高速公路车流荷载的时空特征演化与预测研究

摘要

由于高速公路车流具有时空演变性，故有必要研究其时空特性以建立更为准确合理的车流荷载模型.采用皮尔逊相关理论和奇异谱分析等方法研究了多个地区动态称重系统数据，根据高速公路车流平均车间距的40 m分界点，划分了两类不同的时空模型；定义了车流时间平均车重，并以此分析了车流系统平均车重与车速、车间距等参数的时空相关性及演变特征；进一步采用组合SSA-LSTM模型对车流系统的时间平均车重进行分解重构与预测.结果表明：车流荷载具有24 h周期性特征；组合SSA-LSTM模型相比于单一LSTM模型，其平均绝对误差和均方根误差分别降低了57.1%和54.7%,预测精度有较大提升，能有效预测车流系统的整体荷载变化，从而为评估车流荷载的长期效应提供依据.

关键词

高速公路 / 车流荷载 / 时空特征 / 相关性 / 奇异谱 / LSTM