重庆交通大学学报（自然科学版）

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基于CarSim软件的道路安全评价技术的现状与展望

黄晓明1,2，洪正强1,2

2022, 41(10): 1-6. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.10.01

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道路安全评价作为道路设计的重要内容和环节，一直受到道路设计与管理部门的重视。以往道路安全评价主要依赖设计一致性等指标，很少进行设计结果的动态仿真。CarSim作为一款专业车辆动力学和道路实景相结合的软件，在车辆工程领域被广泛使用。同时越来越多道路工程领域的研究者也开始使用这款软件进行各自专业方向内的研究。总结了CarSim软件在国内外道路工程安全评价中应用相应的现状与发展趋势，讨论了基于CarSim等软件的安全评价技术在道路工程领域的实用性与适用性。道路安全性与车辆行驶特征相交融是道路设计评价的必然趋势，在人-车-路的有机结合和未来需求方向仍需要深入探究。

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基于驾驶模拟的隧道交通安全设施综合效用评价及影响机理研究

赵晓华1，董文慧1，鞠云杰1，张常奋2，尹吉州3

2022, 41(10): 7-15. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.10.02

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为了减少隧道交通事故，对高速公路隧道交通安全设施（交安设施）综合作用效果进行研究。在隧道中设置白色反光环、彩色反光环、轮廓标、突起路标等交安设施，并基于驾驶模拟技术获取驾驶行为和视觉特征表现，采用物元模型对不同设施方案进行综合效用评价，并在综合效用最优方案（白色反光环）的基础上，对白色反光环布设参数进行研究，构建线性混合效应模型并探究多因素对驾驶行为的影响机理。研究结果表明，在3 km隧道中，布设反光环会在一定程度上影响驾驶安全性和舒适性，但是在间距200 m及400 m布设反光环能够有效缓解驾驶人心理紧张程度。研究结果从驾驶人层面为进一步形成隧道交安设施设置指南奠定理论基础。

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基于复杂网络和VIKOR的城市轨道交通网络站点重要度研究

焦柳丹1，罗敏1,2，谌微微1，吴雅3

2022, 41(10): 16-25. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.10.03

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城市轨道交通是一种典型的复杂网络结构；加强重要站点的管理，对于保障整个城市的轨道交通系统连通性和运营效率有着重要意义。基于复杂网络理论，选取Space-P方法构建轨道交通网络拓扑结构模型，在点度中心性、接近中心性和介数中心性这3类中心性指标基础上增加了客流中心性和站点属性，并结合变异系数法和VIKOR方法构建了轨道交通站点的重要度排序模型；以重庆轨道交通为例进行了实证分析，对线网中的141个站点的重要度进行了排序分析。研究结果表明：红旗河沟是8条线路、141个站点中最重要的站点。

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考虑时空拥堵和时间窗的多配送中心路径优化

陈沿伊，侯华保

2022, 41(10): 26-34. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.10.04

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生鲜配送路径优化问题中，具有产品时效要求高和配送时间不确定的特点，且逐渐大型化和多配送中心化。综合考虑客户时间窗、商品保鲜期、路网拥堵时空特征和多配送中心，构建考虑综合模糊时间窗和速度时空系数的多车场多车型生鲜配送路径优化模型，提出在传统蚁群-遗传算法内嵌入两边逐次修正算法和正交试验设计的改进蚁群-遗传算法（ACO-GA），并利用正交试验设计优化算法参数，以提高算法计算能力。采用不同分布特征的Solomon算例以反映不同聚集形态的客户群体，最后将该模型与其他模型对比，验证模型的合理性，将该算法和传统算法对比，验证算法的有效性。结果表明，该模型可以较好解决配送时效性高和配送时间不确定之间的矛盾，且算法计算能力可接受。研究成果可为生鲜产品精益配送提供新思路。

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基于深度注意力模型的个体出行多步预测研究

翁小雄1，任杰1，覃镇林1，罗瑞发2

2022, 41(10): 35-40. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.10.05

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长期以来，对个体的出行预测一直是交通领域的研究重点。针对当前个体出行研究的局限性，提出了使用带注意力机制的序列到序列模型对个体出行进行多步预测，首先通过词嵌入的方法将个体出行特征的嵌入向量进行融合，然后基于带注意力机制的序列到序列模型设计了3种个体出行多步预测模型：整体输出式、步进输出式、多模型组合式。并将提出的模型与传统模型进行对比，最后探究了不同预测步长对实验结果带来的影响，从而验证了带注意力机制的序列到序列模型在多步预测中的适用性和优越性。

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社交网络数据驱动下旅游客运需求预测模型

陈坚，彭涛，曹晏诗，刘柯良

2022, 41(10): 41-47. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.10.06

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为解决移动互联网络信息新环境下旅游客运需求预测模型数据来源有限所导致精度不足的问题，以社交网络数据为切入点，通过网络爬虫技术对社交网络中旅游出行相关文本数据进行采集，运用BERT模型的情感分析对社交网络文本型数据进行定量化处理。在传统旅游客运需求预测模型中融入结构化后的社交网络数据，结合天气、节假日状态等变量构建基于梯度提升回归树（GBRT）的旅游客运需求预测模型。最后，以黄山旅游风景区为实例对象，基于景区客运站实际统计数据和社交网络数据，运用上述方法，进行黄山旅游客运需求预测实证分析。结果表明，社交网络数据有助于提升旅游客运需求预测精度，基于社交网络数据的旅游需求预测模型平均预测精度相较于传统模型提升了10.81%。

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城际间私家车出行者的货运众包参与意愿研究

戴权，刘长平，梁坤

2022, 41(10): 48-53. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.10.07

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为了识别城际间私家车出行者参与货运众包意愿的影响因素，采用正交法设计了包含4属性、12水平的9个假设情境，设计了SP调查问卷；运用SPSS 20软件，用联合分析方法分析了受访者对众包条件的偏好，以及各个属性对受访者偏好的影响程度；采用相关性分析与有序多分类Logistic模型，回归分析了受访者的环境保护意识、社会特征等因素对其众包参与意愿的影响。结果表明：相较于可追踪性和运输保险两因素，受访者更关注众包活动中货物交接的便利程度和获得的报酬；受访者的众包意愿与其环保意识、受教育程度正相关，与其家庭年收入负相关。

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基于多变量LSTM模型的青岛港集装箱吞吐量预测

王凤武，张晓博，吉哲，王乐

2022, 41(10): 54-61. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.10.08

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为了更加科学准确地对港口集装箱吞吐量进行预测，以深度学习方法中的长短时记忆网络(LSTM)模型为基础，建立一种多变量输入的LSTM模型。首先使用系统聚类法对青岛港集装箱吞吐量的多种影响因素进行聚类分析，根据普尔逊(Pearson)相关系数计算值选取典型影响因素，其次结合历史集装箱吞吐量数据作为多变量输入到模型中进行预测，并将预测结果与单变量LSTM模型和传统预测模型（ARIMA模型）的预测结果进行比较。结果表明：使用影响因素及历史吞吐量数据作为多变量输入的LSTM模型预测误差减小，平均绝对百分比误差(MAPE)降低到4.170%，均方根误差(RMSE)降低到7.736，预测值更加精确。该模型提高了预测的科学性与准确性，促进深度学习技术在港口集装箱吞吐量预测方面的应用，可为港口的合理决策与规划提供参考。

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基于湿热环境耦合荷载作用的CFRP加固RC梁抗弯性能研究

姚国文1,2，刘明旭2，吴树杭2，陈雪松2

2022, 41(10): 62-68. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.10.09

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为探究服役环境下碳纤维复合材料（CFRP）加固桥梁结构的长期性能，开展了不同荷载类型与湿热环境耦合作用下CFRP加固RC梁的加速腐蚀试验，探讨了湿热环境+空载或静载或交变荷3种工况试验梁的受力、变形、抗弯承载力及损伤演化规律，分析了梁体及黏结界面的损伤模式，通过微元体揭示了CFRP黏结界面剪应力的传递规律。结果表明：湿热环境耦合荷载作用下，黏结胶层塑化与基体水解是黏结界面性能劣化的主要原因；荷载尤其是交变荷载与湿热环境的耦合作用促进了黏结胶层的劣化，导致加固结构的力学性能进一步下降；荷载耦合作用增大了黏结界面剪应力向梁体端部传递的速率；交变荷载与湿热环境的耦合作用导致CFRP加固RC梁极限承载力、跨中挠度、CFRP极限应变分别下降了16.8%、38.3%和28.3%。

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温度循环作用后CFRP-混凝土界面黏结性能研究

赵少伟，任梓炜，郭蓉，张家赫，陈冰

2022, 41(10): 69-76. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.10.10

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通过对温度循环作用后的36个试件进行双剪试验，分析温度循环次数、混凝土强度、CFRP板宽度和厚度等因素对界面黏结性能的影响，在Monti双线性模型基础上拟合，得到温度循环作用后界面黏结-滑移本构模型。结果表明：随着温度循环次数、混凝土强度等级、CFRP板宽度和厚度的增加，界面最大剪应力会有不同程度的增大，其中温度循环次数对其影响较为显著，但随着温度循环次数的增加，界面最大剪应力的增长呈现放缓的趋势；黏结-滑移本构模型拟合值和试验结果吻合良好，修正的模型具有较高的可信度。

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型钢-UHPC组合桥面结构抗拉性能试验研究

毛启元1,2，邵旭东1,2，刘梦麟3，沈秀将1,2，李玉祺1,2

2022, 41(10): 77-85. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.10.11

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针对型钢-UHPC组合桥面结构的4个足尺条带模型构件（UHPC+型钢组成的桥面板构件2个，UHPC+型钢+钢条组成的接缝构件2个），开展了单轴拉伸试验；分析了构件的应变和裂缝发展规律；采用ABAQUS软件建立有限元模型模拟试验全过程，分析了构件的轴向变形及型钢、钢条的应变发展规律。结果表明：对于桥面板构件，型钢与UHPC薄板具有良好的协同受力性能，细微裂缝密集分布，直至型钢屈服，UHPC薄板产生2～3条主裂缝；对于接缝构件，随着加载的进行，初始微裂缝出现在新旧UHPC交界面处，后续微裂缝则主要集中于下台阶处，直至下台阶处内部埋置的钢条屈服，接缝构件破坏，下台阶处形成单一主裂缝；对于桥面板构件和接缝构件的UHPC轴向变形值及桥面板构件的型钢应变值或者接缝构件的钢条应变值，ABAQUS计算结果与试验结果吻合较好。

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混凝土圆形构件等效矩形应力参数的计算分析

章胜平1，陈旭2，楚秀娟1

2022, 41(10): 86-92. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.10.12

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为解决规范中等效矩形应力模型定值参数用于圆形截面时存在的误差较大问题，推导了圆形截面等效矩形应力模型参数解析解；由规范中的应力-应变本构关系，按照轴向-弯曲承载力极限状态所有可能的应变分布，以等效原则推导了圆形截面等效矩形应力模型的应力饱满系数和合力位置系数解析解，给出弓形混凝土受压区压弯承载力解析解计算流程；解析解通过条带法数值解验证。研究表明：圆形截面混凝土合力位置变化幅度小，趋近于形心轴；竖向承重小偏心受压构件安全度要求高，定值参数不能准确计算小偏心受压区承载力，应按照解析解计算。

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基于自发漏磁效应的钢筋锈蚀分级评估研究

周建庭，夏乾文，杨茂，张洪，蒋合靖

2022, 41(10): 93-99. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.10.13

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为了准确地检测和评定钢筋的腐蚀情况，基于自发漏磁检测技术开展了40组不同直径的HRB400钢筋锈蚀分级评估试验，分析了钢筋不同锈蚀度α和磁感应强度By、Bz之间的关系，重点探究了钢筋试件的锈蚀度α和磁特征指标β、γ之间的定量关系，建立钢筋锈蚀等级和磁特征指标β、γ之间的评价体系，并对该评价体系的可信度进行了验证。研究结果表明：当提离高度一定时，磁特征指标值β、γ和钢筋试件的锈蚀度α具有较强的相关性，且随着锈蚀度α的增加，磁特征指标值β、γ整体呈递增趋势，但都具有一定离散性。基于此，将钢筋锈蚀度α划分为4个等级，通过建立不同的评价体系，发现磁特征指标β、γ综合判别准确率达到了92.5%。引入支持向量机（SVM）统计学习算法，对该评价体系进行评估，其准确率达到了90%，证明了该评价体系具有可信度。

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高瓦斯隧道温湿度联合作用下瓦斯分布以及运动规律

王林峰1，钟宜宏1，李鸣2，周楠1，杨柳1

2022, 41(10): 100-107. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.10.14

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在瓦斯隧道掘进过程中，各种掘进设备散发的热量以及使用湿式降温除尘设备所带来的的高热、高湿环境会对瓦斯等有害气体运动规律产生影响，控制隧道环境温湿度在合适的范围内既能提高工人的舒适程度，也有利于降低沿隧道长度方向上的瓦斯浓度。以鸡鸣隧道为例，利用Fluent等数值模拟软件分别研究了瓦斯气体在隧道中的分布规律以及温湿度环境对瓦斯在隧道中的分布所造成的影响，并提出了温湿度值的优化范围。结果表明：温湿度环境改变并不会明显改变瓦斯气体沿隧道长度的分布规律；仅增加工作区域内湿度值会降低沿程瓦斯浓度；仅增加工作区域内的温度值会使掌子面附近的瓦斯气体往隧道底部聚集；受温湿度联合作用下，工作区域内隧道底部的瓦斯浓度高于隧道顶部的瓦斯浓度。最后结合人体最佳舒适度以及施工安全性考虑，得出了隧道工作环境的最佳湿度值。

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基于斜射式线结构光的隧道错台快速检测技术

刘新根1,2，陈莹莹1,2，李明东1

2022, 41(10): 108-115. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.10.15

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为实现隧道错台快速、自动检测，保障隧道结构安全，提出基于斜射式线结构光的错台快速检测方法。首先，基于斜射式激光三角法原理和成像原理推导出错台量计算的理论公式，并且采用随机抽样一致性(RANSAC)算法进行线性函数拟合逼近，将不易测量的角度参数转换为函数常量；然后，结合目标检测算法Yolo-v3和图像梯度特征提取图像感兴趣区域(ROI)，采用灰度平方加权重心法对光条中心点进行亚像素级提取，依据直线间距离公式获得像素位移量；最后，对室内试验数据和实际工程数据进行验证。研究结果表明：利用Yolo-v3算法实现错台区域定位，准确率可达97.35%，计算效率每秒26张图像，同时与极值法、Steger法、灰度重心法相比，提出的算法在光条中心点提取方面更加精准，并且87%的错台检测结果与实际测量结果绝对误差在0.6 mm以内，最大绝对误差不大于1.5 mm，满足工程应用。

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螺旋布料器对沥青混合料级配离析的影响研究

张晨光，叶敏，张泽宇，王琪

2022, 41(10): 116-122. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.10.16

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为了准确掌握沥青混合料在摊铺机螺旋处的级配离析原因，提高路面铺筑质量，基于螺旋输送机理，首先建立了混合料在螺旋布料器作用下的速度和受力模型，研究了输送过程中的混合料动力学特性；其次分析了不同粒径的骨料沿螺旋叶片径向及螺旋轴向的分布规律，并研究了支撑吊架对混合料输送均匀性的影响；最后进行了沥青混合料路面取样及抽提筛分试验，以验证理论分析结论。研究结果表明：螺旋布料器的结构和运转参数影响了沥青混合料的分布均匀性，混合料的轴向速度从螺旋叶片中心沿径向逐渐增大，且靠近螺旋叶片内环的骨料平均粒径偏小，外环骨料平均粒径偏大；在螺旋布料起始段易出现细骨料聚集离析，且离析程度沿布料方向逐渐减弱，通过临界点后会出现粗骨料聚集离析；支撑吊架位置离析程度最大，且表现为粗骨料聚集离析。沥青混合料级配试验与理论分析结论相一致。

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基于国产泡沫沥青冷再生设备的拌和参数研究

郭小宏1, 王金桥2, 黄维蓉3, 周明旭2, 邵发展4

2022, 41(10): 123-129. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.10.17

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针对泡沫沥青冷再生技术在渝西地区普通干线公路上的应用，根据室内试验对旧路面材料的级配、粗细集料的指标以及泡沫沥青的膨胀率和半衰期分析，从而得到泡沫沥青的合成级配曲线。采用国产泡沫沥青冷再生设备（XCL300R）进行拌和，通过室内干湿劈裂试验、冻融劈裂试验，分析了拌和频率、拌和时间、泡沫沥青掺量及水泥掺量对泡沫沥青冷再生沥青性能的影响，进而确定了泡沫沥青混合料的最佳拌和作业参数，结合现场实际施工情况发现，本项目中泡沫沥青混合料的质量及各项路用性能指标均满足规范要求。

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艰险山区铁路施工技术接口冲突影响因素研究

王琳，刘佳，鲍学英，洪妍妍

2022, 41(10): 130-137. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.10.18

摘要 ( )

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为预防和控制艰险山区铁路施工技术接口冲突，提出了WSR-K-Means++模型识别艰险山区铁路施工技术接口冲突影响因素并划分其等级。以WSR系统方法论为基础，识别艰险山区铁路施工技术接口冲突影响因素；从技术-责任-时间-空间四维属性角度定义并计算各影响因素四维属性隶属程度，并运用MATLAB模拟K-Means++算法对隶属度进行聚类分析；以西南艰险山区某铁路标段为例，验证WSR-K-Means++模型的合理性和实用性。结果表明：识别了80个施工技术接口冲突影响因素，影响因素应划分为4个等级；通过对影响因素分层管理，对艰险山区铁路施工技术接口冲突及时防控及管理效率的提高具有一定的实用价值和参考意义。

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高速列车车轮与高速道岔可动心轨接触分析

张军，田志鹏，牛岩，马贺，邹小春

2022, 41(10): 138-144. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.10.19

摘要 ( )

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为研究高速道岔可动心轨的磨耗问题，利用实测CRH5型动车组车轮及60 kg/m钢轨18号可动心轨型面，建立三维轮轨接触模型，对标准XP55型车轮和磨耗后车轮与高速道岔可动心轨在不同位置处的接触状态进行弹塑性计算。研究结果表明：轮轨接触状态受磨耗程度和接触位置影响，与标准车轮相比，磨耗车轮过渡区段相对延长；相较于磨耗后车轮与可动心轨接触，标准车轮与可动心轨匹配不合理，更易产生应力集中；标准和磨耗后车轮与可动心轨接触产生的最大等效应力均超过可动心轨材料的屈服极限，可动心轨均会产生塑性形变，从而造成可动心轨磨耗。

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抗蛇行减振器温变/频变特性与车辆动力学性能关系

时蕾1，张龙华1，吴兴文2，徐传波2，郭兆团2

2022, 41(10): 145-151. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.10.20

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选取了两种常见的典型抗蛇行减振器结构即阀片控制阻尼结构和螺旋弹簧控制阻尼结构进行试验研究，且仿真分析了减振器温变特性与车辆动力学关系。研究结果表明：随着油液温度的升高，两种结构减振器吸收的能量、动态刚度及动态阻尼均减小；相对于高温，低温对减振器温变特性和频变特性的影响均较大；随着频率增加，动态阻尼均呈先增加后减小趋势，动态刚度均呈先增加后逐渐保持不变趋势；油液温度对车辆稳定性影响较大，对安全性影响较小，且低温对动力学性能影响大于高温。

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外侧导向式APM车辆动力学性能分析及优化

杜子学，庹洪铭，杨震

2022, 41(10): 152-158. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2022.10.21

摘要 ( )

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在分析两种不同导向方式的APM车辆通过曲线时受力状态的基础上，对采用外侧导向且带有自转向车桥的APM车辆进行优化。根据车辆结构特点建立了动力学模型，对APM车辆动力学性能及车辆运行平稳性进行了优化分析。分析结果表明：外侧导向式APM车辆具有良好的曲线通过性，轮胎受力能满足运行安全要求，车体侧滚角为1.55°；优化后车辆具有适宜的乘坐舒适性，其平稳性指标均随着车速加快而增大，横向平稳性评价等级均为优；当车速小于40 km/h时，垂向平稳性评价等级为良，车速在40~60 km/h时，垂向平稳性评价等级为合格；车辆走行轮的侧偏力较小、导向力矩适中，磨耗表现也较好。

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