重庆交通大学学报（自然科学版）

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新冠疫情防控下旅客登机效率评估及恢复

任新惠，石晓婷

2022, 41(03): 1-8. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.03.01

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新冠疫情防控给航空旅客安全出行带来诸多流程和措施的改变，其中保持社交距离的规定严重影响了以快速高效为目标的旅客登机效率。利用元胞自动机登机仿真模型，对随机（random，RD）、从外至内（outside-in，OI）、从后往前（back-to-front，BF）、倒金字塔（reverse pyramid，RP）、半块交叉（half-block，HB）等常见登机策略在新冠疫情防控下的旅客登机效率重新进行科学评估，对相关影响因素进行敏感性分析，并提出可恢复登机效率的可操作对策及对策组合。研究表明：保持社交距离平均延长2.4~2.8倍的登机时间，造成58.0%~64.1%的旅客登机效率下降；过道社交间距是影响登机效率的最主要因素，以RD登机策略为例，社交间距平均每增加0.4 m，登机效率降低17.2%；改用OI登机策略、限制旅客随身行李、使用双舱门等登机对策可分别平均恢复3.0%、3.2%、27.9%的效率损失，采用登机对策组合可恢复40.3% 的效率损失，在保证疫情防控安全下有效恢复了降低的登机效率。

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基于动态运行特征的空中管制扇区分类研究

张启钱，徐礼鹏，张赛文

2022, 41(03): 9-17. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.03.02

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对管制扇区进行科学分类，有助于了解不同类别扇区的运行特征，为管制运行管理提供优化依据。针对国内外在扇区分类方面研究的匮乏和分类专项管理较为粗放的现状，通过模糊聚类和遗传算法等机器学习算法，研究了一种基于动态运行特征的空中管制扇区分类方法。基于ADS-B雷达航迹数据，建立反映扇区动态运行特性的指标集。引入核函数和遗传算法改进模糊C均值聚类算法，运用改进的算法对选取的中国华东和中南地区97个扇区进行分类研究。采用Silhouette系数和KXB（Kernel Xie-Beni）指标确定最佳聚类数，根据聚类结果定义出5类运行特征各异的扇区，并通过仿真实验对扇区分类成果进行了合理性检验。研究结果表明：改进的算法在IRIS和WINE数据集上的聚类准确度较传统FCM算法提高了4.62%和26.96%，且具有较高的鲁棒性；扇区动态运行特征分析是将航空器空间行为和扇区繁杂程度及管制员工作负荷进行关联比较的有效途径；不同类型扇区的运行特征存在明显差异，模糊聚类算法相比于传统的硬聚类算法能有效处理扇区分类问题。

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海上搜寻船舶分配问题优化研究

王军，杨春林，王美蓉

2022, 41(03): 18-24. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.03.03

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海上搜寻工作是海上搜救过程中的重要环节，为使得在最短时间内，以最少的船舶资源完成对给定海域的搜寻覆盖任务，研究目标在概率分布不同的多个子海域上的搜寻船舶分配问题。研究是根据目标在各子海域内的概率分布情况、船舶到达各子海域的时间及船舶搜寻能力等参数特征，构建以完成各子海域搜寻覆盖的时间期望总和最小为目标的船舶分配模型。针对模型涉及的相关参数特征，设计基于优先队列算法实现其模型的求解，并利用遗传优化算法找出最优解。研究结果表明：该模型在所设计的算法上实现了为概率分布不同的多个子海域分配合理的搜寻船舶，为决策者在第一时间做出高效、合理、科学的搜寻船舶分配方案提供依据。

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基于N-K模型的水上交通事故触发过程及风险因素耦合研究

马建文1,2,3，王波1,3，黄子硕2

2022, 41(03): 25-30. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.03.04

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为明晰水上交通事故风险内在规律和多因素耦合关系，借鉴触发器原理对水上交通事故触发过程进行了分析；运用N-K模型定量研究水上交通系统内部人、船舶、环境及管理4个风险因素耦合关系，并对搜集的2012年1月—2019年8月水上交通事故数据进行实例计算。结果表明：水上交通事故与耦合风险因素数量成正相关关系，3个因素耦合时人、环境、管理的耦合风险值最大，双因素耦合时人与管理的耦合风险值最大；应着重加强对水上交通系统中管理和人的因素控制，这对提高水上交通事故风险预控水平非常重要。

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基于公交驾驶员心理状况的PCA-Logistic交通事故倾向性预测方法研究

胡立伟，郭治，张苏航，范仔健，殷秀芬

2022, 41(03): 31-36. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.03.05

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提出了一种基于公交驾驶员心理状况的PCA-Logistic交通事故倾向性预测方法。该方法针对传统Logistic回归模型中部分自变量间可能存在的多重共线性进而影响预测结果问题，采用主成分分析法对自变量进行降维处理并构建了PCA-Logistic交通事故预测模型；通过约登指数法确定二分类阈值表征预测结果中交通事故的发生与否，达到改进目的；结合1 004名公交驾驶员的心理健康问卷调查结果和公交驾驶员近1年内是否发生过交通事故的统计数据，对所建模型进行了验证；并对公交驾驶员心理健康状况提出了针对性的改进措施建议。研究结果表明：9项心理因子中的躯体化、强迫症状、抑郁和敌意是影响公交驾驶员行车安全的危险心理因子；所构建的PCA-Logistic交通事故预测模型有效且阈值划分合理。

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利用时变经验模态分解的主干道短时交通量预测

赵磊娜1,2，王延鹏2，邵毅明2，李淑庆2，温欣雨1

2022, 41(03): 37-44. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.03.06

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为描述短时交通量数据中隐藏的非线性与非平稳特性，提高短时交通量的预测精度，进而更好地构建智能交通平台，提出了一种基于时变滤波经验模态分解(TVF-EMD)与最小二乘支持向量机(LSSVM)的混合预测模型，即TVF-EMD-LSSVM模型。其中：TVF-EMD方法主要用来降低数据中暗含的非平稳性对预测结果影响；LSSVM模型是为了描摹数据中包含的非线性信息演化趋势。研究结果表明：相比经验模态分解(EMD)方法而言，TVF-EMD方法的分解结果更加适合交通流预测；该分解技术与LSSVM模型的结合可提供更好的预测结果，相比LSSVM模型而言，其平均绝对误差、平均相对百分比误差、均方根误差和均方根相对误差分别降低了9.186、18.947%、13.591、0.316%，且均等系数提高了0.082 1。

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基于有序Probit模型的中小城市有车乘客公交满意度影响因素分析

陈君，范靖堃，李晓伟，马瑞洋，朱沙浪

2022, 41(03): 45-52. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.03.07

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通过对有车乘客公交满意度及其影响因素的调查分析，有针对性地提高公交服务质量，有助于推动有车乘客从小汽车出行向公共交通转移，提高公交分担率。以渭南市公交为研究对象，通过随机抽样调查获取690个有车乘客的公交满意度数据；应用有序Probit模型建立了公交满意度与乘客个体特征、出行活动特征及公交服务质量属性的函数关系；通过边际效应分析定量评价了显著性影响因素对公交满意度的作用效应。研究结果表明：性别、日乘坐公交车时间、候车时间、换乘便捷度、出行信息服务、候车环境、票价价位、公交车站点设置是影响有车乘客公交服务满意度的显著性因素。通过改善发车班次、推广公交信息提示系统、调整公交线路设置以及票价价位等措施可有效提高有车乘客公交服务整体满意度感知水平。

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隧道安全评估的可靠度分析与工程应用

秦海洋1，苏宁2，汤永净3

2022, 41(03): 53-57. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.03.08

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为了提高考虑岩性不均和参数易变情况下的隧道结构安全可靠度，总结了可靠度分析方法特性，归纳出2种隧道可靠度分析方法即概率法及非概率法，前者如矩法和响应面法，后者如鲁棒法。采用概率可靠度方法（矩法）分析了某地铁施工引起的地表沉降问题，并用有限元方法进行了验证；采用非概率可靠度方法（鲁棒分析法）分析了某回风隧道的结构安全问题，并进行了安全评估。结果表明：有限元方法计算得到的最大地表沉降量为14.2 mm，该结果不随沉降量警戒值S0的变化而波动；采用鲁棒方法得到的最大地表沉降量为24.1 mm，失效概率PF=2.13%，PF随着沉降量警戒值S0的增大而减少，隧道支护抗力大于围岩压力，回风隧道设计满足安全要求；在考虑岩性不均及参数易变时，可靠度分析能够更全面地对隧道安全性进行动态评估，具有重要工程应用意义。

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基于自发漏磁效应的钢绞线应力检测试验研究

刘尚凯1，周建庭1，张向和2，赵瑞强3，张潇汀1

2022, 41(03): 58-64. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.03.09

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为实现基于自发漏磁效应的钢绞线应力检测，对1 860级钢绞线进行了张拉试验，研究其表面漏磁场强度随所受拉应力的变化规律，初步建立了基于自发漏磁效应的钢绞线受力大小分级标准,同时探究了试件长度和提离高度对漏磁场强度的影响。结果表明：漏磁强度法向分量By与拉力值F正相关,By-F曲线存在“两侧陡，中间平缓”的现象，其梯度在加载过程中发生明显变化；漏磁场法向分量的梯度曲线Ky-F存在两个转折点，由此将钢绞线拉伸过程的应力分为0～31.24%、31.24%～71.79%、71.79%～100%极限承载力3个区间，通过测量Ky-F曲线的变化趋势，可判断出钢绞线某一时刻应力值所处区间。随着提离高度的增大，加载过程中漏磁场强度的变化范围减小；随着试件长度增大，By-F曲线的变化率趋于稳定。

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不同轴压比下低剪跨比插槽式管墩抗震性能研究

王国清1，苏思博2，贾献卓2，李志聪3

2022, 41(03): 65-71. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.03.10

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针对插槽式连接预制桥墩的抗震性能，基于荣乌新线高速公路某桥梁工程，采用ABAQUS有限元分析软件对不同轴压比的插槽式连接桥墩进行数值仿真分析，重点分析了3种桥墩模型的承载能力、延性性能、滞回特性、骨架曲线、刚度退化以及耗能能力，设计并制作了插槽式连接预制灌芯管墩试件，并采用拟静力试验对构件进行验证。分析结果发现：低剪跨比的插槽式管墩破坏形式均为剪切破坏。随着轴压比的增加，其承载力逐渐提高，但管墩承载力失效的速度也越来越快，延性系数逐渐降低，刚度逐渐增大，耗能能力逐渐增强，低剪跨比插槽式管墩的轴压比在0.2左右时具有较好的抗震性能。

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竖直荷载作用下倾斜群桩受力及桩身变形性状研究

李龙起，赵皓璆

2022, 41(03): 72-78. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.03.11

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用有限元软件ABAQUS对室内模型开展数值模拟并进行对比验证，研究了倾角α=0°、5°、8°、12°，桩间距l=2.5d、3.0d、4.0d、5.0d、6.0d时，倾斜、竖直群桩在竖直分级加载情况下的荷载-沉降（Q-S）曲线、桩侧摩阻力q、桩身竖直位移U及弯矩M变化特性。结果表明：当竖直荷载Q较小时，倾斜群桩的Q-S曲线呈现线性状态，并随着Q值的增大逐渐由线性向非线性转换，Q值越大，非线性表现越明显。桩侧摩阻力q与Q呈非线性关系；相同Q值下，倾斜桩基桩侧摩阻力q的工作性能不同于竖直桩基的。竖直桩基中，有U中桩＞U边桩＞U角桩，竖直位移差随着桩间距l的增大而减小；倾斜桩基中，当l较小时，有U角桩＜U中桩＜U边桩，当l较大时，有U角桩＜U边桩＜U中桩；竖直桩基与倾斜桩基的U值均随着Q的增大而增大。桩身弯矩最大值与倾角α无关，与桩间距l呈反比；当α较大时，桩身下部弯矩M趋近于0。

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深厚填土区碎石土抗剪性能及桩基力学特性分析

王林峰1，程平2，唐宁1，杨柳1，朱航1

2022, 41(03): 79-86. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.03.12

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碎石土作为工程中常见的填土材料，其抗剪性能受含水率和含石量的影响较大。道路建设中以碎石土填料为承载基础的桥梁桩基在荷载作用下的力学特性也受多因素影响。以渝黔高速公路綦江北互通段公路桥梁建设项目为依托，选取施工现场的碎石土材料进行不同含水率和含石量的抗剪性能试验；基于MIDAS/GTS有限元软件建立深厚填土区以碎石土作为填土材料的桩基计算模型。研究结果表明：碎石土体黏聚力随着含水量增加而平缓减小，当含水率超过一定值时，其黏聚力减小较快，内摩擦角也随着含水率的增加而减小；黏聚力随着含石量的增大逐渐减小，内摩擦角则随着含石量增加而增大；先施加堆载造成的桩顶沉降变化幅度小于先施加桩载再施加堆载的变化情况，产生沉降较小的是先施加桩载再堆载最后桩载；桩侧摩阻力的变化规律与加载大小及顺序有关，取决于桩土之间的相对位移。

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滑坡推力与安全系数计算方法适用性研究

李焕焕1，倪万魁2，陈树峰1，李刚1

2022, 41(03): 87-92. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.03.13

摘要 ( )

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基于传递系数显式解法（简称传统显式解法）推导了考虑桩反作用力的滑坡推力计算公式（即改进传递系数显式解法，简称改进显式解法）；依托FLAC 3D软件平台建立模型，采用强度折减法对比分析了传统显式解法与改进显式解法计算的结果；研究了传统显式解法、改进显式解法，及传统隐式解法、改进隐式解法计算滑坡推力的适用性；分析了强度折减法与传统极限平衡法计算安全系数的区别。结果表明：由改进显式解法计算的滑坡推力大于由传统显式解法计算的；用改进显式解法计算的滑坡推力进行支护设计能够达到设计安全系数；采用强度折减法计算得到的滑坡推力与安全系数值均小于采用传统极限平衡法计算的；推荐采用改进的传递系数显式解法来计算滑坡推力，采用传统的传递系数隐式解法来计算滑坡安全系数。

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炉渣粉料对多孔沥青混合料性能影响的试验研究

赵曜1，呼禹1，吴凡1，周佳节1，冷慧梅2

2022, 41(03): 93-99. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.03.14

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通过试验研究了采用生活垃圾焚烧炉渣粉料(BAP)以不同比例替代石灰岩矿粉用于多孔沥青混合料的可行性及替代率对混合料各项性能的影响；采用马歇尔试验方法对常规多孔沥青混合料进行了配合比设计，以此为基准使用不同替代率炉渣粉料(质量分数分别为25%、50%和100%)的多孔炉渣沥青混合料进行了配合比设计，并分析了炉渣粉料替代率对最佳沥青用量的影响；基于室内试验结果，分析了炉渣粉料替代率对混合料高温性能、低温性能、水稳定性和透水性能的影响。试验结果表明：所设计的多孔炉渣沥青混合料各项性能指标均能满足相应规范的要求；炉渣粉料替代率对混合料的最佳沥青用量和透水性能影响显著，对混合料的高低温性能和水稳定性影响非常有限。

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陶瓷纤维沥青混合料路用性能及改性机理分析

王修山1，周恒宇1，张小元1，凡涛涛2

2022, 41(03): 100-106. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.03.15

摘要 ( )

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陶瓷纤维作为一种新型阻热材料，有提升沥青混合料高温性能的潜力。通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和低温弯曲试验对陶瓷纤维改性沥青混合料的路用性能进行评估；利用SEM扫描电镜试验从微观角度分析了陶瓷纤维改性沥青混合料的作用机理。研究结果表明：加入陶瓷纤维后混合料的高温性能和物理力学性能明显提升，水稳定性和低温性能有小幅增强。进一步的微观分析表明：分布于沥青混合料中的陶瓷纤维可通过吸附作用使结构沥青含量增多、沥青黏性增强，从而与矿料之间的界面作用力提升；加之纤维在混合料中可形成三维分散网状体系并传递应力，进而起到加筋阻裂的作用，最终对改善沥青混合料的路用性能有重要作用。

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基于纹理特征的PVA纤维束搅拌分散均匀性研究

曹源文1，夏杰1，廖科1，曾建民2，程志豪3

2022, 41(03): 107-112. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.03.16

摘要 ( )

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为提高PVA纤维束在水泥基中搅拌分散的均匀性，利用数字图像处理技术，基于PVA纤维束的纹理特征；采用灰度共生矩阵理论，开展PVA纤维束搅拌分散试验并进行了均匀性研究。得到不同工况下PVA纤维的统计型纹理特征；给出了角二阶矩和熵值与质量比、搅拌转速及搅拌时间的关系变化曲线；并进行了均匀性评价分析。研究结果表明：利用PVA纤维的统计型纹理特征可快速、准确地评价PVA纤维的搅拌分散均匀性，最佳PVA纤维束与粉煤灰质量比1∶45，最佳搅拌转速700 r/min及搅拌时间3 min，可提高PVA纤维束的搅拌分散效果。

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水力冲挖淤泥框架真空法脱水试验研究

杨洋1，刘丛阳2，武立清2，邱珍锋2

2022, 41(03): 113-119. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.03.17

摘要 ( )

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水力冲挖是时下一种常用的城市河道疏浚方式，但产生的淤泥含水量高、体积大、泥水分离困难。提出框架真空预压法，通过试验研究，探究其脱水效果及其影响因素。框架真空预压脱水技术可有效解决传统真空预压的诸多问题，具有良好的淤泥脱水效果。淤泥排水速率由最大值急剧减小，排水量迅速增加，最终排水速率较低，排水量趋于稳定。框架结构内滤管间距越小，试验槽的初始排水速率越大，排水量越大；当试验模型尺寸增大时，脱水效果有所提高。淤泥的体积缩减明显，滤管间距越小，体积缩减幅度越大；随着模型尺寸的增大，淤泥体积缩减幅度亦逐渐增大。框架结构内滤管间距越小，淤泥的十字板剪切强度越大；随着模型尺寸的增大，淤泥的十字板剪切强度逐渐减小。淤泥的含水率变化规律与十字板剪切强度的规律相反。

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小客车专用匝道超高设计研究

潘兵宏，周锡浈，田秋玥

2022, 41(03): 120-129. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.03.18

摘要 ( )

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为保障专用匝道上车辆安全行驶，充分有效地利用道路资源，进一步提升道路安全性与服务水平，丰富专用匝道超高指标研究，结合我国对圆曲线超高设置的规定及国外对于最大超高值设置情况，考虑客货分离公路特点，参考现行JTG B01—2014《公路工程技术标准》和JTG/T D21—2014《公路立体交叉设计细则》中建议的客货混合行驶道路最大超高值设置，采用力学分析计算方法，基于小客车行驶安全性、乘客舒适性、环境因素、施工养护、交通组成等因素，提出了非冰雪状态下高速公路小客车专用匝道的最大超高值宜为10%；冰雪环境下最大超高值宜为8%的建议；分析对比点质量-刚体计算模型(PMR)与点质量-悬挂计算模型(PMS)的优缺点，提出了适用于小客车专用匝道的超高计算模型；基于小客车专用匝道上车辆普遍超速行驶的现状，从安全角度考虑，对AASHTO推荐的超高与横向力系数分配模型进行了优化改进，提出了一种新的、基于危险速度的、适应于小客车专用匝道超高计算的超高与横向力系数分配模型。该模型能保证低速或正常行驶小客车横向稳定性，也能明显改善高速行驶小客车横向稳定性和舒适性；依据新的分配模型提出了小客车专用匝道不同设计速度和半径区间超高设置建议值。

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跨座式单轨车载空调系统故障时间序列预测方法研究

杜子学1，蒋大卫2，吴晶3

2022, 41(03): 130-135. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.03.19

摘要 ( )

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空调系统作为城市轨道交通的重要组成部分，直接影响到乘客乘坐的舒适性。对空调系统故障数时间序列的进行预测，有助于合理制定维修策略和零件采购方案，从而控制成本。针对空调系统故障数时间序列的预测问题，在分析故障数的周期性波动规律及变化趋势的基础上，结合Census X12季节调整方法，构建季节性自回归积分滑动平均模型（X12-ARIMA模型），并基于残差序列建立BP神经网络模型，将两个模型预测值相加得到改进的X12-ARIMA-BP模型的预测值，并与X12-ARIMA模型、BP神经网络模型、ARIMA-BP变权组合模型的预测值进行对比。以重庆轨道交通3号线为例，基于7年的空调系统月故障数据分别利用4种模型进行故障数拟合并预测。研究结果表明：相比实际值，改进的X12-ARIMA-BP模型的预测结果的平均绝对百分比误差为18.54%，比X12-ARIMA模型降低了6.38%，比BP神经网络模型降低了11.01%，比ARIMA-BP变权组合模型降低了4.75%；对比其它3种预测模型，改进的X12-ARIMA-BP模型预测效果最好。

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基于相同刃缘的Ⅰ型与C型铲刀工作阻力对比试验研究

贺雨田1,3, 吕彭民2, 张建兵1,3, 郭龙龙1,3, 吴文2

2022, 41(03): 136-142. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.03.20

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铲刀形状对土壤推运过程的工作阻力有显著影响，且这种影响通常采用试验对比的方法获得，为了对不同形状铲刀之间的工作阻力进行比较，引入刃缘位置为量化参数进行对比分析。以砂土为推运介质，以Ⅰ型铲刀和C型铲刀为推运作业工具，针对2种铲刀共确定了4个相同的刃缘位置，在自行设计的试验装置上开展土壤推运试验研究。通过对比分析发现：在刃缘位置相同的条件下，C型铲刀的工作阻力在逐渐增加阶段的增速0明显大于Ⅰ型铲刀，并很快达到推运稳定阶段；当2种铲刀的刃缘位置较小或较大时，工作阻力较为接近，最大相差不超过4.2%。当刃缘位置确定的作业倾角与实际铲刀相近时，2种铲刀的工作阻力在不同作业深度下呈现相反的结果，即作业深度较小时，Ⅰ型铲刀的工作阻力相对较小，最大可减小13.8%；作业深度较大时，C型铲刀更有利于推运作业，工作阻力最大可减小16.1%。因此，铲刀的工作阻力与刃缘位置密切相关，但在一定条件下需要考虑作业深度的影响，当铲刀形状不同时，其工作阻力对比可以将刃缘位置视为量化参数开展研究。

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基于AHP的龙门吊船装卸货物作业安全风险分析

范晓飚，卫泽亮，程志友，赵俊达，周昔东

2022, 41(03): 143-148. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.03.21

摘要 ( )

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为更科学地评判船舶安全风险导致的海事事故，以龙门吊船装卸货物作业为研究对象，根据龙门吊船装卸货物作业安全风险的影响因素，通过层次分析法研究并建立安全风险的评价模型；计算龙门吊船装卸货物作业时以人、船、环境及装卸设备等为主要影响因素的安全风险权重，分析各个因素对龙门吊船装卸货物作业安全的影响程度；针对计算结果进行分析，并提出龙门吊船装卸货物作业安全建议。研究结果表明：安全风险评价方法及评判模型考虑了龙门吊船装卸货物作业安全风险影响的主要因素，反映出龙门吊船装卸货物作业安全风险导致的海事事故特征。

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