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刊      名: 重庆交通大学学报(自然科学版)
主      办: 重庆交通大学
主      编: 唐伯明
副 主 编: 易志坚 田文玉
周      期: 月刊
出 版 地: 重庆市
创刊时间: 1982
ISSN: 1674-0696
CN: 50-1190/U
CODEN: CJDXAZ
2025年, 第44卷, 第7期 刊出日期:2025-07-23 上一期   
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交通装备
重载悬挂式罐车设计及转向架构架结构优化
蒋咏志1,2,3,王东2,刘文杰2,龚锐2,邬平波1
2025, 44(7): 1-6.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.07.01
摘要 ( )   PDF(4951KB) ( )  
悬挂式单轨列车在客运领域已形成了成熟的技术体系,但在货运尤其是重载运输研究方面仍存在显著空白;现有悬挂式运输列车多限于地面和地下的低速轻载场景,空中运输潜能尚未充分释放。针对重载运输需求,围绕转向架、油罐悬吊装置、油罐和牵引系统对重载悬挂式罐车进行了重新设计。转向架作为重载悬挂式罐车的关键承载和运行部件,其强度直接关系到车辆的运行安全性,不仅要承受来自车体和货物的全部重量,还要应对复杂的运行环境(如曲线行驶、坡道行驶以及可能的冲击和振动),转向架设计必须确保在各种工况下都能保持足够的强度和刚度,以避免结构失效和确保运输的连续性;通过构建多工况强度分析模型(静止/直线/曲线/上坡),验证了转向架具有较高的安全裕度,且有进一步优化的空间;并据此进行以质量减轻为目标的拓扑优化,实现了构架减重22.08%的目标。
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基于多目标优化的智能车避障路径规划研究
田国富,朱浩辰,常天根,郑佳强
2025, 44(7): 7-14.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.07.02
摘要 ( )   PDF(2330KB) ( )  
为提高自动驾驶汽车在避障过程中的安全性,提出一种基于多目标优化的避障路径规划方法。首先,设计了基于有限状态机的避障行为决策模型,将复杂的城市交通场景分解为有限的状态集合,并利用实时状态处理不同场景,从而生成避障行为;然后,以路径的平均曲率、路径长度以及距离障碍车最小距离为优化目标,以本车行驶至道路分界线时的航向角和此时本车与障碍车的欧氏距离为优化变量,以NSGA-Ⅱ算法为多目标优化算法对三次非均匀B样条曲线生成的避障路径簇进行优化,得到Pareto最优解集;最后,引入熵权法和TOPSIS法从Pareto最优解集中选择最佳避障路径。研究结果表明:和基于原始三次B样条曲线规划的路径相比,所提出的方法在避障过程中表现出更好的舒适性。
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跨座式轨道交通车辆走行轮胎偏磨损分析及参数影响研究
杨震,苟良春,杜子学,文孝霞,许舟洲
2025, 44(7): 15-22.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.07.03
摘要 ( )   PDF(2906KB) ( )  
针对跨座式单轨车辆走行轮异常偏磨损现象,建立了有效的单轨车辆走行轮胎有限元模型,并以走行轮胎摩擦功总和、摩擦功偏度值来表征偏磨损,研究了单轨车辆走行轮胎参数对走行轮偏磨损的影响规律,采用符号回归分析方法找到了走行轮胎参数与摩擦功总和、摩擦功偏度值的函数解析式。结果表明:当车速为36 km/h时可以使磨损和偏磨损最小;适当减小走行轮胎垂向力、侧偏角和侧倾角可以有效的减小走行轮胎的摩擦功总和、摩擦功偏度值,改善走行轮胎偏磨损状况。
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融合ICOA及PSM的轮毂电机多场耦合噪声优化
吴华伟1,2,李蒗1,2,李智1,2,曾运运3,彭建平3
2025, 44(7): 23-32.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.07.04
摘要 ( )   PDF(11653KB) ( )  
为削弱轮毂电机电磁振动噪声,以18槽16极14吋永磁轮毂电机为例,提出了一种融合改进浣熊优化算法(ICOA)及参数扫描法(PSM)的结构优化设计方法。建立基于PSM的齿槽转矩数据库,解析定子辅助槽数量对齿槽转矩的影响机理;构建基于自适应边界和淘汰机制的改进浣熊优化算法,设计基于ICOA的求解器对轮毂电机辅助槽进行优化,并与基于COA、MA、SSA的3种求解器对比寻优性能;搭建轮毂电机的结构场、电磁场及声场等多物理场耦合仿真模型,对比定子电枢结构优化前后的噪声声压级。研究结果表明:ICOA求解器在收敛速度和结果精度上优于其他求解器;优化后齿槽转矩幅值削弱59.08%;在空载时,电机转轴轴向的振动削弱了9.91 6×103 mm/s2,转轴径向的振动削弱了2.191 9×104 mm/s2,A计权声压级减小了3.818 dB;在负载时,转轴轴向的振动削弱了4.845 9×104 mm/s2,转轴径向的振动削弱了4.422 6×104 mm/s2,A计权声压级减小了7.648 dB;7倍频振动得到有效抑制,噪声总体水平从70 dB级削弱到60 dB级,提高了驾乘人员的安全性和舒适性。
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基于附着系数估计的智能车轨迹跟踪控制
陶捷1,刘欣怡2,郑燕萍1,田杰1
2025, 44(7): 33-40.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.07.05
摘要 ( )   PDF(1425KB) ( )  
为了让智能车在轨迹跟踪过程中及时获得当前路面附着系数以便更好地进行轨迹跟踪控制,提出了一种基于附着系数在线实时估计的智能车轨迹跟踪控制方法。该方法基于智能车当前轨迹跟踪的受力情况,采用Dugoff 轮胎归一化模型和无迹卡尔曼滤波(UKF)算法设计路面附着系数估计器,并基于当前路面附着系数估计值通过车辆二自由度动力学模型和跟踪误差模型,设计带有前馈控制的线性二次型调节器(LQR),实现智能车的轨迹跟踪控制。并通过Carsim和MATLAB/Simulink联合仿真,对智能车的轨迹跟踪控制及路面附着系数估计能力进行测试,仿真结果表明:在不同附着系数路面上不同车速行驶时该方法均能较为准确地估计各轮的附着系数,并且轨迹跟踪效果良好。
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道路与铁道工程
多元感知协同与混合采样策略的钢轨表面缺陷检测
彭静,高宝渠
2025, 44(7): 41-50.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.07.06
摘要 ( )   PDF(13540KB) ( )  
针对传统方法对复杂钢轨表面较小缺陷检测精度低、检测速度慢等问题,提出一种多元感知协同与混合采样策略的钢轨表面缺陷检测算法。首先,构建改进的轻量级特征提取主干CASG-MobileNetV2,实现模型轻量化的同时,有效增强轻量级主干对缺陷特征的提取能力;其次,提出前景感知注意力协同特征金字塔模块,在复杂轨道场景中进行多维度缺陷特征提取,增强小目标检测效果;再次,在Transformer部分设计混合采样策略,以动态感知代替自注意力学习,从而降低模型计算量,并进一步捕获全局与局部特征信息;最后,通过前馈神经网络与匈牙利匹配算法完成缺陷检测输出。实验结果表明:笔者算法较原始DETR算法平均精度均值(mAP@0.5)提升了3.5%,达71.3%;参数量压缩44.5%;检测速率提升至43.7帧/s,为原始DETR算法的1.6倍。笔者算法的评价指标优于对比方法,能够快速准确地检测出钢轨表面缺陷。
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混杂纤维组分电磁吸波集料混凝土的吸波性能研究
杨朝山1,朱毓豪1,任俊儒1,张学聪2,雷屹欣1
2025, 44(7): 51-58.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.07.07
摘要 ( )   PDF(3676KB) ( )  
为进一步提升电磁吸波集料混凝土的吸波性能,克服单一纤维组分对混凝土功能增强的局限性,以碳纤维(CF)、玄武岩纤维(BF)和聚丙烯纤维(PF)为基础,对不同纤维掺入量的混杂纤维组分电磁吸波集料混凝土进行了弓形法反射率试验。研究结果表明:混杂纤维组分较单纤维组分能更好地提升电磁吸波集料混凝土的吸波性能,拓宽了有效吸波带宽;CF与BF或PF在低掺量下混合,吸波的增强效果较好,但当纤维总量过高时不宜掺入较多的CF;BF和PF混合掺入后整体吸波性能最好,各组分试样反射率基本可全频段小于-7 dB,0.2%PF/0.2%BF或0.2%PF/0.6%BF这两个配比下的试样可全频段小于-8 dB,其中小于-10 dB的有效带宽最多可达4.00 GHz。
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化学法TB胶粉改性沥青混合料的路用性能研究
岳宏智1,2,陈应鲛3,赵林1,2,周海防3,吕泉4
2025, 44(7): 59-66.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.07.08
摘要 ( )   PDF(1320KB) ( )  
通过化学添加剂制备TB胶粉改性沥青可有效降低制备温度、防止老化、节约能源,为了探究化学法TB胶粉改性沥青的实际应用价值,选择岩沥青作为化学法TB胶粉改性沥青的增强剂并与SBS改性沥青、基质沥青进行对比,制备了SMA-13、AC-20、AC-25等3种不同级配的沥青混合料。基于车辙试验、汉堡车辙试验、低温半圆弯曲试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验和四点弯曲梁疲劳试验对化学法TB胶粉改性沥青的路用性能进行了研究。研究结果表明:干法加入岩沥青能有效地弥补TB胶粉改性沥青高温性能不足,提高了混合料的水稳定性,适应严酷的水热环境,较大程度的保留了TB胶粉改性沥青低温性能优异的特点;化学法TB胶粉改性沥青疲劳性能优于基质沥青,但岩沥青会在一定程度损伤混合料疲劳性能。
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路用双目融合结构光视觉算法与复杂环境影响分析
王元元1,2,李必杨1,周 哲1,杨建华2,刘燕燕3
2025, 44(7): 67-74.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.07.09
摘要 ( )   PDF(7244KB) ( )  
为了提高视觉测量技术在复杂路用环境下抗干扰能力和鲁棒性,实现复杂环境下路面三维纹理信息的精确测量,引入双光谱正弦编码条纹结构光,构建双光谱和结构光双重约束下二阶融合双目视觉测量模型,构造复杂光照和复杂路用环境,开展复杂环境下改进算法的测量效果评价。结果表明:经T-test分析,双目融合结构光视觉算法的测量精度与抗滑纹理测试仪在0.05的置信水平下不存在显著差异,双光谱结构光约束的引入能够有效改善双目视觉技术抗复杂环境的能力。同时,无论是在100~1 250 Lux复杂光照变化下,还是在斑驳、水膜和油污等复杂路用环境下,双目融合结构光视觉算法均能保持良好的测量稳定性。
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交通+大数据人工智能
基于注意力尺度序列融合的车辆行人检测算法
李军1,2,邹军1,陈翠2,张世义3
2025, 44(7): 75-82.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.07.10
摘要 ( )   PDF(6833KB) ( )  
针对在路侧端车辆与行人检测中存在检测精度低,漏检率较高等问题,提出了一种注意力尺度序列融合的车辆行人检测算法YOLOv8-APC。首先,在颈部网络中使用尺度序列融合模块SSFF与三特征编码器TFE,以增强对多尺度信息的提取与融合,同时引入通道与位置注意力机制CPAM提高检测精度。然后,在改进后的网络结构基础上增加P2检测层,提高对小目标的检测能力,降低漏检率。最后,在主干网络中应用C2f_GhostDynamicConv (C2f_GDC)模块,有效降低模型的复杂度。为验证算法的有效性,在重庆科学谷示范区路侧端数据集Vapddsits上进行验证,实验结果表明:YOLOv8-APC的mAP50值与召回率较原模型提升了11.1%、11.9%;参数量与模型体积分别仅有1.85 M、4.1 MB,分别较原模型下降了38.3%、34.9%,其对远距离小目标以及遮挡目标能够实现更为准确的检测,且不会占用过多的内存资源,为路侧端车辆行人检测提供了一种解决方案。
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基于居住偏好视角的城市居民通勤与居住再选择研究
何保红,谢维凯,杨夕蕊
2025, 44(7): 83-90.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.07.11
摘要 ( )   PDF(4297KB) ( )  
客观建成环境与主观居住偏好是影响城市居民通勤与居住地选择的核心要素,但这二者间的联系尚未被充分阐明。引入居住偏好概念并作为城市通勤居民的细分指标,构建不同居住偏好情景下,建成环境对通勤行为和居住再选择行为影响机制模型。研究结果表明:若不考虑居住偏好,建成环境对通勤行为的影响效应并不显著,考虑居住偏好后其影响效应才会凸显,这种影响在不同居住偏好情景下表现出明显的差异性;对不同居住偏好类型的居民,其居住再选择的影响因素也不同。
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基于演化博弈的高速公路诱导分流预测模型
陈鲁川1,张姝玮2,王亮1,苏东兰3,郭忠印4
2025, 44(7): 91-98.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.07.12
摘要 ( )   PDF(785KB) ( )  
高速公路改扩建期间诱导分流实施效果存在不确定性,影响交通组织效率。为深入分析高速公路改扩建诱导分流条件下,驾驶员决策的交互影响和博弈关系,构建涵盖油耗成本、时间价值成本、过路费以及可变成本支付的支付矩阵,并建立相应的复制动态方程,针对受流道路的典型工况进行数值模拟。研究表明:诱导分流无法对全部驾驶员产生影响;绕行系数较高的情况下,低时间价值驾驶员更容易接受诱导;演化博弈理论模型可有效预测高速公路改扩建的诱导分流效果。
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基于SEM与fsQCA的出租车驾驶人危险驾驶行为多致因组态分析
王连震,周铭,程国柱
2025, 44(7): 99-109.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.07.13
摘要 ( )   PDF(1741KB) ( )  
出租车作为城市客运的重要出行方式之一,其驾驶人群体的驾驶行为特性与一般驾驶人存在差异。为探究出租车驾驶人危险驾驶行为致因及影响因素,设计并收集了897份出租车驾驶人驾驶行为调查问卷。构建了企业管理水平、工作满意度、个人属性以及生活压力与危险驾驶行为之间的结构方程模型,分析了单个因素与出租车驾驶人危险驾驶行为之间的关系;利用模糊集定性比较分析(fsQCA)方法分析了不同影响因素多样聚合后对危险驾驶行为的影响。结果表明:企业管理水平、工作满意度、个人属性以及生活压力与危险驾驶行为存在显著相关性,其中企业管理水平(-0.401)、工作满意度(-0.204)及生活压力(-0.216)与危险驾驶行为呈现负相关,个人属性(0.465)与危险驾驶行为呈现正相关;存在企业管理疏忽型、驾驶人主导型、驾驶职业倦怠型3条高危险驾驶行为路径以及2条抑制危险驾驶行为的路径,其中管理疏忽型路径是最易导致出租车驾驶人产生危险驾驶倾向的路径。
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基于严格枢纽改进的航线网络研究
谷润平,李睿
2025, 44(7): 110-117.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.07.14
摘要 ( )   PDF(6192KB) ( )  
航线网络规划是航空运输领域的重要问题。在航空公司实际运营中,需要根据多种因素合理规划航线,实现公司效益最大化。基于严格多分配枢纽航线网络进行改进,提出非严格枢纽航线网络规划模型;综合考虑多种影响因素,应用CRITIC赋权法和基于动态优先级改进的贪心算法进行航线连接,并采用真实数据进行模拟。结果显示:非严格枢纽航线网络的总飞行里程较严格枢纽平均减少41 599 km,降幅10.4%;总机票收益平均增加 4 215 262元,增幅3.8%;研究结果具有可行性,通过多样化的枢纽城市选择,能够更好地平衡资源,提高航线网络的覆盖面和适应性。
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基于DEMATEL-QFD的电动自行车火灾与建成环境双层网络评估模型
谌微微,张子涵,韦玉东,邢青松
2025, 44(7): 118-124.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.07.15
摘要 ( )   PDF(1578KB) ( )  
为快速探究建成环境要素对电动自行车火灾事故的影响程度,构建了一个融合DEMATEL和QFD的“火灾因素-建成环境要素”双层网络评估模型,对电动自行车火灾事故相关的火灾因素、建成环境要素分别进行层内自相关、层间复杂映射关系分析,从定量分析结果中判定建成环境要素和火灾因素中的关键因素,探究各因素在火灾事故中的重要度,并据此提出电动自行车火灾防控的针对性预防措施和管理策略。研究结果表明,通过改善和优化建成环境的关键要素,可有效降低电动自行车火灾事故的发生率和潜在风险,也为电动自行车火灾防控提供方法参考。
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