重庆交通大学学报（自然科学版）

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成渝地区双城经济圈水运高质量发展若干问题思考

黄镇东

2021, 40(10): 1-6. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.10.01

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针对成渝地区双城经济圈水运高质量发展若干问题，分析了重庆水运高质量发展的历史机遇及研究重点；探讨了长江三峡航运新通道建设的生态环境问题。研究表明：重庆是长江上游航运中心，是水运高质量发展的重要抓手；提出适度超前的综合运输体系建设观点，大力发展“渝新欧”中欧班列运输和陆海新通道建设，融入国内国际大循环。

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长江上游黄金航道生态可持续发展评价

李文杰1，唐伯明1，杨胜发1，王皓2，杜洪波1，万宇1

2021, 40(10): 7-13. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.10.02

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长江上游航道等级偏低、三峡船闸拥堵等问题突出，导致上游黄金航道通过能力与航运需求增长不相适应。宜尽早决策长江上游黄金航道通过能力提升建设工程，评价航道生态可持续性，以支撑生态保护优先下的长江上游黄金航道建设。基于综合考虑航道开发、经济效益和生态压力等指标的评价体系，针对长江上游黄金航道改进完善相关指标计算方法，评价宜宾至重庆段二级航道工程和三峡水运新通道工程的生态可持续性。结果表明：宜宾至重庆段二级航道建设工程实施后，航道开发率由41%提升至55%，仍小于长江干线航道整体平均开发率67%，经济效益指数显著提升，生态压力指数由0.33提升至0.47，未超过生态可持续性的临界阈值；三峡水运新通道工程实施后，开发率由68%仅提升至69%，经济效益指数显著提升，生态压力指数0.48略微增长至0.49。重庆至宜宾段二级航道建设和三峡水运新通道建设工程符合生态可持续发展要求，研究结果可为长江上游黄金航道相关工程决策建设提供理论支撑。

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基于港珠澳大桥的桥梁强国建设路径

孟凡超，刘明虎

2021, 40(10): 14-19. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.10.03

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介绍了港珠澳大桥的建设背景、目标、桥梁结构和景观文化设计方案；总结了港珠澳大桥建设成就及经验；概述了基于“大型化、工厂化、标准化、装配化”建设理念的桥梁工程新材料、新结构、新技术、新工艺、新设备等的创新成果；提出了在建设交通强国时代背景下，我国桥梁强国建设的高质量发展理念、工业化技术路径及建设要点、体制机制创新途径。

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桥梁内部钢结构病害检测研究与应用

周建庭1,2，夏润川1,2，张洪1,2

2021, 40(10): 20-28. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.10.04

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桥梁内部钢结构病害隐蔽性强、不易察觉，极易造成难以预见的结构破坏，因此如何实现内部病害的及时检测和精准诊断，成为亟待解决的重大难题。基于自发漏磁检测原理，揭示了磁场变异与钢结构损伤的相关性，然后利用此共性特征，开展桥梁内部钢结构病害无损检测研究；重点针对钢筋锈蚀、拉索腐蚀断丝和钢筋应力破坏3种桥梁内部病害，总结了笔者团队在检测方法、装置研发与应用方面取得的研究成果，对比分析了常用检测方法的技术特征，为推动桥梁无损检测技术的快速发展奠定了研究基础。

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桥梁装配式技术发展与工业化制造探讨

周志祥1,3，钟世祥2，张江涛1，邹杨1，梁华平2，郭劲岑1,3，蒋金龙1

2021, 40(10): 29-40. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.10.05

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针对量大面广的标准跨径桥梁建设，简要介绍了常用混凝土桥梁建造技术的发展；基于数十年桥梁结构理论和应用研究的认知，讨论了沿用数十年的预制梁装配式建造和正处于发展期的短线法装配式混凝土桥梁建造技术的优势和问题，探讨了兼具综合优势的装配式桥梁发展趋势；并简要介绍了标准跨径钢混组合桥梁的常用结构体系和装配式建造技术的发展，探索了无需现浇桥道板接缝混凝土的钢混组合梁桥的装配式构造与施工技术；针对海南省特殊的地理条件和战略定位，提出NHNR剪力连接的全装配式钢混组合梁桥构想，探讨了工厂制造桥梁构件-常规运输至桥位现场-机械化装配形成钢混组合梁桥的工业化制造方案。

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桥梁地下连续墙基础发展与展望

刘明虎

2021, 40(10): 41-51. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.10.06

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交通强国建设目标和创新驱动发展战略对桥梁工程新结构新技术提出了要求，新型地下连续墙基础与之高度契合。概述了桥梁地下连续墙基础结构类型及其在工程中的应用、探索及发展情况；分析了制约完全地下连续墙基础发展应用的关键因素；阐述了存在的设计施工关键技术问题及发展解决之道；展望了地下连续墙基础在桥梁工程建设中的发展趋势和应用前景。分析结果表明：各类地连墙基础在我国均得到了不同程度的工程实践和探索；条壁式、井筒式地下连续墙基础以及两者组合使用的复合地连墙基础为完全地连墙基础，在结构、施工、经济、安全、环保等方面独具优势，具有广阔的应用前景，但其发展受到诸多因素制约；短期内，对于一般地质条件，悬索桥重力式锚碇部分地连墙基础仍将作为综合比选较优的方案广泛应用于工程实践；在非水区和可围堰或筑岛施工的浅水区桥塔及悬索桥重力式锚碇中应用井筒式地连墙基础或井筒式与条壁式同时使用的复合地连墙基础，具有很强的实际需求和现实意义；在常规桥梁特别是有抗震需求的桥梁基础中，广泛应用条壁式地连墙基础具有普遍价值；广泛深入开展井筒式及复壁式地连墙基础的理论、试验、设计方法、关键施工技术研究及编制设计指南和技术规范并积极推广应用是发展路径和工作重点。

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钢管混凝土劲性骨架拱桥混凝土外包过程非线性屈曲分析

郭增伟，程皓，周水兴

2021, 40(10): 52-62. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.10.07

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劲性骨架拱桥混凝土外包阶段结构稳定性的准确把握是保障桥梁施工安全的关键。为了研究大跨径钢管混凝土劲性骨架拱桥混凝土外包过程稳定性，以某主跨为600 m的劲性骨架拱桥为研究对象，分析了混凝土外包施工过程中的劲性骨架拱的非线性屈曲行为，探究了几何非线性、材料非线性对主拱稳定性的影响；确定了可能发生局部失稳的构件，从稳定性机理出发确定构件失稳原因并提出稳定性加强措施。研究结果表明：随着外包混凝土的浇筑，主拱双重非线性表现地越来越明显，且结构的整体失稳之前部分构件可能已经出现了局部失稳；劲性骨架拱桥稳定性分析必须同时计入材料、几何非线性，否则会高估其稳定极限承载力，但只进行双重非线性分析可能不容易找到结构潜在的局部失稳的薄弱构造，为了更为清晰的认识主拱结构加载过程中的失稳机理，有必要仅分析材料非线性条件下结构受力行为的演化过程；主拱混凝土外包过程中靠近拱脚位置的横撑腹杆可能发生局部失稳的现象，增强横撑腹杆侧向支承能有效加强横撑腹杆稳定性。

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大跨钢管混凝土系杆拱桥考虑桩-土作用的近断层地震响应研究

徐略勤1,2，张令1，龚浩1

2021, 40(10): 63-72. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.10.08

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为揭示桩-土作用对大跨钢管混凝土系杆拱桥近断层地震响应影响，针对桥梁抗震分析中常见的6种桩-土作用模拟方法，研究并建立了相应的分析模型，选取9组近断层地震动记录作为激励，开展了全桥数值模拟分析。以直接嵌固法为基准，对比研究了桩-土作用对拱桥关键构件地震响应的影响。研究表明：桩-土作用对系杆拱桥的地震响应具有显著影响，可导致桥梁关键构件的地震响应增大50%以上，其中对拱肋和风撑地震内力的不利影响最大，而对拱肋地震位移的影响最小；采用不同方法模拟桩-土作用对系杆拱桥地震响应的影响规律总体上一致，但影响程度不同，表明这几种模拟方法都可用于判断桩-土作用的有利或不利影响；最后在本研究范围内，桩-土作用的非线性影响有限，采用计算量更小的m法替代p-y曲线法也能得到较为理想的分析结果。

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车辆撞击下UHPC连接预制拼装桥墩动力响应及耐撞性能优化

王银辉1, 2，冯泽牛1，罗征2

2021, 40(10): 73-81. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.10.09

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以UHPC连接预制拼装高架桥墩为研究对象，基于LS-DYNA软件对车辆撞击桥墩进行非线性有限元分析。通过UHPC试块轴压试验与落锤试验得到CSCM本构模型；并分析了不同撞击速度下预制拼装桥墩与整体现浇桥墩撞击力、变形发展规律及内力响应的异同；最后通过改变接缝钢筋直径，接缝处摩擦系数及下接缝处UHPC高度等关键参数进一步对预制拼装桥墩耐撞性能进行优化。结果表明：撞击后预制拼装桥墩的振动周期明显比整体现浇桥墩要短；拼装柱裂缝发展由墩底杯口上端向撞击背面延伸，整体柱则是从墩底延伸；两个桥墩的墩底易出现剪切破坏，被撞击处易发生弯曲破坏，其中拼装柱墩顶可能还会发生弯曲破坏，整浇柱墩顶易出现剪切破坏，拼装柱和整体柱抗撞性能差异不大；此外提高UHPC高度，相较于接缝钢筋直径和接缝处摩擦系数，对拼装柱耐撞性能提升最为明显，桥墩损伤破坏和动力响应也明显下降，可有效提升该桥墩的耐撞性能。

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考虑临近道路施工过程的在役桥墩墩顶位移演变规律研究

王多银，邢磊，段伦良

2021, 40(10): 82-90. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.10.10

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针对临近道路施工会通过改变在役桥墩桩基础桩-土界面的接触应力分布从而影响在役桥墩的墩顶位移特征这一问题，以重庆轨道交通3号线某在役桥墩为工程背景，利用有限元软件ABAQUS建立了描述临界道路建设过程中地基-基础-桥墩相互作用的三维数值模型，基于此模型分别研究了道路开挖、铺筑及运营对墩顶水平、竖向位移的影响。研究结果表明：路基开挖后，随着开挖深度（H）增加，墩顶水平位移会不断增大，墩顶竖直沉降则会不断减小，随着道路至桥墩边缘距离（L）的增加，墩顶水平位移不断减小，竖直沉降反而不断增大；道路铺筑后引起的桥墩顶部水平位移较路基开挖有减小趋势，竖向位移却有增大趋势；新建道路在后期运营中，交通荷载引起的桥墩顶部水平位移相对较小，而竖直沉降较道路施工引起的位移明显增大；在得出的墩顶水平位移随开挖深度的变化曲线中，墩顶水平位移从靠近道路到远离道路的转折点在道路施工中有所变化；在路基开挖中，当开挖深度约为1.8 m时，墩顶水平位移方向发生变化；在道路铺筑中，当开挖深度约为2.6 m时，墩顶水平位移方向发生变化；在后期运营中，当开挖深度约为3.1 m时，墩顶水平位移方向发生变化。

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基于波速衰减的混凝土损伤声发射定位优化算法试验研究

何兆益1，杨康2，李冬雪1，周翰林2

2021, 40(10): 91-96. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.10.11

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为研究声波在混凝土内部的衰减规律并提高声发射定位精度，对混凝土梁进行波速衰减试验，计算波速随距离的变化并给出波速随距离的衰减公式，建立基于波速衰减的声发射源定位穷举算法，进行了三点加载模式下的水泥混凝土小梁损伤断裂试验，采用声发射采集仪采集各项声发射参数，利用基于波速衰减的穷举定位算法对加载过程中损伤点进行定位，并与原有恒定波速的损伤点定位算法进行对比。研究结果表明：标准声发射信号波速在混凝土内部随距离增大衰减现象较为严重，初始的基准速度为4 745 m/s，在传播600 mm时已降至2 124 m/s；在脆性破坏阶段，声发射优化算法定位点数量由4个上升至16个，占比由17.4%上升至70.0%，精度较时差定位法明显提高，对混凝土损伤的定位与检测具有重要意义。

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基于图像技术的沥青混合料细观结构研究进展

朱洪洲1,2，谭祺琦1，范世平1，万国琪1

2021, 40(10): 97-110. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.10.12

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基于数字图像处理技术来研究沥青混合料的细观结构，回顾沥青混合料细观结构静态及动态识别的研究进展，其后列出一幅数字图像处理技术流程图并对获取沥青混合料内部结构图像方法(X-ray CT技术)进行了详细介绍；对通过图像处理技术来描述混合料内部结构特征，即集料形状及分布、接触特性和空隙分布规律等方面的研究进展情况进行论述，介绍了运用有限元、离散元和边界元这3种数值模拟方法及有关沥青混合料细观力学特征的虚拟试验。研究表明：X-ray CT无损伤扫描技术能较好识别沥青混合料内部细观结构特征；数值模拟结合有限元、离散元或边界元法能将沥青混合料内部细观结构与其宏观性能之间建立有机联系；虚拟试验应用能很好帮助理解宏观试验结果。在集料形状与分布研究中，尚未形成统一的评价指标，且不同研究人员采用不同的评价指标；X-ray CT技术精度问题和适用范围还需进一步改善；集料、沥青胶浆和空隙这3者之间还未建立有效的区分方法。通过总结数字图像处理技术对沥青混合料细观结构的应用，以期为后续关于沥青混合料宏观-细观-微观研究提供参考。

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Fe3O4改性生物质炭对As的吸附特征研究

樊建新，秦亮，段婷，邹兰，祁增林

2021, 40(10): 111-118. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.10.13

摘要 ( )

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为研究Fe3O4改性生物质炭对溶液中As去除效果和吸附机理，以小麦秸秆为原料，制备得到生物质炭（BC），用共沉淀法合成了2种Fe3O4改性生物质炭MBC-1、MBC-2（MFe3O4∶M生物质炭= 1∶4、1∶2）；采用SEM、BET、FT-IR和XRD对BC、MBC-1和MBC-2的表面形貌、比表面积、官能团、晶体结构进行了测定表征；采用XPS和EDS对分析了MBC-1的元素形态等理化性质；考察了生物质炭投加量、溶液pH值对吸附效果的影响；开展吸附动力学、等温吸附实验，研究了BC、MBC-1和MBC-2对As的吸附特性；探讨了Fe3O4改性生物质炭对As的吸附机理。结果表明：Fe3O4能成功负载到生物质炭上；MBC-1、MBC-2的比表面积分别是BC的1.69、2.26倍；BC、MBC-1和MBC-2对As的去除率随生物质炭投加量的增加而增大，随溶液pH值的升高而降低；BC、MBC-1和MBC-2对As的吸附符合准 Ⅱ 级动力学模型，吸附等温曲线符合Freundlich吸附模型；Langmuir拟合的MBC-1、MBC-2对As最大吸附量分别比BC提高了141、184倍，Fe3O4负载越多，吸附效果越好；MBC-1和MBC-2对As的吸附包括静电引力、配位反应和离子交换；负载在生物质炭上的Fe3O4参与了As的氧化还原反应，改变了As的赋存形态，影响着As的吸附固定。

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科学推动自动驾驶技术发展与应用——拥抱新技术，迎接新挑战

庞松

2021, 40(10): 119-122. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.10.14

摘要 ( )

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自动驾驶通过载运工具、基础设施与运行管控的有机融合，实现道路交通部分或完全自动化运行，是对传统运输模式和出行方式的一次深刻变革。首先，概述了自动驾驶的概念和意义。然后，阐述了自动驾驶汽车主要涉及的环境感知、自主决策和运动控制三大关键技术。接着，分析了自动驾驶技术发展存在法律法规和伦理问题有待解决、测试和评价方法缺失、标准体系有待健全、系统安全需引起重视等四大方面的问题。最后，指出未来自动驾驶可能呈现两条路线并行发展的态势：在开放道路上推广应用L3级以下辅助驾驶功能，提升驾驶安全，提高道路通行效率；在法律法规制约较少、环境相对封闭的园区内推动自动驾驶等无人化技术常态化运行，并配套建设智能化基础设施，改善生产和作业效率。

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基于电磁转矩的城轨列车电机-齿轮传动耦合系统故障诊断方法研究

徐向阳，樊林放

2021, 40(10): 123-129. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.10.15

摘要 ( )

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针对城轨列车电机-齿轮传动系统中电气、机械部分难以耦合而导致各自独立研究问题，综合考虑电机非线性磁导和齿轮时变啮合刚度，建立基于电机等效磁路网络模型(PNM)的城轨列车牵引传动系统机电耦合动力学模型。在此模型上，考虑定子匝间绕组短路故障及鼠笼转子导条断裂故障，求得故障下机电耦合系统的动态响应；基于电磁转矩进行故障诊断，并与矢量控制单电机模型的诊断结果进行对比研究。研究成果表明：在低频域，PNM的电磁转矩频谱比矢量控制单电机模型的频谱在故障频率处幅值更大，更易于识别故障；在高频域，PNM电磁转矩诊断方法能识别到更为明显的电源频率的高次谐波分量，在机电耦合系统的故障诊断中更有优势；基于电磁转矩的故障诊断方法可以有效诊断城轨列车机电耦合系统故障，为无传感器的故障检测技术提供理论支持。

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多中心共同配送与收集网络联盟优化问题研究

王勇，罗思妤

2021, 40(10): 130-145. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.10.16

摘要 ( )

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针对多中心共同配送与收集网络中物流合作联盟构建和收益分配机制设计方面存在的不足，提出了多中心共同配送与收集网络联盟优化策略。首先，建立了网络运营总成本最小和配送与收集车辆使用数量最少的双目标优化模型。其次，提出了结合k-means聚类算法和Im-NSGA-Ⅱ算法的混合启发式算法求解模型，该混合算法通过引入贪婪求解思想和精英保留策略，提高了算法的全局收敛性能和局部寻优能力，并与NSGA-Ⅱ和MOGA算法进行对比分析，验证了所提算法的有效性。然后，运用最小费用剩余节约方法（MCRS）研究多中心共同配送与收集网络联盟的收益分配问题，并讨论合作联盟序列选择和联盟稳定性。最后，通过实例对提出的优化模型和算法进行验证。结果表明，该方法能够优化多中心共同配送与收集网络资源配置，降低网络运营成本，为多级共同配送与收集网络优化提供参考和方法借鉴，并为可持续的城市物流网络规划和共享物流合作联盟构建提供决策支持。

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基于CCSI的物流配送服务顾客满意度测评模型

傅志妍1,2，刘柯良1，黄勇1，陈坚1

2021, 40(10): 146-153. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.10.17

摘要 ( )

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为解决物流配送服务顾客满意度缺少定量描述方法的问题，在中国顾客满意度指数模型基础上，通过感知服务质量、期望服务质量、品牌形象、感知服务费4个影响因素，从顾客心理感知角度探索各因素对顾客满意度与忠诚度的影响作用，构建了物流配送服务顾客满意度测评模型。运用二阶结构方程模型进行变量构念简化，进而定量分析了各影响因素对物流配送服务顾客满意度的影响作用，以及各影响因素之间、满意度与忠诚度之间的相互关系。最后将模型应用于重庆市实例分析中。结果表明：感知服务质量与感知服务费用对物流配送服务顾客满意度的影响作用最为显著，品牌形象影响作用亦不容忽视，而顾客满意度显著决定着顾客忠诚度。

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不确定环境下多式联运路径多目标优化

彭勇，肖云鹏，罗义娟

2021, 40(10): 154-160. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.10.18

摘要 ( )

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针对不确定环境下的多式联运网络，考虑转运成本、时间及运输方式班期等影响因素，构建运输总成本最小和运输总时间最小的双目标优化模型。通过蒙特卡洛方法处理网络中的不确定性，设计结合非支配排序的多目标蚁群算法求解Pareto解。为解决基本蚁群算法收敛过慢、过早收敛带来的求解质量低等问题，在状态转移策略中加入方向启发因子，在信息素更新策略引入“最大-最小蚂蚁系统”，从而提高解的质量。最后通过算例检验改进蚁群算法的优化效率，并为决策人提供5个充分满足其对不同目标要求的决策路径。

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基于游客体验的城市近郊旅游路线规划

陆百川1,2，杨杰毅1，王鑫1

2021, 40(10): 161-170. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.10.19

摘要 ( )

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根据城市近郊自驾游灵活性和个性化的特点，综合考虑道路交通和旅游景点因素对游客出行体验的影响，提出了一种基于游客体验的城市近郊旅游路线规划方法。首先在综合分析道路交通因素及旅游景点属性对自驾游客体验感影响基础上，建立了基于综合路阻的景点间最优路径选择模型，并采用Floyd算法进行了求解；然后根据旅游出行成本和景点游览效用构建了基于游客体验的景点顺序规划模型，并利用遗传算法对最优旅游路线进行了求解；最后通过实例验证表明，相比传统基于出行距离最短的旅游路线规划方法，基于游客体验的城市近郊旅游路线规划方法更符合自驾游客出游实际情况，能有效减少游客的行程时间和景点等待时间。

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基于IC卡与GPS数据的公交通勤出行特征分析

李淑庆，刘耀鸿，邱豪基

2021, 40(10): 171-177. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.10.20

摘要 ( )

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公交通勤人群是公交客流的重要组成部分，公交通勤出行特征是制定公交优先发展战略、公交规划、优化与运营管理的数据基础。针对传统以“车”为研究对象的碎片化公交通勤出行特征分析方法，基于公交IC卡与GPS数据，从公交乘客“人”角度出发，系统分析提出了公交出行链特征、区间客流不均衡系数、职住平衡水平及线路黏性系数4个维度指标参数计算方法。以重庆市主城区连续5个工作日47条代表性线路的公交乘客为例，对通勤出行特征进行分析，结果表明：重庆市主城区通勤客流换乘次数较少、长线公交客流需求较大、职住平衡水平较高、约1/4的通勤出行者对线路选择具有较强黏性。

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基于改进VGG模型的低照度道路交通标志识别

赵树恩, 刘伟

2021, 40(10): 178-184. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.10.21

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针对低照度情况下道路交通标志图像亮度偏低、饱和度过高、图像模糊、识别不精确等问题，提出一种基于膨胀卷积-VGG（dilated convolution-VGG，DC-VGG）模型的道路交通标志快速识别方法。首先，运用限制对比度直方图均衡算法（contrast limited adaptive histogram equalization，CLAHE）对图像H（色相）S（饱和度）V（色明度）空间中的V通道均衡化，实现低照度图像亮度增强；其次，在HSV空间中设定阈值分割出指定色彩，通过轮廓检测定位交通标志；然后，基于深度卷积对抗神经网络（deep convolutional generative adversarial networks，DCGAN）对真实的交通标志图像进行数据样本增强，以提高分类模型的鲁棒性；最后，提出DC-VGG轻量化模型实现交通标志快速识别。经验证，该方法达到94.12%的识别准确率，且能在硬件不佳的条件下实时检测。

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