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2022年, 第41卷, 第02期
刊出日期：2022-02-20 上一期    下一期
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交通+大数据人工智能
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交通+大数据人工智能

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基于复杂网络的全球集装箱海运网络脆弱性分析 张欣，孙代源 2022, 41(02): 1-7.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.02.01 摘要 ( )   PDF(3325KB) ( )   集装箱班轮运输具有定港挂靠的特点，单个港口的失效容易发生连锁反应，进而对整个海运网络产生影响。为研究全球集装箱海运网络的脆弱性，根据全球运力前10班轮公司的航线数据构建全球集装箱海运网络，运用复杂网络理论在分析海运网络拓扑结构特征的基础上，模拟了集装箱海运网络在港口随机故障和蓄意攻击两种模式下的海运网络平均度、集聚系数、最大连通子图以及平均距离等特征参数的变化情况。同时针对贝鲁特港爆炸事件，分析了该港口关闭对全球集装箱海运网络的影响。结果显示：集装箱海运网络在面对蓄意攻击时具有更大的脆弱性，贝鲁特港爆炸事件对海运网络的局部区域产生了较大影响。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于增量分配的港口群集装箱集疏运系统仿真 封学军1，范永娇2，许博1，刘韬3，丁之仪4 2022, 41(02): 8-14.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.02.02 摘要 ( )   PDF(2155KB) ( )   将交通配流理论运用到港口群集装箱集疏运系统中，以广义运输成本最小为目标函数，考虑不同运输方式之间的换装与衔接，构建港口群集疏运系统交通配流模型，利用增量分配法和Dijkstra算法仿真求解，并以山东省港口群集装箱集疏运系统进行验证。研究表明：当分配70%以下的集疏运总量到现有交通网络中时，运输成本上升缓慢；从分配80%的总量开始，区域运输成本急剧增加；至100%时，现有交通网已超负荷运行。通过增加建设中德龙烟铁路的集装箱运量或新建“中部铁路”能有效降低港口群集装箱物流总成本，分别达到2.24%和4.18%；若两条铁路同时运营，物流总成本可显著降低11.69%。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于随机森林算法的港口集装箱吞吐量预测方法 谢新连1，王余宽1,2，许小卫1，马昊1 2022, 41(02): 15-20.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.02.03 摘要 ( )   PDF(1285KB) ( )   为助力智慧港口建设，针对港口集装箱吞吐量预测准确性不足的问题，利用随机森林算法处理高维变量，构建一种港口集装箱吞吐量预测方法。首先考虑港口集装箱吞吐量受复杂环境影响，建立特征变量训练集；再通过泛化误差分析训练随机森林模型，根据MDA分析对特征变量重要性进行分析，筛选重要影响特征变量集合；最后构建随机森林预测决策树，建立基于随机森林算法的预测模型。以大连港为案例进行验证，并与三次指数平滑、多元回归分析和BP神经网络3种方法预测进行对比，结果表明：随机森林算法预测准确性更高。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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铁路大宗货物运输网络结构及流动空间格局 ——以云南省为例 戢晓峰1,2，孔令帅1,2，陈方2,3 2022, 41(02): 21-29.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.02.04 摘要 ( )   PDF(7558KB) ( )   铁路大宗货物运输在保障战略物资流通中发挥着主导作用，分析铁路大宗货物运输网络结构及其流动空间格局能够为产业规划与物流组织提供理论依据。利用铁路大宗货物到达和发送的数据，基于复杂网络理论构建了云南省铁路大宗货物运输网络模型，提取铁路大宗货物运输网络结构特征，并运用空间分析方法获取铁路大宗货物运输联系强度和流动格局。研究结果表明：①云南省铁路大宗货物运输网络密度为0.05，平均聚类系数为0.308，铁路大宗货运网络具有显著的小世界网络特性；铁路大宗货运节点服从幂率分布，呈现明显的集群效应，具有无标度网络特征。昆明、曲靖、楚雄的整体中心性水平较高，节点间货物交流较为密切，对大宗货物流通具有绝对主导权。②云南铁路大宗货物的整体货运规模空间分异显著，各节点货物运输水平两极分化严重，形成主要以昆明、曲靖的货运网络核心，大宗货运具有较高的集聚性。③云南铁路大宗货运网络呈现“中心-腹地”的空间运输联系格局，货运联系地理邻近效应显著，比较依存于与核心节点的连接，对省际货运网络结构具有一定的影响。④云南铁路大宗货运网络呈明显的轴辐式特征，不同节点大宗货物流通规模及运输通达性存在较大的差异，货物流向也表现出节点的吸引力和辐射力呈现非均质性。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于深度学习的有效停车泊位预测模型 温浩宇1，赵灵君1，王帆2，于江霞1 2022, 41(02): 30-34.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.02.05 摘要 ( )   PDF(2176KB) ( )   针对传统有效停车泊位预测方法无法刻画泊位前后时刻关联关系的问题，采用基于深度学习的LSTM(long short-term memcry)神经网络对其进行改进，提出了LSTM有效停车泊位预测模型，并基于此模型对不同类型的停车区域进行分析与预测。在构建模型的基础上，综合考虑了有效停车泊位预测的时空特性，选取目标区域内多个邻近停车场的历史停车数据组成数据集，并构建有效停车泊位预测的对比模型，以此检验模型的预测精度。研究结果表明：在不同类型停车区域的有效停车泊位预测中，LSTM模型预测结果与真实值一致性较好，预测精度均高于BP预测模型和ARIMA预测模型；LSTM模型在有效停车泊位预测方面可靠且有效。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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高速公路合流区可变限速和换道协同控制研究 李巧茹，王少航，陈亮 2022, 41(02): 35-43.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.02.06 摘要 ( )   PDF(2827KB) ( )   针对高速公路合流区通行效率降低、车辆延误增加、整体服务水平下降等问题，提出了一种基于可变限速和换道控制的高速公路合流区车流密度优化模型。首先，换道控制通过预测瓶颈容量和交通需求为联网车辆（CAVs）提供变道建议，优化合流区上游的车流密度，减少瓶颈容量下降的影响；其次，基于换道控制下的合流区瓶颈容量以及匝道的交通流密度，确定修正前的可变限速值；再次，利用基于细胞传输模型的反馈进行变限速控制，实时控制交通瓶颈上游流量以保证换道区密度收敛到最优平衡点，得到修正后的可变限速值；最后，选择元胞传输模型作为基础交通流模型对合流区进行换道控制，采用中观多车道元胞传输模型模拟合流区主线换道行为及换道控制对合流区交通流运行的影响。仿真结果表明：与无控制方案和VSL控制方案相比，协同控制的平均旅行时间分别降低了58.55%、35.68%，平均流量分别提高了9.09%、2.35%，协同控制在通行效率、交通安全方面均有明显改善。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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无信号T型交叉口左转车辆驾驶行为对交通流的影响 邹常丰，刘天阳，胡宝雨 2022, 41(02): 44-51.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.02.07 摘要 ( )   PDF(3406KB) ( )   为研究无信号T型交叉口主路左转车辆驾驶行为对交叉口交通流的影响，建立了元胞自动机无信号T型交叉口交通流模型，在开放边界条件下研究了不同左转车辆驾驶行为对交叉口车辆车均冲突频次与延误的影响。研究结果表明：左转车辆驾驶行为与交叉口车辆车均冲突、车均延误有密切关系。在保守型驾驶行为条件下，交叉口无车辆冲突，但相比于稳重型和冒险型驾驶行为，交叉口车均延误将更高；对于稳重型和冒险型驾驶行为而言，在交叉口车辆冲突方面，冒险型驾驶行为会导致交叉口产生更多的车辆冲突；在交叉口车均延误方面，当左转车流量较低时，冒险型驾驶行为下的交叉口车均延误更高，随着左转车流量的增加，冒险型驾驶行为下的交叉口车均延误逐渐低于稳重型驾驶行为下的交叉口车均延误。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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快速路隧道路段车道缩减情形下通行能力评估及应用研究 傅成红1，高良鹏1，钟营2，谢丽彬2，涂睿2 2022, 41(02): 52-57.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.02.08 摘要 ( )   PDF(3746KB) ( )   快速路系统是城市路网主骨架的重要构成部分，其主通道作用能否充分发挥，常受制于瓶颈路段通行能力。在快速路隧道路段车道缩减情形下，分析隧道路段的道路条件，从交通检测大数据提取交通流时空分布特征，选用Greenshelds交通流模型，分车道标定模型。对比隧道路段与紧邻的普通路段各车道通行能力差别，评估隧道路段车道期望通行能力、运行通行能力；比较渐变缩窄与信号控制两种模式缩减车道的通行能力差异，提出兼顾通行量最大化与路权公平的信号控制改善方案。验证了：车道通行能力自内向外衰减；运行通行能力比设计通行能力低；提出的信号控制改善方案可提高通行能力3.4%。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

交通基础设施工程

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反复荷载下钢筋拉伸破坏试验的自发漏磁信号分析 屈英豪1，周建庭1，赵瑞强2，张洪1，刘尚凯1 2022, 41(02): 58-64.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.02.09 摘要 ( )   PDF(5867KB) ( )   为研究钢筋在反复荷载下自发漏磁(SMFL)信号的变化规律，在考虑反复荷载对磁化强度的内耗效应基础上，提出了修正后的Jiles-Atherton模型；通过对拉伸过程钢筋SMFL信号监测实验，研究了反复荷载对SMFL信号规律的影响。研究结果表明：在经过反复加卸载后初始SMFL信号会产生损耗但最终趋于0，SMFL信号与力的关系逐渐趋于稳定；弹性阶段SMFL信号曲线规律受反复荷载最大值Fc影响，屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段SMFL信号变化规律与界限特征不受影响；SMFL信号对应变一阶导数的第1、2峰值可有效地确定钢筋目前所处应力状态。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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优化的分数阶GM(1,1)模型在桥梁线形控制中的应用 洪晓江1，张雪松2，郭宁1，李鸿鸣3 2022, 41(02): 65-70.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.02.10 摘要 ( )   PDF(1197KB) ( )   针对传统灰色预测模型用于大跨径刚构桥梁预拱度预测会出现过拟合现象和预测精度不高的问题，将分数阶算子GM(1,1)模型引入大跨径桥梁预拱度预测，并建立了一种基于牛顿二次插值的分数阶GM(1,1)新模型，实现了对传统GM(1,1)模型的阶数和背景值的双重优化。为了检验模型性能，将文中模型与传统GM(1,1)模型、分数阶GM(1,1)进行对比分析。通过实例验证，优化得到的分数阶GM(1,1)的预测平均相对误差为3.1%，相比传统的GM(1,1)减小了9%，预测精度进一步得到提高。新模型具有一定的实用性，且精度较高，对于同类型的桥梁施工控制有一定的参考价值。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于切槽法的混凝土梁体现存应力测试研究 闫燕红,孙运国，何立忠，郑连生 2022, 41(02): 71-75.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.02.11 摘要 ( )   PDF(4831KB) ( )   针对平行切槽法测试混凝土构件现存应力的测试技术开展研究，理论模拟分析了不同初始应力、切槽方式、切槽深度等参数对应力释放效率的影响，并进行试件测试实验。利用拆除下的20 m后张预应力混凝土板梁构件进行加载试验，测得构件现存预应力状况，进行切槽法应力释放测试试验，获取切槽法表面压应力测试值。研究结果表明：利用切槽法进行混凝土构件表面应力测试，切槽深度达到切槽间距的1/3时，可完成构件表面正应力的释放，实梁构件的最大正应力释放测试值可达到实存正应力值的80%左右。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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桥头跳车对路面结构的冲击效应研究 李玉华 2022, 41(02): 76-83.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.02.12 摘要 ( )   PDF(6936KB) ( )   基于车-路耦合动力学模型，研究桥头跳车对路桥过渡段路面结构的冲击效应。分析了考虑车-路耦合作用对路面冲击效应的影响，研究了车辆冲击系数和路面振动响应随路面弹性模量、路基反应模量的变化规律，提出了路桥过渡段的道路设计建议。结果表明：考虑车-路耦合作用后，车辆冲击系数和有效影响范围均有所减小；路面弹性模量、路基反应模量对车辆冲击系数影响不大，但对路面振动响应影响较大；路桥过渡段的路面结构设计应考虑路面动力响应，采用车辆冲击系数作为标准轴载的放大系数偏危险，建议采用路面动力反应系数；从控制路面振动角度出发，路桥过渡段宜选择柔性路面，同时路基反应模量应超过200 MPa/m。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于灰色理论的砂卵石地层盾构施工参数控制对地表沉降影响分析 韦生达1，刘丹娜1，彭鑫1，吕岩2，王伟3 2022, 41(02): 84-94.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.02.13 摘要 ( )   PDF(3220KB) ( )   为了揭示地面沉降对不同盾构施工参数的敏感性，以成都地铁17号线来凤路站—凤溪站盾构区间隧道为例，采用灰色理论对总推力、刀盘扭矩、同步注浆压力等9项控制参数的实测数据进行分析。研究结果表明：地面沉降对盾构施工参数敏感性最主要的3个因素依次为推进速度、注浆压力（注浆量）和螺旋机转速；在成都地区富水砂卵石地层中进行盾构施工时，盾构总推力控制范围为19 000~41 000 kN，刀盘扭矩控制范围为8 000~23 000 kN·m，同步注浆压力为1~3 bar；灰色理论模型能客观、准确地反映富水砂卵石地层盾构施工参数控制与地面沉降之间的关系。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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多因素影响下水工隧洞最小覆盖层厚度力学分析 杨自友，程长清，孙天宇，俞凡，杨明 2022, 41(02): 95-101.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.02.14 摘要 ( )   PDF(1366KB) ( )   综合考虑中间主应力系数n、渗流体积力pw及剪胀系数β等的影响，采用统一强度理论和D-P准则，根据应力、位移连续性条件，计算得到了圆形水工隧洞径向应力σr、环向应力σθ的解析解；推导出隧洞围岩塑性区半径r和最小覆盖层厚度h；分析了渗透系数比kd/kc、剪胀系数β、岩体强度参数c、φ及中间主应力系数n对最小覆盖层厚度h的影响。结果表明：当kd/kc≤500时，h值相对较小，当kd/kc＞500时，h值趋于一定值；不考虑渗流时，h值增大约94%；c、φ值对h值影响较明显；采用统一强度理论计算，h值随着n的增大而增大，采用D-P准则计算，h值则出现波动，呈现中间主应力的区间性；采用两种理论计算的h值均随着β的增大而增大。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于MOSES的三筒型基础运动响应特性研究 刘宪庆1，罗盛2，赵明阶1，乐丛欢3 2022, 41(02): 102-108.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.02.15 摘要 ( )   PDF(4564KB) ( )   筒型基础是近年来在海上能源开发的主要基础形式之一。采用水动力分析软件MOSES建立了三筒型基础结构的数值分析模型，对不同吃水、不同水深以及不同筒位布置的水动力系数和幅频响应特性进行了研究。结果表明：吃水和筒间距对结构的水动力系数和运动响应的影响明显大于水深的影响，在结构设计中合理的筒位布置以及施工过程中调整吃水深度能够保证良好的运动响应特性。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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不同老化条件下纳米材料复配胶粉改性沥青的流变特性 马庆伟1,2，李艳2，邱业绩2，杨晨光2 2022, 41(02): 109-115.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.02.16 摘要 ( )   PDF(2616KB) ( )   通过短期老化（RTFOT）、长期老化（PAV）、紫外老化（UV）3种老化方式，采用多重应力蠕变恢复（MSCR）和弯曲梁流变（BBR）等试验，研究纳米二氧化硅（Nano-SiO2）、纳米二氧化钛（Nano-TiO2）、纳米氧化锌（Nano-ZnO）单一改性及复配胶粉改性沥青在不同老化状态下的高低温流变特性，最后通过DMA试验分析了纳米材料复配胶粉改性沥青的玻璃态转变温度。结果表明：纳米材料复配胶粉改性对沥青的高低温流变性能及抗高低温老化特性改善优于SBS改性；经过RTFOT、PAV、UV老化后，3种纳米材料复配胶粉改性沥青中Nano-TiO2/橡胶复配方案的不可恢复蠕变柔量、劲度模量及玻璃态转变温度Tgc和Tgs变化幅度最小，其抗紫外线老化和抗热氧化性能更强；不同老化条件下沥青的玻璃态转变温度Tgc和Tgs均与劲度模量之间呈线性相关，通过损伤曲线得到玻璃态转变温度Tgs与劲度模量的相关性更好，Tgs能更有效评价不同老化状态下纳米材料复配胶粉改性沥青的低温性能。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于煅烧铝矾土集料的沥青混合料抗滑性能研究 宗有杰1，熊锐1，吕红莉2，孟建党2，李闯1 2022, 41(02): 116-123.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.02.17 摘要 ( )   PDF(9487KB) ( )   为有效提高沥青路面的抗滑性能，引入高抗滑集料（88#煅烧铝矾土）与集料差异磨光原理，采用自主研发的三轮磨光仪、动态摩擦系数测试仪（DFT）与摆式摩擦系数测试仪等探究了高低磨光值集料差异处理后的沥青混合料抗滑性能；提出了高抗滑沥青混合料材料组成优化方案，构建出不同磨光次数下动态摩擦系数（δDF）与车速的关系模型，并从集料层面分析了差异磨光产生的机理。研究结果表明：混掺一定比例的88#煅烧铝矾土与石灰岩矿料，沥青混合料表层差异磨光效应显著，抗滑性能提升；所构建的模型能够较好地反映出路表摩擦系数与磨光次数及车速的关系；88#煅烧铝矾土的合理掺配比例为沥青混合料矿料质量的25%～50%。研究结果为沥青路面抗滑性能的提升与持久提供了新思路。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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掺加BFS的乳化沥青冷再生混合料路用性能研究 杨涟1，徐周聪2，周浩南2，王全磊2，王火明2，蒋文鹏3 2022, 41(02): 124-130.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.02.18 摘要 ( )   PDF(1950KB) ( )   为验证在乳化沥青冷再生混合料中掺加高炉矿渣(blast furnace slag, BFS)的可行性并分析掺加BFS的乳化沥青冷再生混合料的路用性能，采用直接掺加BFS和以消石灰做激发剂掺加BFS两种方案，与掺加1.5%水泥的冷再生技术方案进行对比试验。通过测试干湿劈裂强度、冻融劈裂强度、60 ℃动稳定度和60 ℃抗剪强度、单轴压缩等性能指标，最终确定了v用于乳化沥青冷再生混合料的合理利用方式。研究结果表明：干湿劈裂强度试验无法有效地反映乳化沥青冷再生混合料水稳定性差异；冻融劈裂强度试验能有效地评价其水稳定性。在乳化沥青冷再生混合料中用BFS直接替代水泥会降低混合料的水稳定性；采用1.5%BFS+0.3%消石灰激发剂后，可使混合料具备与掺加1.5%水泥基本相当的路用性能。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

交通装备

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基于灵敏度的新型宽轮距转向架构架结构优化 杜子学，王奥，杨震 2022, 41(02): 131-136.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.02.19 摘要 ( )   PDF(8135KB) ( )   针对新型宽轮距跨座式单轨转向架构架端梁刚度不足﹑模态频率低的问题，建立了构架的有限元模型，进行自由/约束模态的灵敏性分析；提出在构架端梁中增加减重孔和采用铝合金材料这两种优化方案，并进行自由/约束模态灵敏性分析；最后对优化后的构架端梁进行静强度和疲劳强度分析。研究结果显示：在静强度工况下，优化后的构架端梁最大应力位于构架齿轮箱体上，且小于材料的屈服极限强度；在疲劳强度工况下，与原有的构架端梁相比，优化后的危险节点循环次数较低，但仍满足工程要求。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于全局优化算法的增程式电动汽车模糊控制策略 牛礼民1，张泉泉1，朱奋田1，宗发新1，郑飞宇2 2022, 41(02): 137-145.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.02.20 摘要 ( )   PDF(5932KB) ( )   针对传统模糊控制中规则库制定单一、动力系统与控制策略参数协调性不高等问题，提出一种基于全局优化算法的增程式电动汽车模糊控制策略。根据增程器最优效率曲线，分析并提取动态规划算法在不同需求及动力部件状态下的多能源分配规则，并结合传统工程经验作为模糊控制规则库制定依据；以燃油经济性为优化目标，利用粒子群算法优化整车动力部件与隶属度参数，获取具有全局优化性的EREV能量分配。最后，在MATLAB/Simulink中建立整车模糊控制策略模型，嵌入到ADVISOR中仿真并进行硬件在环测试。结果表明：所提出的控制策略适用于多种工况，与原车功率跟随控制策略相比，能控制动力电池SOC在合理范围内，同时提高整车燃油经济性。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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长江游轮大型分段吊装数值分析及应用 杨敬东1，岳新霖1，谷磊2，陈茂侨2 2022, 41(02): 146-152.  DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.02.21 摘要 ( )   PDF(24728KB) ( )   针对内河船舶建造工序中吊装方案依赖现场经验，而缺少理论数据支撑的问题，提出了总段吊装加固和子分段吊装加固两种不同的吊装实施方案，并根据实际建造数据，利用有限元软件建立大型船舶上层建筑分段模型，利用力学相关理论确定吊装过程的载荷分布特点和相关安全要求，并对不同方案下的吊装过程进行模拟计算。模拟计算结果表明：总段吊装方案虽然可以节省吊装时间，但对分段结构强度要求高，对建造现场吊装工具要求高，安全隐患较大；子分段吊装方案虽然需要多次吊装，但对现场吊装工具要求较低，吊装方案更为灵活，更适用于现阶段内河船舶建造方需求；建造实例反馈也证实了，采用子分段吊装方案可以更好地消除吊装过程中的安全隐患，对提高施工质量也有着一定的优势。 参考文献 | 相关文章 | 计量指标