0 引 言

雾的存在会导致道路能见度下降，驾驶员产生犹豫、错觉，给高速公路的交通安全和通行效率带来负面影响。2016年，我国因雾引起的高速公路交通事故共192起，单起事故死亡率高达86.5%[1]，远大于雨、雪等其他不良天气，其严重的死伤率、巨大的经济损失引起了社会各界的广泛重视。N.Chakrabartya等[2]认为雾天环境的低能见度会削弱驾驶员对周围道路信息的感知、判断和预测能力；若路面湿滑，则水分子和尘土、油污等杂质结合附着在道路表面，使道路摩擦系数下降，车辆易行驶打滑、制动距离延长[3]；一旦道路拥挤，则更易发生追尾、碰撞事故[4]，降低了雾天行车的安全性。同时，驾驶员趋向于谨慎驾驶[5]；采用更小的自由流速度和加减速，道路通行能力有一定程度的下降[6-7]。

限速是保障高速公路雾天交通安全的重要手段，我国《道路交通安全法实施条例》[8]规定了不同能见度下车辆限速及相关措施，但其本质是固定限速方式，不能根据天气和交通流状态实时对限速值进行动态调整，具有一定的局限性，因此，基于实时交通流运行状态检测的可变限速控制技术逐步发展起来。其核心思想是通过改变限速值对高速公路交通流运行状态进行人工干预，从而达到改善交通流运行状态、缓解道路拥堵、提升行车安全的目的[9-10]。国内外学者也对雾天环境下高速公路可变限速控制做了一定的研究。李长城等[11]通过分析京港澳高速公路实测数据，建立了雾天车辆平均行驶速度综合预测模型；J.Perrin等[12]通过收集美国犹他州高速公路近3年的历史数据，建立不良能见度下的信息系统ADVISE，通过可变信息牌向驾驶员提示当前能见度下的限速值；杨鑫宇等[13]针对不同设计速度的高速公路，在考虑能见度距离和单车道交通流量的基础上，对车辆进行分车道、分车型限速，但限速方法较为单一，难以适应实时变化的道路交通环境；S.Choi等[14]提出了1套可变限速控制的逻辑算法，使用K-最近邻算法预测下1个周期的气象、交通流数据，根据逻辑规则算法得出限速值，并在Vissim软件中进行仿真验证，但未考虑相邻路段或相邻周期限速值衔接问题。

综上所述，国内外学者对雾天环境下高速公路的可变限速控制方法做了一定的研究，但仍存在以下不足：①研究大多针对平流雾(分布范围较广、能见度较均匀的雾气)，较少考虑到团雾(覆盖范围小、可在短时间内使能见度迅速下降的雾气)的特点；②已有的控制方法较少考虑到交通流因素，相邻控制周期或相邻路段的限速值差异较大，在衔接处因车辆突然加减速而发生交通波动，易产生交通冲突。

基于此，在现有可变限速控制的基础上，提出雾天环境下高速公路可变限速控制方案，包含系统布置、工作流程，以及可变限速控制策略，根据实时能见度和交通流数据，考虑最大安全车速、交通流运行状态、驾驶员遵从度等因素，综合确定目标路段的限速值，并从安全和效率2个方面对可变限速控制的实施效果进行评价，为保障雾天环境下高速公路的交通运行提供技术支持。

1 雾天环境下高速公路可变限速控制系统的总体方案

1.1 系统组成

雾天环境下的高速公路可变限速控制系统主要包含4个部分：交通流检测器、气象检测器、可变限速控制器和可变限速发布系统。

可变限速控制启动后，按照以下流程确定各路段限速值。

目前，在实际工程应用中，交通流检测器和气象检测器布设的较为均匀，可变限速信息牌通常布置在事故高发区或雾气多发区。同时，由于交通流运行状态和道路能见度会随着时间、空间而变化，需要根据道路线性、气象环境特征、系统维护成本和检测器安装位置等因素对高速公路进行分段，每条路段长度通常在1.0～3.0 km，不含可变限速信息牌的路段使用电子地图或手机APP功能模块进行限速值的发布。在各路段的开始处安装交通流检测器和气象检测器，用于收集路段的相关数据；各检测器通过有线或无线的方式与可变限速控制器相互通信；可变限速控制器完成相关计算及优化后，将当前控制周期下路段的限速值显示在可变限速发布系统中。系统示意图见图1。

  

图1 雾天环境下高速公路可变限速控制系统示意图

 

Fig.1 Diagram of VSL system on freeway for foggy weather

1.2 系统工作流程

水泥稳定碎石基层收缩裂缝的防治可有效减少路面面层裂缝的产生，在基层预锯缝上铺设土工织物来防止反射裂缝是一个全新的尝试。本文针对水泥稳定碎石基层收缩裂缝，采用预锯缝+土工织物工程技术进行防治施工，并详细提出该技术施工工艺和质量控制标准，结合试验路段进行质量验证。采用预锯缝+土工织物技术对水泥稳定碎石基层进行防治施工后，能有效减少反射裂缝的产生，提高路面使用质量和延长道路使用寿命。

1) 使用交通流检测器、气象检测器收集当前路段的实时交通流、气象数据，并传输至可变限速控制器。

（7）加强邮轮专业管理和技术人才引进和培养。目前，我国从事邮轮码头服务、邮轮旅游服务和邮轮市场营销等方面的人才严重不足，有关部门应该尽快制定相关政策，大力挖掘、培养和引进相关人才。在邮轮相关服务教育培训方面，更应立足自身，放眼世界，寻求和国际著名邮轮公司或教育机构合作，共同建设致力于培育邮轮服务人员、邮轮管理人员以及旅游管理人员的邮轮人才培训中心，尽快提高从业人员的素质与水平。

雾天环境下高速公路可变限速控制系统的工作流程如下。

2) 由可变限速控制器对数据进行分析判断，设定的条件为当控制范围内任一路段的实时能见度低于250 m时，则需启动可变限速控制。若进行可变限速控制，则由可变限速控制器对限速值进行计算及优化；若不进行可变限速控制，则使用路段固定限速值对车辆速度进行控制。

3) 将目标路段在当前控制周期下的限速值显示在可变限速发布系统中。

4) 若当前控制周期结束，则进入下1周期，并重复上述过程；否则可变限速发布系统中显示步骤3中的限速值。

具体工作流程见图2。

  

图2 雾天环境下高速公路可变限速系统工作流程

 

Fig.2 Workflow of VSL system for foggy weather

2 雾天环境下高速公路限速值计算及可变限速控制策略

限速值的确定应同时考虑实时能见度和交通流运行状态，通过判断其当前流量是否超过通行能力，从而制定不同的控制策略。限速值的取值应慎重，若限速值设置的过高，则不能保证道路行车的安全性；若限速值设置的过低，降低道路的通行能力的同时，也会使驾驶员对限速值的遵从度下降。同时，频繁的改变限速值，会使交通流产生较大波动，导致车辆冲突增多，也会增加汽车尾气的排放量。

2.期刊编辑有权按照各栏目标准对稿件进行取舍、修改、编辑，必要时与投稿者、投稿单位或稿件涉及部门核实内容的真实性、准确性。

交通流检测器用来收集车速、流量和占有率等交通流数据；气象检测器用于收集能见度等气象数据；可变限速控制器根据实时交通流、气象数据对各路段的限速值进行计算和优化，可变限速发布系统包括路侧的可变限速信息牌和针对此项功能开发的电子地图、手机APP功能模块等。

当限速值为110 km/h时，约有14.8%的驾驶员会超过限速值，平均超速9.35 km/h；当限速值为80 km/h时，约有29.69%的驾驶员会超过限速值，平均超速9.62 km/h。由此可以看出，当限速值降低时，车辆的实际行驶速度超过限速值的比例将会增大，平均行驶速度会超过限速值约10 km/h，与Lu X. Y.[19]关于驾驶员遵从度的研究结果类似。同时，为了方便管理以及保持系统运行的稳定性，限速值应取整数且为10的倍数，即vlim(I,t+1)∈{40,50,60,…,100,110}。

他家窗户糊的是桃花纸。这种纸，薄且韧，涂上水油，被雨雪打湿，也不会破。在我记忆中，窗纸早旧了，可现在竟换上了新的窗纸。我一看就明白了，村子里像我这样想来偷窥的人不少，也不知在窗纸上捅了多少个洞，别呦呦没办法，只好又糊上一层窗户纸。

vs(i,t+1)=min{vp,v0(i,t+1)}

(1)

式中：vp为高速公路路段的固定限速值。目前在实际工程中，高速公路主线限速值为100～120 km/h，隧道、桥梁处为60～80 km/h[15]；v0(i,t+1)为基于停车视距模型计算的车辆限速值。当车辆行驶时，驾驶员发现前方有车辆减速或障碍物而采取紧急刹车措施时，车辆制动至前车或障碍物前完全停车的最短距离称为停车视距。车辆制动减速过程见图3。

  

图3 车辆制动减速过程示意图

 

Fig.3 Vehicle deceleration process

为确保后车能够安全停车，需满足：

交通量在时间和空间上并不统一；选取控制周期为5 min。仿真时长为90 min，前30 min为预热期，待车辆充分布满路网。

本组25例患者根据AHA标准进行冠状动脉分段，共分为339段，可用于MSCT评估的为321段，占比94.69%。经CAG显示，本组25例患者冠状动脉无狭窄率71.98%，狭窄度≥70%者占比15.04%，狭窄度50%～70%者占比5.01%，狭窄度＜50%占比7.96%。见表1。

L1(t0)+L2(t)-L3(t0+t)≤LJ

(2)

式中：L1(t0)为后车在驾驶员反应时间t0内的行驶距离；L2(t)为后车在制动时间t内的行驶距离；L3(t0+t)为前车在(t0+t)内行驶的距离；LJ为能见度距离。

考虑最不利的情况，在交通事故、货物散落的情况下，前面障碍物处于静止状态，即L3(t0+t)=0，此时，后车能够安全停车的条件为

L1(t0)+L2(t)≤LJ

(3)

目前学者们对驾驶员反应时间做了大量的研究，多数分布在1.0～2.5 s之间。史桂芳等[16]针对雾天场景在专业试车场进行试验，要求驾驶员看到警示灯随机亮起而采取制动措施，测得反应时间t0取值在2.0～2.5 s之间可满足大部分驾驶员的需求，为保证安全，取反应时间为2.5 s。

设定矩形开口环超材料的单元结构尺寸分别为单元结构的周期长m、宽n，金属环的长lx、宽ly，金属条宽度w，开口间距d以及左右2个金属环的距离g；设定超材料金属环的厚度为0.4 μm。图1（a）中的基底介质厚度为25 μm，图1（b）中的中间介质厚度为20 μm，基底介质厚度为5 μm。在空间中，单元结构呈周期性排列，形成二维周期阵列，构成了矩形开口环的超材料结构。本实验通过对一系列结构参数的仿真优化，得到最优的太赫兹频段下环偶极子超材料的电磁响应。

通过对驾驶员反应时间和制动距离的分析计算，选取雾天环境下车辆限速值的计算公式为

 

(4)

2) 判断路段i的当前流量是否超过其通行能力。即判断检测的路段i的实时占有率是否超过占有率阈值osw[17](osw的建议范围：10.0%～12.5%)。

高校图书馆在阅读推广工作中，要紧跟潮流不断创新，微信的普及为图书馆的阅读推广工作提供了更多可能。基于微信小打卡组织的阅读推广活动形式简便，读者参与门槛低，能够激发读者阅读兴趣，引入学生团队进行策划和管理，使活动更加贴近大学生活，采用线上线下结合的方式，相互促进相互补充，提高读者的粘性。充分利用微信平台的新功能，拓展阅读推广渠道，简化活动形式，打破时间空间限制，让更多的学生能够参与活动，提高阅读推广的品质。

(1)若代表当前流量超过路段i的通行能力，交通流处于不稳定状态。已有研究表明[18]，当交通需求超过路段通行能力时，车辆将在瓶颈区域形成排队并逐渐向上游传播，因此需对瓶颈区域上游进行控制，在瓶颈区域上游形成1个高密度、低流量的区域，使瓶颈区域的流量约等于其通行能力。同时，为了确保雾天环境下道路行车的安全性，限速值不应超过式(1)中计算的最大安全速度。

 

式中：为路段i在时刻t内的实测路段平均车速；1.2与0.8为假定适合雾天环境下的高速公路限速值折减的经验系数。

东亭的店子全都做的小生意，门面简陋却也方便。人们常常站在店铺门口，嗑瓜子儿拉家常，时而也隔着马路朝对面喊叫几声。东亭的人开口说话不由自主散着俗气，但却没一点汉口小生意人的油滑，倒更像是一种乡下人的朴实。

为验证不同雾天场景下，可变限速控制方法的有效性，构建了平流雾和团雾2种场景。平流雾分布范围较广且能见度较为均匀，团雾的分布范围仅为几百米，且能在短时间内快速移动使道路能见度迅速下降，造成驾驶员心理恐慌，易发生追尾、碰撞事故。2组对比仿真实验如下。

①路段i的限速值不超过式(4)中计算的最大安全速度为

医护人员应合理选择服药依从性健康教育方式，提高健康教育效果。如发放健康教育相关资料、开展护患交流会、利用医院壁报栏宣传等。同时应注意不同病人应采取不同健康教育方式进行药物作用及服药依从性重要性讲解：对文化程度较低的病人，可开展健康教育沙龙[16]；对出院病人，可借助网络、电话等定期随访；对年轻病人，可通过微信平台跟踪提醒；对年龄较大或记忆力减退病人，可上门随访。

vlim(i,t+1)≤vs(i,t+1)

(6)

②同一控制周期内，相邻路段的限速值差值不应超过20 km/h。

|vlim(i,t+1)-vlim(i-1,t+1)|≤20 km/h

(7)

若速度差值超过20 km/h，则路段i及其上游的限速值应重新选取、计算。

③同一路段中，相邻控制周期的限速值差值不应超过20 km/h。

|vlim(i,t+1)-vlim(i,t)|≤20 km/h

(8)

如果速度差值超过20 km/h，则路段i的限速值应重新计算。此时应当注意，若路段i在时刻(t-1)因能见度较高而限速值较大，而在时刻t因能见度骤然下降使限速值变低，无法满足式(8)，为保证高速公路行车的安全性，以及考虑时间序列的不可逆性，时刻(t+1)的限速值应仍取式(1)计算的最大安全车速。

3) 雾天环境下高速公路的限速值通常在40～120 km/h内[8]。通过对雾天环境下大量实测数据进行分析，得出路段限速值与驾驶员实际行车速度的关系，见图4。

  

图4 路段限速值和实际行车速度的关系

 

Fig.4 The relationship between the speed limits and the actual speed

1) 根据道路实时能见度和路段固定限速值确定路段i在下一循环周期(t+1)的最大安全速度。

以上，可变限速控制策略见图5。

  

图5 雾天环境下高速公路可变限速控制策略

 

Fig.5 The workflow of the proposed proactive VSL operations strategy

可变限速控制策略在高速公路系统运行一段时间后，收集相关道路交通流信息，从安全和效率的角度对可变限速控制的实施效果进行评价。交通安全方面选取相邻路段速度差作为评价指标，交通效率方面选取路段平均速度作为评价指标，综合评价可变限速控制的实施效果。

3 实验及分析

3.1 实验方案

G4高速公路是1条连接北京和珠海的南北向高速公路。选取其湖北省内部分路段(里程桩号K1239+500—K1250+56)的真实气象、交通流数据在Vissim软件中构建雾天场景，进行对比仿真实验。选择路段长约10 km，根据道路线型等因素分为8个路段，编号1,2,…,8。路段固定限速值为120 km/h。

(2)若代表当前流量小于路段i通行能力，交通流较为稳定，此时应满足如下条件。

第一组。平流雾环境下，有/无可变限速控制。能见度分布见表1。

 

表1 平流雾环境下路段的能见度分布

 

Tab.1 The visibility distance of road links in timein the advection fog

  

时间/s能见度/m路段1路段2路段3路段4路段5路段6路段7路段80～2000300300250250250250250300>2000～2800300250250150150150200300>2800～3600300250200100100100200250>3600～4500300250200150150200250250>4500～5400300300250200200250250300

第二组。团雾环境下，有/无可变限速控制。能见度分布见表2。

 

表2 团雾环境下路段的能见度分布

 

Tab.2 The visibility distance (m) of road links in timein the agglomerate fog

  

时间/s能见度/m路段1路段2路段3路段4路段5路段6路段7路段80～200010006006005005005008001000>2000～2800800400150200500500800800>2800～36005003502505075400400500>3600～4500600300300150150250400600>4500～54006005005004004006008001000

Integrated Design of Offshore Wind Tower and Foundation ZHAI Endi,ZHANG Xingang,LI Rongfu(1)

其次，以提问的方式引导学生探究求职信的基本格式和内容，同学们可以借用手机查找信息；在正文讲解中，以“我思故我写”为目标，通过提问，启发同学们用现有的知识对消息渠道、求职意向、个性特征、学业成就及工作经验等内容加以陈述，鼓励他们勇于表达思想，不要害怕出错。通过发现、讨论、尝试与评价，同学们对于英语求职信的格式与内容，以及正文12类常用表达式有了清楚的认识，逐步构建简单的求职信语料库。

3.2 实验结果及分析

不同雾天环境、不同控制策略下，高速公路路段的平均车速见图6～7。

不同雾天环境、不同控制策略下，高速公路相邻路段在同一控制周期下的速度差见图8。

平流雾与团雾、可变限速控制与无可变限速控制下，数据比较见表3。

从上述实验结果中，可以得到如下结论。

1) 视能见度较低或交通较为拥挤的路段为瓶颈路段。无论是否运行可变限速控制策略，随着道路能见度的下降，路段的平均速度均会呈现一定程度的减小。

托勒密的《地理学》最早被译为叙利亚文。十二世纪才传入欧洲。Djughrafiya这个语词的出现是与《地理学》在伊斯兰世界的传播有关。荷兰东方学者德·胡耶1879年至1939年编辑出版的《阿拉伯舆地丛刊》(Bibliotheea Geographorum Arabicorum)收录的马苏弟著作中，解释为“大地的区划”(qat'al-ard)，并在《雅致的信札》(Rasa'il Ikhwan al-Safa)中第一次从“世界与各地图绘”的意义上使用Djughrafiya(地理)这个词。 [14]

  

图6 平流雾环境下路段的平均速度

 

Fig.6 Average speed of each link in the advection fog

  

图7 团雾环境下路段的平均速度

 

Fig.7 Average speed of each link in the agglomerate fog

2) 实行可变限速控制，可以提高路段的最低车速，减少相邻路段的最大车速差，改善瓶颈路段的通行能力，平滑交通流。

3) 提出的可变限速控制方法，在不同雾天环境下，均可有效地改善交通运行状态，使车辆速度趋于同质化，交通流运行状态更加稳定，团雾环境下相邻路段最大车速差下降比例更为明显。

  

图8 同一控制周期下相邻路段速度差

 

Fig.8 The maximum speed difference of adjacent links in same control cycle

 

表3 不同雾天场景、不同控制策略下数据比较

 

Tab.3 Comparison data under different fog and control strategies

  

平流雾无可变限速控制可变限速控制改变比例/%团雾无可变限速控制可变限速控制改变比例/%最低车速/(km/h)47.35(路段455～60min)60.25(路段555～60min)提高27.2442.39(路段455～60min)54.49(路段455～60min)提高28.54 同一控制周期下相邻路段最大车速差/(km/h)43.1831.77降低26.4243.6125.33降低41.91备注 车辆速度的离散性较大 当能见度下降时,车速急剧下降,并且排队向上游蔓延

4 结 论

1) 在现有可变限速控制技术的基础上，研究了雾天环境下高速公路可变限速控制系统的组成、工作流程及控制策略。

2) 根据道路实时能见度和交通流运行状态，考虑实测驾驶员遵从度的情况下，制定不同的可变限速控制策略，并从安全和效率2个方面，对可变限速控制的实施效果进行评价。在平流雾和团雾的环境下，提出的可变限速控制策略均可有效的提高最低车速、减小相邻路段最大车速差，有利于保障雾天环境下高速公路系统安全、高效的运行。

综合考虑对二级平台以上景观带的防护及消浪以降低堤顶（防浪墙）高程，提出了二道防浪构造物及蓄浪空间的设想：即于堤顶（防浪墙）之前的景观平台外侧，加设一道防浪构造物，用于消减风浪以降低风浪至堤顶（防浪墙）时的爬高，防浪墙顶高程宜选取8.3m～8.5m；同时，第一道防浪墙可形成对后方景观带的防护，避免景观带遭受常遇频率潮水和风浪的破坏。此外，利用第一道防浪墙与第二道防浪墙之间将形成蓄浪空间，并利用风浪的间歇性通过排水措施自排回河道中，避免越浪流至堤后城市防护区，增加了城市防护区的排水量。蓄浪空间示意图如图4所示。

3) 不同的道路环境下，占有率阈值及限速值折减系数应有一定的差异，在此未进行深化研究。

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