重庆交通大学学报（自然科学版）

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基于图卷积门控循环网络的个体地铁出行预测

翁小雄，覃镇林，张鹏飞

2022, 41(09): 1-8. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.09.01

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针对个体地铁出行受到地理位置的限制，对地铁出行预测任务提出一种时空特性建模的方法，解决过去的研究中只对出行序列的时间特征建模，而不能充分挖掘数据中的空间特性的问题。提出的方法先对个体出行序列的空间特征进行构建，通过图卷积神经网络提取空间特征，使用门控的方法将表示时空特性的嵌入向量进行融合，然后使用门控循环网络对时空特征进行学习。通过广州地铁羊城通刷卡数据构建的个体出行序列数据集进行验证，该模型的预测准确率高于只对时间特性建模的模型。最后通过构造具有显著个体出行空间特性的人造数据与真实数据进行不同比例混合，验证该模型能有效学习个体出行的空间特性，具有更强的鲁棒性。

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基于多粒度特征分割的车辆重识别算法

蓝章礼，王超，杨晴晴，金豪

2022, 41(09): 9-17. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.09.02

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针对车辆重识别任务中局部特征提取不充分和潜在显著性局部特征易被掩盖的问题，提出一种基于多粒度特征分割的算法。该算法采用可实现跨通道间信息交互的ResNeSt-50作为骨干网络提取初级特征，并将骨干网络复制成三个独立的分支，对输出的特征图分别沿纵向、横向和通道方向进行多粒度分割以提取到区分性局部特征。为进一步增强网络提取判别性特征信息的能力，又在ResNeSt-50的每个split-attention block中嵌入了空间注意力模块。研究结果表明：算法在VeRi-776数据集上的mAP、Rank-1、Rank-5指标分别达到85.92%、97.67%、98.53%；在VehicleID数据集的三个测试集上，Rank-1指标分别达到了88.36%、84.19%、78.89%，优于现有大部分主流算法，研究结果表明该算法具有先进性和有效性。

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相邻T型路口非直线路径绿波控制方法研究

赵欣1，酆磊1，林皓博2,3，陈曦1，肖宇舟1

2022, 41(09): 18-25. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.09.03

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针对相邻连续T型路口非直线路径的协调控制问题，基于MULTIBAND模型，研究了不同路径类型和干扰相位对协调控制性能的影响，通过将相邻转向路口的左转单环信号耦合得到虚拟路口的双环信号并将其嵌入协调模型，间接将非直线路径转化为直线路径处理。采用VISSIM仿真平台，对桂林市解放桥周边路网进行模拟实验。仿真数据研究结果表明：被控制路径在三种交通流状态下行程延误分别减少了22.27%、14.64%、13.72%，停车延误分别减少了26.09%、17.19%、15.81%；所提出的控制方法不仅能减少系统延误，同时也能显著降低被控制路径的延误和停车概率，并且能够适应不同程度的潮汐流，验证了该方法的科学性和适用性。

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礼让行人条件下右转保护型相位设置阈值研究

张智勇，黄鑫灿，邵越

2022, 41(09): 26-35. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.09.04

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礼让行人细则下为科学设置信号交叉口右转保护型相位，通过对北京市交叉口的实地调研，分析了人车交互行为和双向过街行人的时空分布特性。基于可接受间隙理论，建立了避让率和双向过街行人影响下的人车交互延误模型，并对模型中参数进行灵敏度分析，综合考虑交叉口运行效率和安全性提出了右转保护型相位设置条件。结果表明:右转车流未饱和条件下右转机动车流量达到100 veh/h、双向过街行人流量达到1 700 ped/h以上时，适宜设置右转保护型相位；过街行人流量越多，右转保护型相位设置阈值对机动车流量要求越低；随着车流量的增长，右转保护型相位的设置对行人流量的要求呈先降后升的趋势；机动车避让率越高，设置右转保护型相位对流量的要求越低，设置右转保护型相位后延误增量越小。

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基于分隔设施的寒区城市道路行车安全间距研究

冯天军1，杨夏玉1，夏春亭2，梁春岩1，李赫楠3

2022, 41(09): 36-40. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.09.05

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为提高寒区城市道路行车的安全性，使交通设施发挥最大的功能和效用，实地采集了长春市亚泰大街、亚泰大街快速路、会展大街及吉林市吉林大街等4个路段的道路分隔设施护栏高度H、行车速度V与行车安全间距W数据；用SPSS软件及数理统计方法分析了W的概率分布，构建了寒区城市道路H、V与W的函数关系模型；用算例对模型进行了验证。结果表明：在H一定的情况下，与H相对应的W、V基本服从正态分布；W与V、H显著相关，三者之间具有线性关系；推荐了考虑安全、高效和经济性的，与H相对应的寒区城市道路行车安全间距最小值和舒适值。

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交叉口处老年人碰撞事故伤害严重程度分析

潘义勇，吴静婷，施颖

2022, 41(09): 41-46. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.09.06

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为研究交叉口老年人碰撞事故伤害严重程度的影响因素，探寻碰撞事故中未观测到的异质性，基于潜类别Logit模型构建了交叉口老年人碰撞事故伤害严重程度模型。以事故伤害严重程度为因变量，从人、车、路、建成环境、道路环境这5个方面选取了12个自变量，运用潜类别Logit模型构建了事故伤害严重程度模型，并进行参数估计和伪弹性分析。研究结果表明：摩托车、夜间黑暗无灯光、山顶/山底、速度50~60 km/h这4个自变量对事故伤害严重程度有异质性影响；建成环境中交叉口300 m缓冲区内不存在购物中心与轻伤事故呈现负相关。

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草原公路不同分心状态下驾驶人动态视觉特性

吕贞，戚春华，朱守林

2022, 41(09): 47-54. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.09.07

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驾驶分心对驾驶人的道路行车环境感知水平有极大影响，为了分析草原公路不同分心状态对驾驶人视觉感知特性的影响，选取14名驾驶人开展典型草原公路行车场景驾驶模拟试验，使用I view X HED眼动仪采集驾驶人正常行车、认知分心（免提语音）及复合分心（接收与发送手机信息）3种状态下的注视、眼跳数据，应用注视转移理论、熵值理论及统计学方法对比分析正常驾驶及2种不同分心状态下驾驶人的注视时长、眼跳频率、注视转移概率、注视熵等典型视觉特性指标，并采用安德鲁斯曲线降维可视化不同状态下视觉特性的差异性。数据分析结果表明：认知分心时驾驶人的平均注视时长显著大于正常行驶，复合分心时则显著小于正常行驶；复合分心时眼跳频率最大，认知分心时眼跳频率最小；相较于正常行驶状态，认知分心时驾驶人注视转移更多分布在道路前方各兴趣区域间，转移路径集中，注视点转移无序性小；复合分心时驾驶人在车内与道路前方之间的转移概率显著增加，注视熵显著增加。说明就感知特性而言，复合分心影响更大。

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基于北极航线通航期冰情的多种船舶航速优化

闵德权，江可鉴，刘茹

2022, 41(09): 55-62. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.09.08

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针对北极航线的船舶航速优化问题，基于航线通航期冰情数据和船舶阻力模型，建立多目标的混合整数航速优化模型。使用线性加权和离散化的方法，对所建立的模型进行单目标转化和拆分处理。结合航段划分和多种船舶的算例，使用MATLAB软件对模型进行求解，得出在船舶运营成本和船舶运营时间最低目标下的最优航速。在设定的冰区航段，4艘算例船舶航速均值的最大降幅达到14.53%、14.12%、11.41%以及13.67%。

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基于典型洪水过程的丁坝河段主流线特征分析

王平义1,2，张帆1,3，牟萍1

2022, 41(09): 63-69. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.09.09

摘要 ( )

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为探明丁坝的修建和天然非恒定来流对航道主流线的综合影响，采用非恒定流二维浅水模型，计算了典型洪水过程中长江上游单丁坝整治河段的流场分布，分析了河段主流线特征及其对通航安全的影响；定义并计算了主流线的空间和时间变化特征。研究表明：丁坝整治河段主流线具有显著的沿程分区特点，推荐以坝轴线为界将河段沿水流方向划分6个特征区间；在坝后近区主流线最曲折、最不稳定（曲折程度为重度，游荡摆动程度为剧烈，最大摆动幅度为河宽的30%），在坝轴线附近河段发生从对岸向坝所在岸近40°的稳定偏转，影响了通航安全；在上游距离坝轴线8.4倍坝长以外和下游距离坝轴线23.6倍坝长以外，主流线顺直稳定，不影响洪水期间的通航安全。

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基于改进粒子群算法的系杆拱桥成桥索力优化

杨雅勋，张宇航，柴文浩，吴富勇

2022, 41(09): 70-75. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.09.10

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为确定系杆拱桥的合理成桥索力，通过对粒子群智能优化算法的惯性权重加以改善从而实现对算法的改进优化，将优化目标结合影响矩阵原理得到调索的目标函数，使用有限元和数值分析软件将算法与目标函数结合从而实现吊杆索力的自动调整，进而使拱桥成桥状态达到受力合理、线形均匀的目的。优化结果表明：将改进后的粒子群算法应用于系杆拱桥的索力求解中，能够达到收敛速度快、索力合理、并使误差落在允许范围内的效果，为实际施工控制中索力计算提供了一种高效的求解方案。

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不同捻制类型多层结构钢丝绳股力学性能对比研究

陈原培1，秦玮2，何义团1

2022, 41(09): 76-84. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.09.11

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为探索桥梁中多层结构钢丝绳股服役特性受捻制方式的影响规律，对交互捻多层结构钢丝绳股和同向捻多层结构钢丝绳股进行了力学性能对比研究。为此，首先推导了交互捻和同向捻多层结构钢丝绳股的参数方程，并建立了两类绳股的几何模型；进而考虑捻制方式、钢丝弹塑性、丝间摩擦接触等因素，对两类绳股进行轴向拉伸有限元仿真，对比分析了二者整体性能以及局部性能。结果表明：相同轴向拉伸应变下，交互捻和同向捻绳股具有相近的轴向力和von Mises应力，且二者均表现为整体非线性行为；交互捻绳股塑性变形比同向捻绳股更大；二者应力分布总体均匀，交互捻绳股应力集中在内层侧丝与外层侧丝接触部位，而同向捻绳股应力集中在芯丝与内层侧丝接触部位，前者较后者具有更好的抗旋转性能，且产生较小的应力集中。

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二维弧形一致黏弹性边界单元适用性问题研究

叶丹1，2，周建庭2，尹尚之3

2022, 41(09): 85-90. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.09.12

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基于黏弹性人工边界单元理论，改变了传统的平直人工边界，提出一种采用二维弧形一致黏弹性边界单元模拟半无限域人工边界的全新思路。通过算例，详细介绍了其建立思路及其在有限元软件中设置的具体流程，并对二维弧形一致黏弹性边界单元模型的可靠性进行验算；同时，深入讨论了输入震源频域、介质的弹性常数和单元厚度对计算结果的影响，并给出了二维弧形一致黏弹性边界单元的适用范围。结果表明，该单元的精度和稳定性均优于普通黏弹性边界单元，而且其使用起来更为简便。

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含弹性极限的Burgers模型研究

刘克

2022, 41(09): 91-96. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.09.13

摘要 ( )

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为研究沥青混合料塑性变形积累，用Burgers模型拟合了浇注式沥青混合料60 ℃蠕变过程，但由反演参数计算的塑性黏滞变形速率却始终大于实测的总变形速率，且计算的残余应变也远小于实测值。采用含瞬时塑性应变的改进模型后，虽然克服了残余应变的缺陷，但变形速率仍存在很大偏差，更不能计算后续加卸载过程。针对上述问题，构建了含弹性极限σe的Burgers新模型，新模型与Burgers模型为恒等式，但通过σe将瞬时变形分离为弹性与塑性2项，将Burgers模型中的黏弹性变形分离为黏弹与黏塑2项，2种变形分离的比例相同且塑性和弹性阶段的应力应变关系相同；新模型增加的黏塑性项物理机制为细观成分的塑性错动与旋转。后续加载中，因材料硬化，荷载等于σe，新模型消项得到以σe为荷载的Burgers模型。拟合结果证明：新模型不仅解决了含瞬时塑性应变改进模型的变形速率问题，也能准确计算后续加卸载过程，为沥青混合料塑性积累变形计算提供了工具。

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运动式单摄像机BSV及其结构表面裂缝测量应用

马骅，梁一星，杨光

2022, 41(09): 97-101. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.09.14

摘要 ( )

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为进一步提高结构表面裂缝测量的灵活性与便捷性，提出了一种基于运动式单摄像机双目立体视觉（binocular stereo vision，BSV）的测量方法。首先，在已知摄像机精确内参的情况下，分别从两个视角采集裂缝的图像；然后，根据所采集到的图像对摄像机进行运动估计，从而求解摄像机前后两个位置的运动参数；进一步地，基于Canny算法进行裂缝的边缘检测；最后，根据摄像机内参数、运动参数以及裂缝图像边缘信息，构建裂缝测量的立体视觉模型。测量试验结果表明：在2 m的测量距以内，对裂缝的相对测量误差不超过5%，可有效验证所提出的测量方法的测量精度。

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高速公路路基湿度场空间分布快速测试及评价方法研究

袁刚烈，车爱兰

2022, 41(09): 102-109. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.09.15

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为了评价路基土湿度场的空间分布，研究了一种基于振动测试及电测量的高速公路路基湿度场空间分布快速测试及评价方法。选取某多雨潮湿地区在建高速公路的一段路基作为等比例试验路基模型，布置注水系统以改变路基的湿度场，设计了含水率分别为17%、19%及20%的3种路基模型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ；分别采用振动测试、温湿度传感器测试、高密度面波测试及电测量4种方法进行测试，测试指标包括路基土的含水率ω、弹性波振幅A、剪切波速度Vshear、视电阻率ρs；分析了弹性波振动衰减率及电阻率分布，评价了路基湿度场的空间分布；将电测量测得的视电阻率换算成含水率ωρ，并与由温湿度传感器测得的含水率ωsensor进行了对比分析。结果表明：随着路基含水率由17%提高至20%，路基振动衰减率增长了20%~30%，剪切波速度减小了16%，验证了采用振动测试能够快速评价路基湿度场的变化；电测量法换算含水率ωρ与温湿度传感器测量换算含水率ωsensor的相对误差绝对值在1%~3%范围内，验证了电测量方法能够较准确地评价路基湿度场的空间分布。

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基于常规、疲劳与愈合-疲劳试验的沥青再生性能研判

陈龙1，陈宏斌2，何兆益3，李朋1，王晓东4

2022, 41(09): 110-118. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.09.16

摘要 ( )

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为充分认知RAP废旧沥青再生性能，分别借助常规力学性能试验、疲劳性能试验和疲劳-愈合-疲劳性能试验，针对不同老化程度废旧基质沥青和废旧SBS改性沥青添加4%～12%再生剂进行评价，并对比探讨不同评价方法及其特征指标的再生规律。结果表明：当再生剂掺量以2%幅度增加时，再生基质沥青和再生SBS改性沥青各项常规力学性能指标呈线性或多项式函数逐步恢复，而复数剪切模量G*和疲劳寿命Nf基本以均等程度发生衰减，愈合指数HI以10%～30%增幅显著提高。其中，再生剂对废旧基质沥青和长期老化沥青的改善效应明显分别高于废旧SBS改性沥青和短期老化沥青，并且在应力控制模式下，各项行为结果的变化规律均较应变模式下清晰。以原样沥青为性能还原基准，当采用疲劳性能试验评价时，所需再生剂掺量最多，在12%及以上；当采用常规力学性能试验评价时，所需再生剂掺量居中，在10%～12%及以上，选择高温性能指标进行研判时可取下限值；当采用疲劳-愈合-疲劳性能试验评价时，所需再生剂掺量最少，在8%～12%区间内。推荐采用疲劳-愈合-疲劳试验替代疲劳性能试验，并采用及愈合指数HI替代G*和Nf研判再生沥青流变力学性能恢复情况。

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高寒大温差对沥青及沥青混合料性能的影响

曹海波1,2，汪双杰1,2，朱洪洲1

2022, 41(09): 119-124. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.09.17

摘要 ( )

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通过室内对高寒大温差条件进行模拟，利用沥青针入度、软化点、延度、弯曲蠕变劲度及动态剪切流变等研究了高寒大温差条件下沥青性能的变化。研究表明：沥青各项指标变化幅度较小，高寒大温差条件对沥青的性能影响较小。利用约束试件温度应力、低温弯曲及冻融劈裂等试验研究高寒大温差条件下沥青混合料性能变化。结果表明：高寒大温差条件对沥青混合料低温性能影响较大，沥青和沥青混合料类型对高寒大温差条件下混合料的性能存在显著影响，其中改性沥青优于基质沥青，SMA类沥青混合料优于AC类沥青混合料。

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基于体积参数与路用性能的沥青混合料成型温度研究

冯振刚1，焦晓来1，王书娟2，张健3，姚冬冬2

2022, 41(09): 125-131. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.09.18

摘要 ( )

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通过马歇尔试验对2种沥青混合料（AC-20和SMA-13）进行配合比设计，在5个不同温度（130、140、150、160和170 ℃）下成型了2种沥青混合料的马歇尔试件及车辙试件，分别研究了成型温度对2种沥青混合料不同体积参数和路用性能的影响。结果表明：随着成型温度的升高，沥青混合料的空隙率和矿料间隙率逐渐减小，而毛体积密度和沥青饱和度逐渐增大；高温稳定性逐渐增强，而低温抗裂性和水稳定性先升高后降低；综合沥青混合料体积参数及路用性能随成型温度的变化规律，推荐AC-20的成型温度不宜高于140 ℃，SMA-13的成型温度不宜高于150 ℃。

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智能汽车的切换型人机共驾研究进展与展望

张玲玉1，王力1，张立立2，张骁3，孙德辉1

2022, 41(09): 132-141. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.09.19

摘要 ( )

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“人机共驾”人工驾驶到无人驾驶的过渡阶段在一段时间内将长期存在并成为智能汽车发展需要突破的难题之一。为进一步研究人机共驾，首先，梳理了国内外有关人机共驾的定义、分类和研究方法，总结了单车智能化人机共驾车辆存在的问题，并提出了解决方案。研究结果表明，感知与决策层面存在的环境感知范围受限、决策结果局部最优是主要问题。然后，针对近年来兴起的车路协同技术，借鉴以系统性思维打破单点思维局限性的技术更迭思路，分析其对人机共驾车辆感知增强及驾驶模式协同决策带来的新方法。最后，根据“人-车-路-云”交通要素的参与程度对人机共驾的发展阶段进行了划分，同时对当前智能汽车的人机共驾研究存在的问题提出了初步的解决思路。

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平板对接焊温度场与残余应力数值模拟

崔虎威，樊开敬

2022, 41(09): 142-148. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.09.20

摘要 ( )

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为分析焊接工艺参数对平板对接焊焊后的温度及应力的分布，在热弹塑性有限元法的基础上，利用ANSYS函数加载功能实现高斯热源的移动加载，并借助ANSYS有限元软件分析了焊接电流、电弧有效加热半径、焊接速度等焊接参数对平板对接焊温度场和残余应力场的影响。研究结果表明：温度场峰值随焊接速度增加而减小，随电弧有效加热半径、焊接电流增加而加大；沿焊缝残余应力峰值随焊接速度、电弧有效加热半径、焊接电流增加而增加。

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锂离子电池复合热管理系统的多目标优化

张甫仁1，易孟斐1，汪鹏伟2，张林1,李世远1

2022, 41(09): 149-156. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.09.21

摘要 ( )

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为缓解锂离子电池组快速充放电时的严重积热，对传统U型、Z型并联风冷电池热管理系统（BTMS）进行优势整合，提出一种新型的I型BTMS（I-BTMS）。首先，进行了方形锂离子电池充放电实验，研究其不同倍率下的温升特性，以获得热物性参数，并且与电池的计算流体动力学(CFD)模型结果进行佐证。然后，基于验证后的CFD方法，发现在相同边界条件下I-BTMS的冷却效率比U-BTM、Z-BTMS更高。最后，通过添加风道隔板和微通道液冷板的风-液复合冷却方式对初始I-BTMS进行优化设计，将CFD方法和多目标优化相结合，对最优拉丁超立方抽样法获取的设计点进行数值计算，并且基于NSGA-Ⅱ遗传算法对系统冷却性能进行多目标寻优。迭代收敛的最优解显示，电池组的最高温和最大温差相比初始I-BTMS分别降低9.08%和70.19%。

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