、云计算、大数据等技术综合运用于交通信息服务领域，实现交通信息服务系统与交通物理系统的深度融合。参考泛在网络架构，将 U-TISS架构分为感知、网络、计算和服务4个层次。感知层主要通过传感器、射频标签、识读器、摄像头、全球定位系统、车载智能终端设备等，实现对人、车、路、环境的全面感知；网络层是以Zigbee、蓝牙、DSRC等短程通信为主的末梢节点通信，以3G/4G或有线通信链路为主的承载网络通信，通过车路短程通信和自组织网络、路侧与感知中心的承载网络实时采集和传输各种交通信息，构建交通要素信息的精准获取与发布体系；计算层利用云计算技术实现有效的交通富信息挖掘与提取，提升交通信息服务质量；服务层构建基于泛在网络和云计算的交通信息服务平台，通过移动智能终端、车载终端设备、资讯广播、可变信号板等信息发布方式，为交通参与者提供实时动态的交通信息服务和丰富全面的辅助决策支持，实现交通信息服务的智能化与个性化。基于U-TISS架构，分析了实现U-TISS的八项关键技术，包括智能终端的普适感知与交互、车辆精确定姿与定位、交通信息路侧协同感知、车车/车路短程通信与组网、车载移动互联、交通信息云管理、交通大数据分析与挖掘、信息安全与隐私保护。结果：分析结果表明U-TISS具有泛在感知、开放互联、实时传输、深度挖掘以及优质服务的特点，能够从安全性、高效性、便捷性和环保性4个方面改进与提升现有交通信息服务系统的服务水平。在安全性方面，基于 DSRC的车车/车路通信与组网技术使驾驶人员可以获取超越视距、超车载感知能力范围的、多时空尺度的交通信息，增强车车/车路间的协同能力；在高效性方面，借助泛在感知的海量路网运行信息和云计算平台提供的大数据分析技术，通过精细化的管理实现交通系统的高效运行；在便捷性方面，通过智能终端能够为公众出行路线、方式和出发时间的个性化定制提供支持；在环保性方面，通过对车辆控制系统提供更多的行车环境信息实现车辆控制的优化，通过大数据或社交网络提高驾驶人对环保驾驶的认知实现绿色出行。结论：U-TISS关键技术的深入研究、推广与应用，及相关行业标准与规范的出台，将引起交通信息服务类应用商业模式的创新与变革，最终实现协作式智慧交通。

来源出版物：交通运输工程学报,2014,14(4):105-115

入选年份：2014

三角形坐标系下沥青组分与粘度、粘附性关系

傅珍，延西利，蔡婷，等

摘要：目的：粘度是评价道路沥青粘结性的重要技术指标，沥青与矿料的粘附性等关键技术性质都与其在环境温度下的粘度有紧密的联系。而沥青组成及结构复杂，通常对其进行组分分离。为研究沥青的组分和组分构成关系对其技术性质的影响，采用三角形坐标系，利用其几何特性分析沥青组分与粘度、粘附性之间的关系。方法：选用13种道路石油沥青和2种集料，通过四组分、表观粘度与粘附性试验，采用三角形坐标系和三棱锥体积方法表征沥青四组分数据，研究沥青组分与粘度、粘附性之间的关系。首先，对选择的对沥青试样进行四组分、表观粘度与粘附性试验与分析。然后，将沥青组分数据分别绘制于三角形坐标系和三棱锥图中，利用其形心、惯性矩等几何特征表征沥青组成特性。之后，利用其几何特性研究沥青组分、粘度和粘附性能之间的联系。结果：通过四组分、表观粘度与粘附性试验及沥青组分在三角形坐标系和三棱锥图中的几何特征分析，得到以下结论：（1）不同品牌的沥青由于原油品质特性的不同，其四组分的组成比例特征存在较大的差异，A类沥青普遍具有较低的沥青质含量，但是其胶质含量并不低，并且其四组分结果差异并不明显，而粘度差异显著。（2）石灰岩集料对不同沥青的粘附性均优于玄武岩，但不同沥青之间仍存在差异。采用水煮试验前后集料表面裹覆沥青的质量差计算沥青的粘附率来评价沥青与矿料粘附效应，并延长煮沸时间可以增加试验评价方法的准确性。（3）同一针入度等级的沥青惯性矩排序与其粘附率的排序具有较好的一致性，即在三角形坐标系下沥青的惯性矩较大，则其与集料的粘附性越好。针入度130等级沥青惯性矩的排序结果和135℃粘度的排序结果相反，即在三角形坐标系下沥青的惯性矩数值越小，沥青135℃粘度越大。（4）A类3种沥青和 B类3种沥青构成的三棱锥体的形状和体积均较相近，反映了沥青油源及炼制工艺与宏观技术性质的紧密联系，表现了同类沥青相同油源和近似的炼制工艺对三棱锥体积特征的影响。在针入度等级为90和110的沥青中，除去B1沥青外，其余3种沥青的135℃粘度和其集料的粘附性都随着三棱椎体积的减小而增大。结论：（1）沥青四组分组成并不是决定其粘度的唯一主要因素，沥青组成成分的结构差异也会影响其粘度以及其他宏观路用性能。（2）相对于使用剥落面积的经验方法，采用水煮试验前后集料表面裹覆沥青的质量差计算沥青的粘附率更能反映沥青与集料之间的吸附程度，从而表征粘附性效果。（3）不同品牌而相同标号的沥青，其惯性矩指标与粘附率排序具有较好的一致性，即在三角形坐标系下惯性矩越大，沥青与集料的粘附性能越好。（4）除个别沥青试样以外，同一标号的沥青试样具有如下趋势：沥青四组分构成的三棱锥体积越小，其135℃粘度越大，且沥青与集料的粘附性能越好。

来源出版物：交通运输工程学报,2014,14(3): 42742

入选年份：2014