重庆交通大学学报（自然科学版）

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板桁结合悬索加劲钢桁梁桥特殊节点受力行为

魏思斯, 耿波, 尚军年, 郑植,

2023, 42(1): 1-8. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.01.01

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为了研究板桁结合悬索加劲连续钢桁梁桥加劲弦与上弦杆连接部位特殊节点的静力受力行为，依托重庆曾家岩嘉陵江大桥建立了全桥三维多尺度有限元模型，并通过缩尺模型试验对有限元分析结果进行验证，对特殊节点在最不利荷载组合作用下的受力状况进行了研究。研究结果表明：特殊节点中加劲弦与上弦杆交界处附近应力较大，且应力分布较复杂，为重点关注部位；特殊节点总体Von Mises应力在198.0 MPa以内，特殊节点各杆件Von Mises应力均小于钢材的强度设计值，结构具有足够的安全储备；正交异性桥面系参与主梁竖向弯曲受力，上层桥面系传递的内力约占纵桥向、横桥向上合力的34%和33%；荷载由跨中向支点经过特殊节点的传递，钢桥面板、上弦杆、竖腹杆以及斜腹杆承担的力逐渐传递给了加劲弦，引入加劲弦来提高梁高，抵抗主梁截面的竖向弯矩。有限元分析结果验证了重庆曾家岩嘉陵江大桥特殊节点的可靠性，也为类似节点的研究与设计提供参考。

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跨海大桥钢箱梁温度场特性分析及降温措施研究

章李刚, 陈仲江, 吴博, 吴珂, 朱凯

2023, 42(1): 9-14. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.01.02

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为认识和防控温度变化对跨海大桥钢箱梁的影响，通过有限元模拟和现场实测，研究了钢箱梁内部空间空气温度场的时序变化特性；总结了夏季高温条件下的降温措施。结果表明：与无沥青路面相比，有沥青路面的钢箱梁在升温阶段内部空气温度明显更低，甚至低于外界气温，内部空气温度极值出现得更晚且降温更缓慢；靠近顶板的钢箱梁断面竖向温度变化迅速，其余位置温度变化平缓，整个温度梯度可用指数函数和一次函数描述；在钢箱梁内部空气温度较高时，可采用“个体防护+移动式冷风机降温”的综合降温措施。

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基于优化神经网络的磁弹电感传感器温度补偿试验研究

周建庭, 谭奎, 张向和, 张森华, 尹昌华

2023, 42(1): 15-20. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.01.03

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磁弹电感传感器是磁弹电感法监测预应力钢绞线应力的主要设备。温度会引起监测误差，为提升监测精度，首先，分析了磁弹电感法监测应力的原理以及温度影响机理；其次，对4组不同张拉控制力的预应力钢绞线进行温度补偿试验，研究了传感器的温度敏感性，发现传感器电感漂移与变温幅度和路径相关，温度引起的相对误差最大达11.1%；最后，利用K折交叉验证方法，分别采用BP神经网络与优化后的GA-BP神经网络进行温度补偿。研究结果表明：相较于BP神经网络，GA-BP神经网络可有效修正温度误差，提升泛化能力，优化后相对误差降至3.3%。

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基于车载LiDAR点云的高速立交桥中线提取方法研究

王金, 司琦, 刘嘉晖, 滕英言, 张博明

2023, 42(1): 21-26. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.01.04

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车载激光扫描（light detection and ranging，LiDAR）技术因其可快速高效获取道路及两侧的地理信息，在智慧道路中有很大的应用前景，其所采集的LiDAR点云，实现了“所见即所得”，但其数据量大和噪点多等特点导致道路中线提取相关方法还不够成熟。提出了一种面向高速立交桥中线提取的点云数据处理方法：采用多重滤波算法（梯度滤波、高斯滤波和双边滤波）过滤非路面点云，应用Alpha shapes算法识别道路边界，最终，引入B样条曲线拟合算法拟合道路中线。通过实例高速立交桥车载LiDAR数据验证了所提出方法的有效性和可行性。相关研究成果可服务于智慧道路改扩建和维养等领域。

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新型无格室钢-UHPC结合段受力性能及参数分析

赵华, 卢珂宇, 孙韬, 刘榕, 卢立志

2023, 42(1): 27-35. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.01.05

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为研究新型无格室钢-UHPC结合段的受力性能和传力机理，以主跨240 m的沅水特大桥主桥为研究背景，采用有限元分析方法建立了钢-UHPC结合段局部模型，分析了结构受力以及影响结构传力的构造参数。结果表明：在最不利正弯矩工况下，结构传力平顺，各部分应力基本满足要求；栓钉连接件剪力大小基本呈马鞍状分布，综合剪力最大达29.7 kN，具有一定的安全储备；承压板承担轴向荷载比例为82.34%，承担比例随着承压板厚度的增大有所提高；混凝土强度增大和UHPC顶/底板厚度增大均可减小栓钉连接件剪力；UHPC结合段能有效减小栓钉连接件滑移；结合段长度增大的同时不能有效发挥中间栓钉连接件抗剪作用。

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基于GPR正演技术的路面反射裂缝图像解译研究

罗蓉, 李冲, 程博文, 于晓贺, 冯光乐

2023, 42(1): 36-44. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.01.06

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为了解决探地雷达图像的病害识别问题，基于有限元法求解三维电磁波波动方程，并编写MATLAB代码进行数值模拟，依托汉十高速路面芯样检测数据建立三维道路真实模型，并建立多种不同损伤程度、形状的反射裂缝，分析电磁波在反射裂缝不同发展阶段的传播规律。结果表明：随着反射裂缝深度的变化，探地雷达图像存在显著的差异，反射电压与裂缝深度存在一定的线性关系，通过实际电压图像可以计算路面反射裂缝的深度。研究结果为分析高速公路路面裂缝病害图像提供理论基础。

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沥青断裂性能理论模型的建立与试验验证

孔令云, 张艺昕, 曾玉梅, 黄麟钬

2023, 42(1): 45-53. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.01.07

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为了评价沥青的断裂性能，根据弹性力学理论的相关知识建立沥青断裂性能的几何模型，将其分解为两个新构型的叠加，运用复变函数解法推导出沥青临界开裂状态的理论关系式，对其进行修正，得到含有中心穿透裂纹和不含宏观裂纹的沥青断裂性能的理论模型。以SK-70# 基质沥青为原材料，分别进行单向拉伸试验、弯曲蠕变试验、表面能测试和断裂性能试验，量化模型参数，将试验数据进行拟合，根据拟合结果讨论沥青表面能与断裂性能的相关性，验证模型的合理性。研究结果表明：推导出的沥青断裂性能理论模型合理可靠，可引入板宽系数对模型进行修正；对于带中心穿透裂纹的沥青，其表面能可定性表征断裂性能，且表面能越大，断裂性能越好；对于无宏观裂纹的沥青，劲度模量和表面能共同决定其断裂性能。

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沥青蠕变恢复性能快速检测方法研究

蔡凤杰, 冯振刚, 姚冬冬, 陈婷婷, 韦金城

2023, 42(1): 54-59. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.01.08

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沥青蠕变恢复性能快速检测方法是一种基于空气加载和激光测量技术的沥青质量控制试验方法，该方法使用空气(或氮气)射流使沥青材料产生压痕，并用激光测量由此产生的变形和变形恢复。利用沥青蠕变恢复性能快速检测设备对基质沥青、SBS改性沥青和胶粉改性沥青分别进行不同温度下的空气压力加载试验，评价了沥青蠕变恢复性能快速检测方法的重复性，并与针入度试验方法建立相关关系以评价沥青蠕变恢复性能快速检测方法的可行性。研究结果表明：随着测试温度升高，沥青最大蠕变变形增大，而变形恢复率减小。沥青蠕变恢复性能快速检测方法在评价基质沥青和改性沥青性能时均具有较好的重复性，且沥青蠕变恢复性能快速检测评价指标与针入度之间具有较好的相关关系，可以采用沥青蠕变恢复性能快速检测方法代替针入度方法对不同类型沥青蠕变恢复性能进行快速评价。

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基于图像处理技术的厂拌热再生混合料均匀性研究

唐伟, 李宁, 邹晓勇, 詹贺, 于新

2023, 42(1): 60-65. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.01.09

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厂拌热再生沥青混合料由于其材料组成复杂且施工和易性较差，容易出现集料分散不均匀问题。基于此，制备不同RAP料掺量和沥青类型的厂拌热再生混合料旋转压实试件，首先采用数码相机获取试件截面的图像，通过图像处理技术对集料等结构进行识别；然后将图像内的最大内接正方形划分为面积相等的16个小方格，基于对方格集料面积比的正态分析提出均匀性评价指标H值。结果表明：基于方形区域划分提出的均匀性指标能有效评价混合料中集料的分散均匀性，再生混合料的均匀性低于新沥青混合料；不同RAP掺量下，相比于普通新沥青，采用泡沫新沥青制备的再生混合料均匀性至少高11%。

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基于支持向量机的水泥道面脱空检测与判定方法

李忠玉, 冯汉卿, 丛林, 陈永辉

2023, 42(1): 66-73. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.01.10

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针对高速弯沉仪检测数据的规律和特点，提出了基于支持向量机模型的水泥道面板底脱空检测方法。介绍了高速激光弯沉仪的系统组成及测量原理；对高速弯沉仪和重型落锤式弯沉仪进行了对比试验研究，分析了基于弯沉比的脱空判定方法对高速弯沉仪检测结果的适用性，基于支持向量机模型建立了道面板底脱空程度分类识别模型。结果表明：高速弯沉仪与重型落锤式弯沉仪对道面薄弱区段的识别结果显示较高的一致性；所建立的支持向量机脱空程度分类模型具有较好的综合性能，二分类和三分类均有较高的预测精度。

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地震作用下反倾岩土复合边坡稳定性分析

郭建军, 王俊杰

2023, 42(1): 74-82. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.01.11

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基于极限平衡理论，通过顺次传递分析方法，建立了地震作用下反倾岩土复合边坡次生倾倒破坏的物理力学模型，推导了反倾岩土复合边坡在坡顶荷载、地震等作用下的稳定安全系数理论计算方法，并运用MATLAB软件编写了相应的计算程序，分析了地震荷载作用对反倾岩土复合边坡的整体稳定性和坡体破坏模式的影响规律。研究结果表明：当地震影响系数不断提高时，边坡安全系数迅速减小，坡脚剩余下滑力增加，坡体中滑动岩层和倾倒岩层数量均增加，稳定岩层数量减小，坡体岩层失稳破坏；岩层倾角、坡面倾角和岩层厚度的值越小，地震作用对边坡稳定性的影响越滞后；不同岩层横截面岩石强度参数和坡顶荷载作用下，地震作用对边坡整体稳定性的影响规律基本一致，坡体安全系数在k=0.2~0.3时出现拐点。

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基于港口环境效益的岸电与泊位联合分配优化研究

闵德权, 张志铎, 张伟航

2023, 42(1): 83-90. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.01.12

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船舶在港口靠泊期间利用岸电来满足船舶的用电需求，是减少船舶辅机排放的有效措施。以港口供应链整体利益最优为目标，提出了一种兼顾岸电使用成本和环境效益的岸电分配与泊位分配协同优化方案，从而减少岸电系统的使用成本，减少碳排放提高环境效益。基于连续泊位状态分析，在港口提供不同功率情况下，采用多目标遗传优化算法对模型进行求解，确定满足岸电使用成本最小和港口环境效益最大的相对较优解集。最后考虑两种碳税收状况下的排放成本确定最优方案，将优化方案与基础方案进行比较证明模型的有效性，证实模型在靠泊时间和岸电使用不同偏好下具有较好的适用性。

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考虑场桥调度的集装箱码头船舶配载研究

丁一, 张杨

2023, 42(1): 91-98. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.01.13

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为了提高码头配载作业效率，对集装箱码头的场桥调度船舶配载问题进行了研究。结合船舶预配总图、岸桥作业计划和堆场堆存情况，建立了目标为堆场翻箱量最少和场桥箱区间移动时间最短的混合整数规划模型；利用CPLEX对小规模数据模型进行求解，检验了模型的准确性；针对中、大规模问题，设计了一种基于嵌套循环的禁忌搜索算法(NLTS)来寻找解，并与禁忌搜索算法进行对比。研究结果表明：NLTS算法优化效果和运算速度均优于禁忌搜索算法，且优化模型能有效地减少场桥移动时间和翻箱量。

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基于终点需求可变的市域旅游客流运输均衡分配模型

高建杰, 王永立, 邵毅明

2023, 42(1): 99-106. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.01.14

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以旅游者到达目的地城市后的运输优化问题为研究对象，为减少旅游景点游客量和市域客运网运输量失衡的现象，提出了一种基于旅游终点需求可变的运输均衡分配模型。首先，基于旅游者的完整出行过程分析，构建了目的地城市内部旅游客流的交通运输网络；其次，基于市域内旅游出行起点需求固定但终点需求可变的旅游客流出行特征给出了旅游客流出行分布函数形式，建立了基于终点需求可变的市域旅游客流运输分配模型，通过其一阶最优化条件证明了在均衡状态下，旅游客运分布量能满足Logit形式的出行分布函数和出行发生量约束，旅游客流运输分配量能满足用户均衡条件；最后，基于凸组合法的思想设计了模型的求解算法，并在简化的黄山市旅游客流运输网络分配实例中验证了模型与算法的可行性。研究结果表明：旅游终点吸引度的变化和运输线路广义费用阻抗的变化可以同时影响旅游出行需求分布量，运输线路运能的增加可以提高旅游客流分配量，决策部门可通过调整运输网络节点的吸引度来平衡市域旅游资源，运输企业可通过调整运力配置，改善旅游客运服务能力。

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基于两阶段模型的城市多模式旅游路径选择

赵星, 申珂, 严宇威

2023, 42(1): 107-112. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.01.15

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为适应旅游交通产业的发展，解决游客出游线路规划时所面对的问题，建立了2阶段模型以优化城市多模式旅游路径选择。第1阶段，研究了旅游情境下影响游客交通方式选择行为的主要因素，综合考虑了“游客社会经济”“出行特征”和“交通方式”3方面的影响因素，以及同起讫点间不同交通方式（公交车、地铁、出租车/网约车）的步行距离比、资金消耗比和运行时间比等9个因素，在南京市开展问卷调查，构建多项Logit（MNL）模型，分析了游客的出行交通方式选择行为；第2阶段，基于旅游路径选择的最优要求、分段要求以及限时要求，构建了基于DC-TSP的城市多模式旅游线路规划模型，并利用LKH求解器进行模型求解。结果表明：所建模型充分考虑了城市多模式交通网络特征，可满足城市内旅游线路规划需求。

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叠加放行信号控制方式适用条件及效益评价

何烈云, 周妍, 黄少泽, 刘强

2023, 42(1): 113-119. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.01.16

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在不考虑右转机动车通行相位的前提下，按照同一相位内不同方向交通流不冲突原则，得到了叠加放行4种基本相位相序方案，并分析了不同相位相序方案流量比适用条件及其它相关影响因素。根据叠加放行相邻相位交通流特点，给出了叠加放行各个相位关键车道组流量比、周期相位损失时间、信号周期确定方法，在此基础上建立了相位有效绿灯时间算法模型。采用最小信号周期、关键车道组总流量比等参数指标，对单口放行、对称放行、叠加放行3种信号控制方式效益进行了评价。最后结合实例，运用理论计算及VISSIM软件交通仿真两种方法，进一步验证了叠加放行信号控制方式在缩短信号周期、减少交叉口交通延误等方面发挥出的作用。研究结果表明：当交叉口进口车道流量比符合一定条件时，采用叠加放行信号控制方式，周期相位数增加但周期损失时间不变，而且通过灵活选取相位相序方案组合形式，可以充分利用道路时空资源，有效提高交叉口的通行能力。

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基于群决策和熵权法的换道轨迹评价研究

李振龙, 董爱华, 杨磊

2023, 42(1): 120-127. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.01.17

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针对换道轨迹评价中指标间的信息重叠和指标权重设定的主观性问题，提出了基于相关性分析和因子分析的评价指标选取方法，从16个参数中选出了表征舒适性、高效性、平顺性、生态性和安全性的11个评价指标；运用层次分析法计算指标主观权重，运用群决策理论计算专家权重，运用熵权法计算指标客观权重，从而提出层次分析法、群决策理论和熵权法相结合的指标权重设定方法，计算得出安全性、高效性、舒适性、生态性、平顺性的权重分别为0.73、0.15、0.06、0.04、0.02,从而建立换道轨迹评价体系，并用该体系对驾驶模拟获取的换道轨迹进行了评价。结果表明，提出的换道轨迹评价体系较为全面且减少了指标间的信息重叠，综合了主观上的专家经验和客观上的数据信息使评价结果更为合理，对轨迹性能的重要性排序可为轨迹规划中设置约束条件时的侧重倾向提供参考；构建的换道轨迹评价体系和提出的评价方法为换道轨迹评价提供了参考。

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基于逐步Logistics回归的高铁列车上座率影响因素分析

徐长安, 余娟

2023, 42(1): 128-136. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.01.18

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分析高铁列车上座率的影响因素，对于优化列车运行方案及提高铁路公司经济效益均具有重要意义。以京沪高铁2015年11月份的上座率数据为例，构建了基于逐步Logistics回归的高铁列车上座率影响因素分析框架；运用逐步回归策略筛选出对列车上座率有显著影响的因素；再应用Logistic回归模型分析了列车上座率与其影响因素之间的定量关系；最后分别采用Wald统计量和HL指标检验回归系数的显著性和模型的拟合优度。研究结果表明：列车跨线与否、列车类型、列车始发时间、列车终到时间和票价是影响影响京沪高铁列车上座率的主要因素。

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锂电池模组液冷复合散热结构设计及性能分析

刘霏霏1，淦述龙1，郝三强2，秦武1,2，李骏1

2023, 42(1): 137-144. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.01.19

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针对动力电池高温下导致的寿命降低及热安全等问题，以某方形锂电池为研究对象，在电池单体模型验证的基础上，设计了S型和回型两种电池模组液冷散热结构，同时在模组内单体之间夹隔导热垫片，形成液冷-导热垫复合散热。模拟了基于复合散热的电池模组温升特性，对比分析在2 C倍率放电时液体温度、速度和压强对电池模组散热性能的影响。结果表明：在相同放电倍率下，相比于S型，回型液冷通道内进出口液体温差可增加23.5%，通道内流速变化不超过0.1 m/s。由于回型通道转弯少、沿程压力损失小，进出口液体最大压差可减少3 468 Pa；3种影响因素作用下，回型相较于S型液冷散热，可使电池模组最大温差降低13.2%。

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基于NSGA-Ⅱ的锂离子电池液冷板的优化设计

张甫仁，肖康，鲁福，朱臆霖，苟欢

2023, 42(1): 145-150. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.01.20

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为了研究纯电动汽车锂离子电池的液体冷却方式，提出了一种仿生叶状通道的热管理系统(BTMS)来研究锂离子电池的冷却性能。以通道角度、通道宽度、质量流量为设计变量，综合考虑液冷板的目标函数(平均温度、温度标准差、压力损失)之间的比重，得到液冷板结构参数及质量流量的最优参数；通过搭建单体电池实验平台，得到单体电池在不同放电倍率下的单位体积产热量；采用拉丁超立方抽样(LHS)在设计空间中选取40个样本点；通过克里金(Kriging)代替模型建立设计变量与目标函数之间的关系；利用NSGA-Ⅱ算法对Kriging模型进行优化寻优；利用CFD验证优化结果的准确度。研究结果表明：优化设计结果能将液冷板平均温度下降1.42 K(3.88%)，温度标准差下降0.35 K(15.29%)，压力损失下降7.49 Pa(8.78%)。

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