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Cheng Long; Zhang Zhichao; Huang Chi; Wang Kun
(①陕西省交通建设集团公司,西安 710075;②长安大学公路学院,西安 710064;③长安大学工程设计研究院公路院,西安 710064)
(①Shaanxi Provincial Communication Construction Group,Xi'an 710075,China;②Institute of Highway,Chang'an University,Xi'an 710064,China;
③Institute of Highway Engineering,Chang'an University Engineering Research Institute,Xi'an 710064,China)
摘要:本文介绍了智能交通系统的主要研究内容,通过对智能交通系统主要研究内容的分析,总结出ITS在高速公路上的应用。
Abstract:This paper introduces the research contents of Intelligent Transport System,through the analysis of research contents of Intelligent Transport System,in the final this paper concludes the application of ITS on the highways.
关键词:智能交通系统(ITS) 高速公路
Key words: Intelligent Transportation Systems (ITS);freeway
中图分类号:TP31 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)32-0171-01
0引言
交通安全、交通堵塞及环境污染是困扰当今国际交通领域的三大难题,其中安全问题最为严重。专家的研究表明,通过智能交通技术提升了道路管理水平后,每年能减少30%的因交通事故死亡的人数,且交通工具的利用率的提升至超过50%。所以,各发达国家纷纷投入大量的人员及资金,进行大规模的智能交通技术研究试验。
1智能交通系统(Intelligent Transport System)
智能车辆道路系统(Intelligent Vehicle highway system,IVHS)是智能交通系统的前身,它把先进的计算机处理、电子控制、信息、数据通讯传输及电子传感等方面的技术,整合并运用在交通运输管理体系中,从而建立起一种全方位、大规模发挥作用的,实时、准确、高效的综合运输及管理系统。
2智能交通系统的主要研究内容
智能交通系统的研究内容主要包括以下九个方面:
2.1 先进的交通信息服务系统(ATIS)交通信息服务系统的应用必须有完备的信息网络基础为前提。交通参与者利用安装于道路环境中的传输设施及传感器,实时将交通信息反馈至交通信息中心;ATIS对信息进行接及整合,再将有关出行的各类信息实时反馈至交通参与者;出行者按照其其提供的信息来选择出行路线及方式。
2.2 先进的交通管理系统(ATMS)ATMS多用于交通管理者,它能够对公路交通系统进行管理及检测控制。通过先进的计算机信息处理及车辆监测的技术,实时获取有关交通状况的信息,同时按照获取的信息对交通状况进行控制。
2.3 先进公共运输系统(APTS)该系统的目的是通过将先进的电子技术应用到高使用率、分配驾驶的小汽车、公共汽车、有轨电车、地铁的使用与运行中,从而发展公共交通系统。
2.4 货运管理系统货运管理系统是通过物流理论实施管理的智能化物流管理系统,它的基础是信息管理系统及高速道路网。
2.5 商用车辆运营系统(CVO)该系统是专为运输企业提高盈利而开发的智能型运营管理技术,目的在于提高商业车辆的运营效率和安全性。
2.6 先进车辆控制和安全系统(AVCSS)该系统包括事故规避系统和监测调控系统等。它使车辆具有道路障碍自动识别、自动报警、自动转向、自动制动、自动保持安全车距、车速和巡航控制功能。在易发生危险的情况下,随时以声、光形式向驾驶员提供车体周围的必要信息,并可自动采取措施,从而有效地防止事故的发生。
2.7 电子收费系统(ETC)ETC是目前世界上最先进的路桥收费方式。通过银行及计算机联网技术完成后台结算处理,车辆经过路桥收费站不需停车就能实现路桥费的交纳,同时能够将收取的费用经后台处理环节清分至收益业主。
2.8 紧急救援系统(EMS)EMS是一个特殊的系统,它以ATMS、ATIS及相关救援设备及机构为基础,利用ATMS、ATIS使交通监控中心和专业救援机构联成有机的整体,为道路使用者提供现场救护、排除事故车辆、车辆故障现场紧急处置及拖车等服务。
2.9 先进乡村运输系统(ARTS)ARTS是根据乡镇运输的特殊需要,在乡村环境下有选择地运用一些特殊技术紧急呼救和事故防止、不利道路和交通环境的实时警告、高效益成本比的通信和监测等。
3ITS在高速公路的应用
3.1 高速公路ITS的构成按高速公路ITS系统的服务功能,将其分为五点:①先进的交通监控与管理系统,包括停车诱导、交通预测、路经诱导及交通事故检测等技术。它依靠先进的技术实时的将道路交通信息在监控中心进行加工处理,并将信息发送至道路管理者及其使用者,从而实现动态交通分配,以及对交通的有效监管,尽量避免交通阻塞。②集成的信息服务系统,它由社会交通信息服务系统和车辆交通信息服务系统组成。信息服务系统不仅能方便在路网中行驶的道路使用者,还能为将要出行的道路使用者提供详细的相关路网信息,帮助他们选择最佳出行路线。③电子收费系统。不停车收费就是全自动收费,它在确保收取通行费的前提下,减少或彻底杜绝收费过程中阻碍交通的问题。④运输管理系统。在智能交通系统中,运输管理属关键的服务功能。它利用智能交通系统其他子系统服务功能所提供的信息和有关运输企业的信息,进行科学的跟踪调度及指挥,使运输企业的效益最大化。⑤安全保障系统。安全保障系统是交通运行基本的支撑,它可确保交通正常运行的过程中驾驶员的安全,若有交通异常状况出现,其也可进行有效的救助。
3.2ITS在高速公路上的应用现阶段可在收费、监控及通信方面运用该系统,下列几点是其主要表现:①不停车电子收费(ETC)系统可减少传统收费模式带来的时间延误和人工消耗,提高车道的通行能力;②路面交通感应器,能够对道路承受压力及应力状况进行实时监控,同时将监测数据传输至管理中心,实时了解道路情况为养护部门提供完备的资料;③可变限速标志及可变信息标志牌,实时显示沿途的路面状况及事故情况,及时限速信息,对交通流实施动态管理;④高速公路入口匝道的交通流控制,利用和监控中心的通信及入口匝道处的信号灯,对入口匝道交通流实施智能化监管;⑤闭路电视监控,利用闭路电视摄像机,对违章车辆进行实时监控,发现问题可以及时启动应急机制进行处理。
4结论
ITS被公认为是解决城市交通问题的有效方法之一,智能运输系统可以达到提高交通运输系统的效率、减少交通事故、降低环境污染的目的。发展智能交通的思路使人们从传统的单靠“修路限车”的模式中脱离出来,尝试用高新技术强化人、车、路之间的联系,以提高交通系统的效益。文章通过分析ITS的主要内容,分析了高速公路ITS的组成及其在高速公路上的应用。
参考文献:
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关键词:岩土工程 知识体系 研究方法 研究方向
中图分类号:G642 文献标识码:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.21.043
20世纪60年代,岩土工程专业知识体系在欧美国家进行土木工程实践的过程中逐步建立起来。对于刚刚进入岩土工程专业领域的研究生们来说,他们常常会对这一专业知识领域感到陌生。同时,对于已经完成岩土工程专业学业的硕士和博士们来说,他们中的一部分人也只是精通于岩土工程专业的某一研究方向,对岩土工程专业知识体系缺乏宏观的整体认识。笔者基于自身的教育经历以及自己的思考,对岩土工程专业知识体系谈一点个人的认识,可供刚跨入岩土工程专业领域的研究人员参考。
1 岩土工程专业知识体系的构成
笔者基于自身的教育经历以及自己的思考,总结出岩土工程专业知识体系的构成如图1所示。笔者认为岩土工程专业最核心的知识应是土工原理,初学者应具备扎实的数学及力学功底,在此基础上才能对土工原理有比较全面和深入的学习。之后应学习并掌握一些研究方法,岩土工程专业常用的研究方法有室内试验、数值模拟以及现场实测等。研究方法的学习有利于研究人员开展科学研究,熟练掌握一种或多种研究方法有利于科学问题的相互映证,同时反过来对土工原理的认识也会更加深入。接着,在对土工原理有一定的认识以及掌握了一定的研究方法以后,就可以对岩土工程专业不同的研究方向及工程应用领域来进行研究。基坑工程、地基处理和地下工程是许多岩土工程专业人员选择的研究方向和从业领域,也是目前我国岩土工程专业的热门领域。这一两年,海洋工程研究方向也受到越来越多的关注。
图1 岩土工程专业知识体系的构成
2 岩土工程专业的研究方法
笔者认为,如图1所示,岩土工程专业的研究方法有许多,例如:理论推导、室内试验、数值模拟、现场实测、工程类比、文献分析、问卷调查、抽样统计、案例分析等等。比较常用的研究方法是理论推导、室内试验、数值模拟和现场实测。岩土工程专业研究人员应熟练掌握其中一种或多种研究方法。
2.1 理论推导
各类岩土本构模型的建立一直是岩土工程专业人员的研究重点。建立解决实际工程问题的实用模型以及建立能反应某些岩土体应力应变特性的理论模型一直是本构模型研究的两个方向。基坑工程、地基处理以及地下工程等实际工程的设计理论也一直在完善中。
2.2 室内试验
室内土工试验非常重要,它们是揭示土的特性,进行土类定名和土层划分的重要依据之一。利用室内岩土离心机来进行实际工程的模型试验是目前比较先进的室内试验研究手段。
2.3 数值模拟
计算机技术的发展给岩土工程专业带来了新的研究方法,目前有许多商业软件用于岩土工程的数值计算,可以仿真模拟岩土工程专业的各类实际问题,能够较准确地反应实际工程中应力应变情况,对科学研究和工程设计都有指导作用。
2.4 现场实测
现场实测包括原位测试和工程监测等,实际工程的监测数据更能反应岩土工程问题的本质,可以同其它研究方法进行比较验证。同时,现场实测的数据可以反过来指导工程的施工,可以保证工程施工的安全性。
3 岩土工程专业的研究方向
笔者认为,如图1所示,岩土工程专业的研究方向有许多,例如:基坑工程、地基处理、地下工程、边坡稳定、海洋工程、基础工程、隧道工程、环境岩土、路堤路坝、防灾减灾等等。比较热门的研究方向有基坑工程、地基处理、地下工程和海洋工程。岩土工程专业研究人员都会选择其中一个或多个研究方向来进行研究。
3.1 基坑工程
地铁和房地产的建设使中国拥有大量的基坑工程,基坑开挖越来越深、面积越来越大,基坑围护结构设计和施工越来越复杂,使得基坑工程的设计理论和施工技术不断发展,以解决复杂的基坑稳定、变形和环境保护问题。
3.2 地基处理
地基处理一直是岩土工程专业的研究热点,许多创新性的发明专利都出于这一研究方向。不同类型的岩土有着不一样的地基处理方法,同一类型的岩土也有着不同的地基处理方式。各个地基处理方法的成套设计、理论、施工技术等是需要不断完善的研究内容。
3.3 地下工程
21世纪是大力建设地下工程的世纪,也是我国地下空间开发利用的时期。城市轨道交通系统的快速发展,使得城市地下工程的建设大量兴起。盾构法修建城市地铁隧道过程中涌现出许多研究课题,如隧道开挖面稳定性、地表沉降及其对周围设施的影响、双圆盾构的管片受力性能、冻结法加固地层的相关技术等。
3.4 海洋工程
海洋工程近年来越来越受到关注,它是指以开发、利用、保护、恢复海洋资源为目的,并且工程主于海岸线向海一侧的新建、改建、扩建工程,它分海岸工程、近海工程和深海工程3类。海岸防护工程、围海工程、海港工程、海上钻井平台的建设等是岩土工程专业人员面临的新的研究课题。
4 结语
作为刚跨入岩土工程专业领域的研究人员,除了对岩土工程专业知识体系的构成有一定的了解和认识外,还应该多看岩土工程专业的经典书籍,多参加岩土工程专业的学术会议,多与岩土工程专业的知名学者交流。并且结合自己的兴趣爱好选择一个研究方向,运用一种或多种研究方法,踏实、勤奋、持之以恒地进行研究,为我国岩土工程专业的发展添砖加瓦。
参考文献:
关键词:车牌图像;预处理;灰度化;二值化;边缘增强
DOIDOI:10.11907/rjdk.151249
中图分类号:TP317.4
文献标识码:A 文章编号:16727800(2015)006018902
基金项目基金项目:江苏省大学生创新创业训练计划项目(xcx2014052)
作者简介作者简介:刘凯(1992-),男,江苏扬州人,徐州工程学院信电工程学院学生,研究方向为计算机软件;罗凯耀(1994-),男,江苏徐州人,徐州工程学院信电工程学院学生,研究方向为网络技术;姜代红(1969-),女,江苏徐州人,徐州工程学院信电工程学院教授,研究方向为数据库技术、嵌入式技术。
0 引言
汽车牌照自动识别系统[1]是以汽车牌照为特定目标的专用计算机视觉系统 ,是计算机视觉和模式识别技术在智能交通领域应用的重要研究课题之一。 车辆牌照识别[2]一般由以下环节:图像获取、图像预处理、车牌定位、字符分割、字符识别 ,每一环节对下一环节都有很大的影响。 从采集卡获得的原始图像不仅包括车牌照,而且还有汽车本身以及汽车背景图像,车牌识别的难点在于获取高质量的车牌图像。采集车牌图像时,会受到光照、障碍物、拍摄角度、摄像设备等的影响,图像中会产生较多与车牌无关的图像数据,造成噪声,从而影响车牌识别效果,所以需要对识别的图像进行预处理,去除噪声干扰。
本文车牌图像预处理[3]主要针对智能交通管理系统中的车牌识别,通过获取车牌对车辆信息进行采集,经过车牌图像灰度化、图像增强、边缘检测、车牌定位、车牌图像二值化及图像倾斜校正等,为车牌图像后续处理打下基础。
1 灰度化
一般从摄像头采集到的图像或者计算机中存储的图像通常是彩色图,彩色图像包含着大量的色彩信息,在数字图像[4]处理中 ,很多算法都是针对灰度图像 ,处理的灰度级从0~255,共 256个灰度级,这样不仅减少了存储图像所需的内存,而且加快了图像处理的速度。 因此,首先要将彩色图像转换成灰度图像。彩色图像中任一像素都有R、G、B三种不同的颜色分量,而当图像中每一像素值R=G=B时,表示一种灰度颜色。其中,灰度化的方法主要有以下3种。
2 二值化
二值图像是由黑白两种颜色构成的图像。目的是能够快速将车牌字符和背景分开,通过阈值设定将灰度值小于阈值的像素直接设为0,灰度值大于阈值的像素直接设置为255,而二值化的关键就是找到合适的阈值T来区分对象和背景。
4 实验结果
本文采用手机随机拍摄的汽车图像,测试环境为2GHz cpu,2G内存,操作系统为window 7,使用平台为vs2005,并基于opencv开发车牌预处理功能。
当对一副未进行预处理或噪声处理不当的图像分割时,即会出现如图5的车牌定位区域过大或过小的情况,而进行过预处理后的图像进行车牌定位时则如图6所示,可见预处理对降噪起了很大的作用。
5 结语
车牌图像本身较复杂,冗余信息较多,因此难以识别。本文探讨三种预处理方法简化图像、消除图像噪声。其中灰度化减少了图像存储的大小;二值化将图像转化为黑白两种颜色的图像,使车牌和背景分离;边缘增生使得车牌定位更加快速、准确。实验结果表明,三种方法均达到预期效果,提高了图像的质量,为图像后续分割和识别打下了基础。
参考文献:
[1]刘海波,沈晶 ,郭耸.Visual C++ 数字图像处理结束详解[M].北京:机械工业出版社,2010.
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关键词:船舶辅锅炉;PLC;水位-蒸汽自动控制系统
1 PLC自动控制系统
PLC作为传统继电接触器的替代产品已经广泛的运用于船舶锅炉、电站、分油机的自动控制系统中,它是以中央处理器为核心,综合了继电器控制和计算机控制优点而开发的工业自动控制装置。相比传统的接触器-继电器系统,由于它可以通过软件来改变控制过程,而且体积小、组装灵活、编程简单、抗干扰及可靠性强等特点,非常适合在恶劣的工业环境(潮湿、振动、倾斜)下使用[2]。PLC是以“顺序扫描、不断循环”的方式不断工作的,其工作原理框图如图1所示。
2 系统原理及功能
传统电极式水位检测装置在检测锅炉水位时,其测量值的变化幅度较大,特别是在锅炉水质变差,含盐量增加,在升汽过程中发生汽水共腾时非常剧烈,容易造成虚假水位。文章利用在辅锅炉下面安装四个压力传感器,将水的重力转化成电信号输出,为了克服虚假水位,PLC将所测量到的电信号加在一起除以四,得到一个平均值。以后将测量值与平均值相比较得到一个偏差值,在下一个新的扫描周期内,测量值将值取代原来的电信号,算出一个新的平均值。这样就能到一个新的偏差值和一个新的平均值,PLC再把这两个值与报警设定值相比较,不管平均值达到报警值还是偏差值达到报警值,都将发出声光报警,辅锅炉停止工作,同时向主机的安全保护系统送一个故障降速或者故障停车信号。在锅炉内部安装两个蒸汽压力传感器,其检测和计算方式和水位自动控制相似,在辅锅炉正常工作时平均值和偏差值应该在设定的报警值范围内。在正常的范围内以实现水位的自动控制、蒸汽的自动控制、安全保护,保证水位在最高水位和最低水位之间,汽压在最高气压和最低气压之间,危险水位和超汽压自动报警[3]。系统控制流程图如图2所示。
3 PLC程序
系统平时默认为自动模式,当选用手动模式时自动模式将不会起作用,因蒸汽压力的控制与水位控制相似,PLC程序未给出。系统会自动检测水位是否正常,因为锅炉在实际应用中不允许锅炉烧干[4],PLC将传感器接收到的模拟信号,转变为4-20mA的标准电流信号,在低水位会自动启动水泵,在高水位会自动停止水泵,在危险水位则会停炉并发出报警信号。在蒸汽压力的控制过程中检测和处理方法和水位控制相似,主要控制油泵风机,在超汽压时发出的报警信号和危险水位时报警时是相同的。
4 结束语
采用压力传感器之后会大大减少因为虚假水位引起的报警,使系统的可靠性会进一步增强,在PLC应用到船舶辅锅炉之后,接线和拆线量会减少,只需改变内部的程序即可,方便了操作,减少了工作量,减少了故障率。用PLC控制辅锅炉的重要参数,给轮机员带来很大的方便。
参考文献
[1]曾步辉,高小瑞,陈景锋,等.PLC在船舶辅锅炉模拟装置中的应用[J].机电工程技术,2010,39(12):77-79.
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作者简介:傅琪(1994,10-),女,汉族,重庆市涪陵区,学生,本科,重庆交通大学,研究方向:船舶电子电气。
关键词:轨道交通;累积性;影响;
中图分类号:U215.7 文献标识码:A 文章编号:1674-3520(2014)-08-00-02
Abstract: This paper focuses on the accumulation of rail transit construction period, and puts forward the corresponding mitigation measures.
Key words:Rail transit;Cumulative;Impact
截止2013年底,我共有36座城市获准修建城市轨道交通[1]线路,其中19座城市的85条线路已经开通运营,总里程达2509.52公里[2]。城市轨道交通具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点,本文重点关注轨道交通累积性影响[3]。
一、研究实例
本次研究对象为郑州轨道交通三号线一期工程建设期累积性影响分析。累积性分析区域界定为郑州轨道交通三号线工程与沿线既有工程项目、在建工程项目和拟建工程项目对环境的影响在空间和时间上的叠加。本次评价着重考虑已有BRT线路和长途客运站、正在施工和即将施工的地铁1号线和2号线工程、近期规划的地铁4号线、5号线的影响,即新柳路站、黄河路站、二七广场站、东大街站、中州大道站和中兴路站。
累积性影响的评价重点为:(1)2号线~5号线工程在施工期所产生的弃土的累积性影响;(2)2号线~5号线工程施工期在换乘站处的社会、交通、噪声、振动、空气等影响的累积性分析。
(一)施工期弃土累积性影响分析及减缓措施
3号线工程车站和明挖区间的总弃土约335.4万方。施工期实际弃土时,可能接受同一时间施工的不同线路的弃土,造成对同一弃土场及周边地区的累积性影响,影响体现在:①弃土场在短时间内达到设计容量;②施工短期内作业车辆数增加;③由于弃土场均位于西南丘陵沟壑区,运输路线重叠,造成这一区域噪声、空气及遗撒的影响加剧。
运输过程中要采用同时应对施工场地的弃土存放处和弃土场采取如下环保措施管理:
①对产生的弃渣土及时清运,保持工地和周边的环境整洁;按照有关规定设置围挡、公示牌、硬化工地出入口等;设置符合要求的车辆冲洗保洁设施,配置专职保洁员,进出工地的车辆经冲洗保洁设施处置干净后,方可驶离工地;定期对施工现场洒水降尘,并对泥土采取覆盖措施。
②部分施工区段可能产生液化盾构土,这部分土需要在施工工地晾晒一段时间,且由专门的运输车辆清运,运至处置场后要掺入一定比例的干土再填埋。
③弃土场投入使用前先做好防排水设施,并要求下雨天不进行弃土作业。
④弃土运输车辆经过村庄时减速慢行,禁止鸣笛。
(二)施工期对交通产生的累积性影响分析及减缓措施
工程对交通的累积性影响体现在项目建设期可能和同时建设的黄河路站和中兴路站对周边道路的累积影响,具体包含对车站周边道路车流量的影响、对行人和非机动车辆的影响。
中兴路站为商都路和中兴路的交叉口,商都路路面较宽,中兴路为新建道路,车流量不大,同时施工对中兴路的影响不大。但黄河路位于人口密度大的南阳路和车流量大的黄河路交叉口,原本就存在交通拥堵情况,若同时占用双向车道施工则对路通影响很大。
减缓措施:
①在3号线黄河路站施工时,先占用一侧车道施工,同侧工程结束后,将这一车道恢复,再进行另一侧的施工。黄河路相对较宽且两侧建筑距道路相对较远,因此建议将施工场地选在黄河路两侧,尽量减小南阳路两侧的占地。
②施工前制定交通疏导方案,车辆提前绕行。
③在场地两侧尽量开辟专用车道,减少交通阻隔。
④加快施工进度,减少占用道路时间。
⑤优先保障公交线路通畅。
(三)施工期对大气环境的累积性影响分析及减缓措施
工程对空气污染的累积性影响分析体现在换乘的新柳路站、黄河路站、二七广场站、东大街站、中州大道站和中兴路站,同时施工时产生的灰尘及粉尘对空气的累积性影响。
地表开挖、钻孔作业时产生粉尘是施工期的主要空气污染源,采用明挖法施工的新柳路站、黄河路站、二七广场站、东大街站、中州大道站和中兴路站属于换乘站,施工占用面积及占用时间都大于一般车站,若不采取措施,施工过程中产生的粉尘浓度和污染的时间将会明显增大,将对施工人员和周围居民的身体健康产生影响。
施工期通过对各明挖车站施工场地定期洒水降尘,运输散体材料篷布遮盖等措施降低施工扬尘对空气产生的影响。
(四)施工期对文物保护的累积性影响
二七纪念塔位于郑州市最为繁华的二七广场,是国家级文物,是郑州市的地标性建筑。二七广场站为地下二层岛式站台车站,为1号线与3号线的换乘站。
1号线施工的影响:
①基坑开挖时,围护桩水平位移造成土体应力松弛,引起塔基的不均匀沉降。
②基坑开挖时,坑内降水坑外止水,若止水帷幕效果欠佳,造成周边土体失水,引起塔基的整体沉降或不均匀沉降。
3号线施工的影响:
3号线盾构隧道施工,地面沉降槽连续引起塔基的不均匀沉降。
郑州市轨道交通工程侧穿二七纪念塔保护方案分施工前预加固保护措施和3号线盾构施工过程控制措施两部分。
①针对变形控制标准[4],结合国内类似成功的工程经验以及二七广场的地质情况,提出各种可实施的加固保护方案,再对各方案分别进行加固前后的数值模拟有限元计算,在满足变形要求的情况下,结合经济、工艺、管线迁改等因素提出最优方案。
⑵沿3号线线路轴线方向设置一排直径800mm钻孔桩,桩顶采用0.8m×1.0m的冠梁连接为整体,桩底深入3号线盾构隧道以下4米,进入粉质粘土层(渗透系数0.08m/d),并且在临近塔基处预埋注浆管,在1号线基坑施工和3号线盾构掘进时,实行信息化施工,根据实际监测变形数据随时准备注浆加固。
二、结束语
目前,我国处于轨道交通大发展时期,我们在轨道交通施工中要注意关注其累积性影响,并针对提出有效减缓措施,尽可能减缓工程施工过程的环境影响,促进社会和谐发展,打造绿色交通。
参考文献:
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【关键词】 交通安全执法技术;学科建设;建设内容
【中图分类号】G64.23 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)22-00-01
一、本学科的研究对象及发展趋势
交通安全执法技术以交通违法、交通事故、交通阻塞等道路交通事件为对象,研究交通监测与控制、交通违法监测与控制、交通事故预防、交通事故现场勘查、交通事故处理与鉴定的理论、方法和技术。
当前国际上本学科研究范围较广,涉及交通安全执法、道路交通安全和智能交通管理等方面均有大量研究,从信息、传感、通信、控制等技术的初步应用,逐步发展为高新技术的综合运用和深度融合,将执法、技术、教育有机结合在一起,逐步建立起交通安全执法理论、方法和技术三个层面的理论体系。具体发展趋势是:
1、交通安全执法方面
以威慑理论为基础,研究针对超速驾驶、酒后驾驶、不戴安全带、闯红灯等违法行为的交通安全执法技术的有效性、合法性和可行性等,注重智能化执法技术的研究。在交通安全执法技术的有效性方面,强调执法技术的威慑作用,从惩罚概率、惩罚严重性、惩罚时效性等角度研究各种人力执法、自动执法技术、驾驶人违法计分系统等技术措施的一般威慑和特定威慑效果。在交通安全执法技术的合法性方面,从处罚对象(驾驶人或车主)、限速标准、饮酒驾驶标准、自动执法地点、执法主体多样化等方面展开研究。在交通安全执法技术的可行性方面,研究高新技术应用的可行性、执法成本、公众接受程度等问题。
2、道路交通安全方面
研究交通参与者交通特性、车辆技术、道路安全设施与环境、交通安全管理、交通安全有关其他技术五个方面与交通安全之间的关系。有关交通参与者交通特性研究主要有行人横过道路行为模式的安全评价研究,不安全交通行为的分析与控制,心理因素对人的交通行为影响的研究,应急状态下驾驶人反应和操控行为分析,驾驶人交通安全视距测试与分析系统,交通标志识认动态测试系统等。车辆安全技术研究主要有整车系统安全技术、智能车辆安全系统技术、车辆协同式(车联网)安全技术和交通运输安全与应急保障技术四个方向。
3、智能交通管理方面
由智能交通系统(ITS)框架的研究开发到ITS关键技术的研究,近年的热点主要集中在车路协同技术、动态交通管理和主动交通控制。车路协同技术研究集中在车路交互式行车安全系统技术、车车交互式协同控制系统技术、车路协同系统交通协调控制技术等方面。动态交通管理方面研究交通监测技术、信息融合技术、信息技术、交通诱导技术等。在主动交通控制方面,研究以提高行车安全性和减缓交通阻塞为目的的高速公路/城市快速路的可变限速控制、交叉口智能车路控制等技术。
二、主要建设内容研究
交通安全执法技术主要建设内容包括交通监测与控制技术、交通违法监测与控制技术、交通事故预防技术、交通事故现场勘查技术、交通事故处理与鉴定技术等。
(1)交通监测与控制技术
主要包含车辆与道路智能检测技术、交通信息采集理论与方法、道路交通控制理论与技术、现代交通系统建模与仿真四个方面的研究。
①车辆与道路智能检测技术
本研究方向以计算机在公路交通及城市道路智能测控领域的应用研究为主要目标。主要面向高速公路、城市道路交通运输系统,将计算机技术与现代交通检测技术,智能控制技术和现代通信技术(包括无线传输技术,IP网络技术),应用到对车辆和道路的状况进行检测和故障分析。同时开展车、路及环境综合信息交互技术方面的研究。
②交通信息采集理论与方法
本研究方向以有效、及时获取综合交通信息――特别是动态交通信息――并提供综合服务为主要目标,主要研究内容包括:交通信息采集处理理论、方法、技术的研究;基于图像/视频的交通流及交通事件检测技术研究;交通信息综合应用平台研究;基于计算机视觉(单目/多目)的交通安全辅助研究。
③道路交通控制理论与技术
道路交通控制从控制理论的基本原理出发,主要研究道路交通控制的原理、方法以及控制结果的评价等。主要研究内容包括:高速公路监控技术、交通事件自动检测技术和交通控制与诱导技术等;城市交通控制系统、停车诱导技术和快速公交控制技术等。
④现代交通系统建模与仿真
现代交通系统模型描述道路交通流状态变量随时间、空间而变化、分布的规律及其与交通控制变量之间的关系,它反映了特定道路交通流的内在规律。该研究方向将从交通流数据出发,研究现代交通系统建模与仿真技术的理论、方法和应用。
(2)交通违法监测与控制技术
基于道路交通检测技术的动态交通信息检测系统、车型自动识别技术、交通事件自动检测和道路交通违法监测的研究等。
(3)交通事故预防技术
交通运输安全保障与防护技术,如交通法规、交通安全、可靠性理论、容错纠错技术、人机工程与状态监测等。
(4)交通事故现场勘查技术
交通事故现场勘查技术主要以道路交通事故发生的过程以及成因为研究对象,以痕迹检验、测绘、摄影、心理学等理论为基础,对于道路交通事故现场中存在的相关元素展开勘验,并进行记录、提取、分析的专门技术。
[关键词]建筑施工技术 模块式教学 教学改革
[作者简介]刘孟良(1965- ),男,湖南益阳人,湖南交通职业技术学院建筑工程学院院长,教授、高级工程师,研究方向为土木工程设计与施工。(湖南 长沙 410132)魏秀瑛(1972- ),女,湖南衡阳人,湖南高铁职业技术学院,副教授,研究方向为建筑工程技术。(湖南 衡阳 421002)周金菊(1964- ),女,湖南常德人,湖南交通职业技术学院工程经济学院,高级工程师,研究方向为建筑工程造价。(湖南 长沙 410132)
[基金项目]本文系2009年国家社科基金项目“高职建设类课程项目化、模块化改革研究”的研究成果之一。(项目编号:BJA090060)
[中图分类号]G712 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2012)23-0138-02
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》职业技术教育部分明确指出,要大力发展职业教育,要把提高质量作为重点,要积极推进教育教学改革。然而,生源素质普遍偏低、大量学生学习兴趣不浓,尤其生源急剧减少等因素,导致职业教育面临着前所未有的困难和挑战。如何进行教育教学改革,采用有效的教育教学模式,提高教育教学质量,强化职业教育本质特征,增强职业教育为社会经济发展的服务能力,已成为业内人士的首选课题,众多职业院校都在寻找新的培养模式,高职建设类课程模块式教学改革势在必行。本文探讨如何进行“建筑施工技术”课程模块式教学改革。
一、关于模块式教学的理论
模块式教学英文“Modules of Employable Skills”(简称MES),是国际劳工组织在20世纪70年代开发出来的一种较为先进的、行之有效的职业培训方法。这种方法突破了我国传统的教育模式,抓住了职业教育技能训练这一核心,在深入分析每个职业(工种)和技能的基础上,严格按照工作标准(岗位规范),将课程标准和教材开发成不同的教学模块,形成类似积木组合式或一部多个零件组成的机器式的教学方式。
模块式教学具有强调把学生的需要放在第一位、强调学生学习的个性化、有很强的灵活性、有较强的实践性等特点,需要教师合理安排和调整教学内容,综合运用各种教学方式、手段,培养学生与未来所从事职业相适应的能力,让学生真正成为应用型人才。目前,国内外模块课程模式主要有MES模块职业能力培训课程模式、“双元制”模块课程模式、集群式模块课程模式、单元累计制模块课程模式等。
二、模块式教学在“建筑施工技术”课程中的探索和实践
(一)改革思路
“建筑施工技术”是建筑工程技术专业的一门核心课,是学生走上工作岗位进行现场施工技术和管理的一门必备的专业课。该课程概念繁多、专业性强、实践性强,学生普遍反映学习难度大,理论与现场工作实践不能很好结合。笔者结合长期的教学实践认为“建筑施工技术”课程应该按照如下思路进行课程改革:构建基于职业岗位工作过程的课程结构,形成以职业能力培养为核心的课程标准。依托中央财政支持的校内实训室和校外现场顶岗实训基地,采取灵活的教学方法,加强学生的实践动手能力训练。通过大量的实践训练,让学生在实践中发现问题,并积极主动地寻找解决问题的办法。
(二)课程模块的设置
课程按建筑施工技术的工艺流程划分模块,形成以职业岗位作业流程为导向的教学模块,即开工前的组织与计划、建筑施工测量知识、基础工程施工、主体工程施工、屋面工程施工、装饰工程施工、室外工程施工与竣工验收7个模块。再根据设定的教学模块遴选必要的知识。通过划分新的知识模块,将原来零散的知识点针对某一具体施工过程进行有机整合,使每个工艺流程中所应掌握的知识更加明确和具有针对性。课程模块的设定,如下表。
(三)采取模块式教学取得的成果
1.理论成果。一是对课程体系改革的一些核心概念进行了界定,对“建筑施工技术”课程涉及的教学模块、课程体系、教学模式等进行了探究。教学模式:基于明确的教学目标,围绕特定的职业岗位能力,对知识、技能、态度的要求划分为相对完整、相互联系的7个教学单元。课程体系:为实现教学目的、指导学生的学习活动,由学院有计划、有组织地编制相对独立、相互联系的若干教学内容组成的有机整体,主要体现在基于工作过程的教学计划、教学大纲及校本教材中。课程模式:在一定的课程观指导下建立起来的为“建筑施工技术”课程方案设计者开发或改造建筑工程技术专业并编制课程标准提供具体思路和操作方法的标准样式,包括理论基础、课程方案、课程标准、操作方法、保障条件、管理与评价等。二是为职业教育研究提供了有效的方法及经验。职业教育应以培养学生职业能力为核心目标,以职业道德素质和文化素质培养为基础目标,培养学生的综合职业能力;国家职业标准是确定职业能力培养目标最重要的依据;专业知识只有通过操作(运用)才能转化为技能。三是构建了较完整的建筑工程技术专业模块式课程体系,为建筑工程技术专业及其他专业构建模块式课程体系提供了一系列的参照样式。
【关键词】宽箱梁;剪力滞效应;研究方法
箱梁剪力滞效应的理论研究方法主要分为两类:解析法和数值分析法。解析法主要有正交异性板法、折板法、比拟杆法和能量变分法;数值分析法主要有有限单元法、有限条法、有限差分法和有限梁段法等。
(1)正交异性板法
正交异性板,是用纵横向互相垂直的加劲肋(纵肋和横肋)连同桥面盖板所组成的共同承受车轮荷载的结构。这种结构由于其刚度在互相垂直的二个方向上有所不同,造成构造上的各向异性。正交异性板法是把肋板结构比拟成正交异性板,将纵横梁分摊到板上,然后根据弹性薄板理论,从边界条件出发,导出肋板结构的应力和挠度公式,获得剪力滞问题的解。
(2)折板理论法
折板理论法是将箱梁离散为若干矩形板,以弹性平面应力理论和板的弯曲理论为基础,利用各板结合处的变形条件和静力学条件建立方程组,以矩阵形式进行计算。
(3)比拟杆法
比拟杆法是将处于受弯状态的箱梁结构比拟为只承受剪力的等效薄板与只承受轴向力的杆件的组合体,根据板与杆之间的平衡、变形条件建立微分方程组;通过加劲杆的内力确定每块翼板的剪应力,进一步由每块翼板的轴向力得到翼板的纵向应力。
(4)能量变分法
能量变分法是从假定箱梁翼板的纵向位移模式出发,把梁的竖向位移沿梁长的变化率和描述翼板剪力滞的纵向位移差的广义位移函数看作未知数,根据最小势能原理建立微分方程,进而获得应力和挠度的解析解。
(5)有限单元法
有限单元法主要基于三维板壳和块体理论计算箱梁的剪力滞效应,通过建立箱梁结构的三维有限元数值模型,施加边界条件和荷载条件,由后处理获得结构应力和位移结果,并根据纵向应力的分布状况分析结构的剪力滞效应。
(6)有限条法
有限条法是一种混合法,它具有一般结构法和有限元法的优点,该法Cheung首先提出,它可以看做是有限元法在用最小总势能原理导出未知节点位移参数和外荷载关系的一种特殊形式。与有限单元法相比,有限条法具有简单、计算量小的优点。
(7)有限差分法
有限差分法的基本思想是把连续的定解区域用有限个离散点构成的网格来代替,把连续定解区域上的连续变量的函数用在网格上定叉的离散变量函数来近似;把原方程和定解条件中的微商用差商来近似,积分用积分和来近似,于是原微分方程和定解条件就近似地代之以代数方程组,即有限差分方程组,解此方程组就可以得到原问题在离散点上的近似解。然后再利用插值方法便可以从离散解得到定解问题在整个区域上的近似解。
总结
综上所述,以能量变分法为基础的有限段法是一种深受研究人员欢迎的实用方法,其未知数少,内力形式的输出结果更符合工程师的使用习惯。这种方法直接以梁段为单元,先假设剪力滞翘曲位移沿横向的分布规律,然后沿纵向对位移进行插值,利用最小势能原理建立刚度矩阵。
参考文献:
[1]蔺鹏臻.混凝土箱梁剪力滞效应的分析理论与应用研究[D]:[博士学位论文].兰州交通大学,2011.
[2]程翔云,汤康恩.计算箱形梁桥剪力滞效应的比拟杆法田.中南公路工程,1984, (1): 65-73 .
[3] Sa-nguanmanasak J, Chaisomphob T, Yamaguchi E. Stress concentration due to shear lag in continuous box giders[J]. Structural Engineering, 2007, 29(7): 1414-1421.
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