重庆交通大学学报（自然科学版）

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部分装配式桥墩抗震设计参数分析

贺拴海，朱林浩，朱钊，刘志

2023, 42(5): 1-8. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.05.01

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为了推广预制装配式桥墩在中高烈度地震区的应用，提出了一种由墩底现浇段与墩身预制段组成，无粘结预应力筋连接的部分装配式桥墩。建立了能够准确模拟该类桥墩接缝受力特点的纤维单元模型并进行了拟静力滞回试验，通过试验结果验证了模型的准确性。然后利用纤维单元模型设计了2组对比试验，研究分析了部分装配式桥墩现浇段长度和配筋率2个设计参数对桥墩抗震性能的影响。研究表明：部分装配式桥墩的水平极限荷载、残余位移和耗能能力随着现浇段长度的增大而增大。随着纵向配筋率的增加，桥墩的水平极限荷载逐渐增加，同时残余位移和耗能能力减小，当配筋率达到1.48%时，水平极限荷载增大到一个阈值趋于稳定，同时残余位移和耗能能力也趋于稳定。

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日照条件下钢箱梁构造对温度场的影响分析

黄海新1，严仕松1，李春明2，寇志天1

2023, 42(5): 9-15. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.05.02

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日照条件下钢箱梁产生的温度场是桥梁结构设计需要考虑的重要因素。基于传热学和有限元基本理论，利用ABAQUS有限元软件建立了日照条件下钢箱梁温度场模型，在现场实测数据对比验证的基础上，开展了钢箱梁温度分布的影响分析。结果发现：桥梁的不同走向影响两侧腹板接收的太阳辐射量，进而导致箱室横向左右腹板温差变化明显；翼缘板长度和箱梁高度的比值与腹板的照射面积呈负相关，照射面积增加会扩大箱室横向温差的区域；腹板倾角减小会降低腹板接收太阳辐射值，当腹板与顶板的夹角自90°始每减少15°，两侧腹板的横向温差则缩减约20%；加劲肋造型和布局是影响钢箱梁局部温度场的重要因素，开放式加劲肋区域温度值低于封闭式，增加加劲肋高度和缩小布置间距有利于降低局部温度；钢箱梁温度场的最不利组合为夏季、南北走向、短翼缘配合高箱梁以及直腹板。

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钢管混凝土拱肋日照梯度温度效应研究

郭增伟，张亚丽，杨一帆，周水兴

2023, 42(5): 16-24. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.05.03

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为探究日照辐射作用下钢管混凝土拱肋的梯度温度效应，依托四川省犍为岷江特大桥工程实时采集钢管表面温度，建立了考虑钢管-混凝土界面接触状态的热力耦合模型，进行了钢管混凝土拱肋梯度温度及应力分析，揭示了四川服役的钢管混凝土拱桥在日照影响下其截面梯度温度沿直径D方向的时变规律，及钢管-混凝土界面接触应力在空间方向上的分布模式，并给出了径向梯度温度计算公式以及特征参数取值。研究表明：日照作用下钢管混凝土截面径向温度分布极不均匀，距钢管顶D/8深度范围内温度梯度结果较JTG D60—2015中推荐值高5 ℃左右，较TB 10092—2017高8 ℃左右，此外，在D/2处仅为TB 10092—2017推荐值的50%；钢管-混凝土界面应力在1 d内呈现“拉-压”交变现象，在14:00、15:00拉应力峰值高达0.8 MPa，在设计与施工过程中采取适当措施以实现管内混凝土产生超过0.8 MPa的膨胀压应力，避免管内混凝土出现脱空现象。

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基于EEMD-LSTM的桥梁变形响应组合预测模型研究

孟庆成1，李明健1，胡垒1，万达1，吴浩杰1，齐欣2

2023, 42(5): 25-34. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.05.04

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为准确预测桥梁结构变形响应，提出了一种利用孤立森林(iForest)算法对桥梁原始变形数据进行降噪，集合经验模态分解法(EEMD)对桥梁变形数据进行分解，长短期记忆神经网络(LSTM)深度学习法对所得到的多尺度变形分量进行预测的EEMD-LSTM组合模型。以武汉沌口长江大桥作为研究对象，选取RMSE、MAE、MAPE和R2等参数作为评价指标，对该模型进行了验证。研究结果表明：与单一的LSTM、SVM和Bayesian模型相比，EEMD-LSTM模型有着良好的鲁棒性、适用性和更高的预测精度。

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基于PCA-GA-LSSVMR的高速公路沥青路面行驶质量预测

曹雪娟1，李小宇1，吴博文2，郝增恒3

2023, 42(5): 35-43. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.05.05

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为实现对高速公路路面行驶质量的准确预测，节约养护成本，在机器学习理论背景下，以历史路面性能数据为基础，提出一种基于PCA-GA-LSSVMR的高速公路沥青路面行驶质量预测模型。首先采用箱型图分析法和min-max标准化方法对路面性能数据进行预处理，筛选剔除异常数据，并对数据进行归一化处理，保证数据质量的可靠性，然后在Rstudio软件中利用PCA-GA-LSSVMR模型对行驶质量进行预测，并与SVMR模型、PCA-LSSVMR模型进行对比。研究表明：PCA-GA-LSSVMR模型线性回归确定系数为0.835，模型稳定性最好，均方根误差为2.394，预测误差最小，模型平均预测准确率为86%，预测精度较高，能够对沥青路面行驶质量进行有效评估。

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沥青路面温度应力研究进展

朱洪洲1,2，雷蕾2，陈瑞璞2，刘玉峰3

2023, 42(5): 44-53. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.05.06

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温度作为沥青路面服役过程中不可忽略的环境因素，已受到了国内外的广泛关注。温度变化会导致路面结构内部产生不同的温度应力，为掌握其主要研究方法及现状，从理论解析、数值模拟及试验研究三方面展开分析，系统总结了不同方法的应用场景及局限性，为后续完善研究方法提供参考。研究结果表明：理论解析法中先后考虑了材料黏弹性、应力历史和松弛效应，研究趋于逐渐完善，其中Judycki解析方法考虑了材料流变特性及黏弹特性，较Monismith解析方法、Hills & Brien解析方法更符合路面实际受力特性，但由于理论解析均存在部分假定，使得温度应力预估模型与实际数值存在偏差，后续研究可从沥青混合料材料特性入手，如考虑材料黏弹特性、完善理论模型、提高理论公式的使用范围及精度等；数值模拟法可以科学高效研究不同应力状态、参数取值及环境因素对沥青路面服役性能的影响规律，但模型的合理性依赖于材料参数的选取，后续研究应以科学定义、全面获取材料参数为切入点；室内试验TSRST的国际承认度高，常被用作解析方法合理与否的衡量标准，足尺路面试验环道较室内试验更科学，具有空间便利性、技术便利性及时间便利性，是进行路面结构实际响应研究最有效的方法，针对足尺路面试验环道数据的分析或将成为后续研究热点。

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底部槽型预制块路面结构承载力试验研究

李月光，孙强，周冰清

2023, 42(5): 54-60. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.05.07

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选用底部矩形槽这一结构型式，采用室内承载板法进行底部槽型预制块路面的弯沉试验研究。研究了不同基层类型、砂垫层类型、砂垫层厚度和预制块类型等工况下预制块路面的弯沉值，使用临界弯沉值L来评价预制块路面的结构承载力。结果表明：对相同的路面结构组合，随着砂垫层厚度的增大，预制块路面结构的临界弯沉值增大，结构承载力有所降低；掺入30%碎石的砂垫层的预制块路面结构承载力要优于普通砂垫层；底部槽型联锁预制块USB路面的结构承载力要优于联锁预制块IB路面；底部槽型预制块路面结构承载性能要好于普通预制块路面，通过选取合适的路面基层和砂垫层，更能提高预制块路面结构承载性能。

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广西钦崇高速公路膨胀土动力变形及动强度特性试验研究

唐咸远1, 2，王诗海3,马杰灵1，罗杰1

2023, 42(5): 61-69. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.05.08

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为研究膨胀土在长期循环荷载作用下的动力变形及动强度特性，对广西钦崇高速公路膨胀土开展室内动三轴试验，分析不同围压和动应力对膨胀土轴向累积变形和动强度特性的影响。研究结果表明：膨胀土轴向累积应变随振次变化关系在较小动应力时呈现稳定型发展趋势，在动应力较大时呈现破坏型发展趋势，建立了考虑稳定型和破坏型发展趋势的修正双曲线累积变形预测模型，得出了不同围压和动应力下的拟合参数；膨胀土滞回曲线倾斜程度随振次的增加而逐渐减小，形状由饱满梭形变为柳絮条状，随围压的增加滞回曲线逐渐朝动应力轴方向靠拢，斜率逐渐增大，动应变逐渐减小；膨胀土动强度随破坏振次Nf的增大呈现幂函数曲线衰减规律，动黏聚力cd和动内摩擦角φd在半对数坐标下随lgN的增加而线性减小，且cd减小速度大于φd减小速度,将动静强度指标参数进行归一化处理后，得到了膨胀土强度指标随不同破坏振次lgN变化的归一化公式。

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基于Winkler地基叠合梁的不均匀沉降作用下的无砟轨道变形研究

颜建伟1,2，熊明1,2，谭鑫1,2

2023, 42(5): 70-77. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.05.09

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针对双块式无砟轨道建立Winkler地基叠合梁解析模型，用来预测下凹余弦型土质路基不均匀沉降时轨道的弯曲变形，并采用考虑轨道-路基接触非线性的梁-体有限元模型对比验证，确定出了Winkler地基叠合梁模型预测轨道变形适用的临界条件，即轨道与路基接触非线性触发的临界条件。研究发现：小沉降幅值/波长工况下，2种模型预测结果吻合得很好，而较大沉降幅值/波长工况下，解析模型预测轨道变形结果偏大，梁-体有限元模拟结果显示轨道与路基间发生了明显的脱空现象，接触应力为0；给出了轨道与路基接触非线性触发的临界条件，即路基不均匀沉降波长为10、15、20、25 m时，Winkler地基叠合梁模型应用的临界沉降幅值分别为1、3、10、30 mm，大于临界沉降幅值时，轨道与路基接触非线性开始触发；得到了Winkler地基叠合梁沉降波长-临界沉降幅值曲线，为快速准确预测路基不均匀沉降工况下的轨面变形提供了理论依据和计算方法。

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基于InSAR的重庆东港地区地表形变监测

李华蓉，戴双璘

2023, 42(5): 78-84. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.05.10

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针对高填方区域沉降监测，以重庆东港为研究对象，采用PS-InSAR技术获取研究区的PS点，将其作为地面控制点引入SBAS-InSAR技术流程，由此反演出研究区域的地表形变场；将形变结果与传统水准测量结果进行精度评定，并与未改进的SBAS-InSAR技术所获取的地表形变结果进行对比分析。研究结果表明：将PS-InSAR技术筛选的GCP引入SBAS-InSAR处理流程具有可靠性和实用性，适用于高填方场地的沉降监测。

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基于AQWA的圆筒型浮式防波堤波浪运动响应分析

袁培银，李渝锋，张哲

2023, 42(5): 85-91. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.05.11

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利用水动力分析软件AQWA，基于三维势流理论，采用数值分析法对圆筒型浮式防波堤进行了水动力研究；计算得到了不同浪向下的防波堤幅值响应算子、不同水深下的附加质量、防波堤运动响应和缆索张力。研究结果表明：本浮式防波堤横荡、纵荡与垂荡运动主要由低频运动引起；由于系泊缆多为艏缆和艉缆，因而浮体纵荡运动时域幅值较小，相较横荡与垂荡的运动幅值小一个数量级。

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智能网联环境下快速路入口匝道改进协同合流模型

肖代全, 康圣洋, 徐学才, 申振武, 袁泉

2023, 42(5): 92-100. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.05.12

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为解决城市快速路入口匝道在高峰时段引起的交通拥堵问题，基于智联网技术的协同合流控制及虚拟车队思想，构建了能同时反映车辆协同合流及协同换道的改进协同合流模型；依据Python和VISSIM搭建了仿真平台，选取路网通行效率、入口匝道排队长度和指定距离的行程时间等指标对改进协同合流模型的有效性进行了评价；对比分析了无控制、虚拟车队协同合流控制及虚拟车队改进协同合流控制3个场景下路网通行效率的提升效果。结果表明：与无控制相比，虚拟车队改进协同合流控制及虚拟车队协同合流控制场景下，路网平均延误分别降低了65.3%和59.0%，入口区域的通行效率均得到提高，两种控制均能减少高峰期车辆行程时间，而虚拟车队改进协同合流控制的路网通行效率更好。

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无控平交口实时风险预警系统对驾驶人行为的影响分析

郭凤香1，熊昌安1,2，倪定安1，苏宇2，杨文臣2

2023, 42(5): 101-108. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.05.13

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为检验无控平交口实时风险预警系统(RTCRWS)的警示效果、了解其对驾驶人行为特性的影响；搭建3个道路交叉口虚拟仿真场景进行驾驶模拟实验，获取TSDNN、TRMSSD、NLF-norm、NLF/HF等生理行为数据，采集车速均值、车速标准差和车速变异系数等驾驶操作行为数据。统计分析了被试驾驶人行为特性，研究了RTCRWS对驾驶人行为的影响，应用因子分析方法对不同交通条件下RTCRWS的警示效果进行了综合评价。研究结果表明：RTCRWS对驾驶人群体的警示效果良好，能够提升无控平交口处的安全水平、降低驾驶人通过无控平交口的行驶车速、缓解驾驶人的紧张情绪；不同交通条件下驾驶人对RTCRWS的警示效果存在差异，驾驶人的心理紧张程度按照轻度交通流无预警、轻度交通流有预警和重度交通流有预警的顺序依次减弱。

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暴雨灾害下城市轨道交通车站韧性关键影响因素研究

焦柳丹，李东荣，张羽，霍小森

2023, 42(5): 109-115. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.05.14

摘要 ( )

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研究暴雨灾害对车站韧性的关键影响因素，对保证居民的安全出行有重要意义。首先从韧性3属性（抵抗力、恢复力、适应力）中选出20个车站韧性影响因素，然后以影响因素间的邻接关系为研究数据，运用社会网络分析法（SNA）中凝聚子群分析的CONCOR法分析因素网络中次级团体结构的相互关系，最后运用SNA的中心度分析来筛选出车站韧性的关键影响因素。研究结果可以看出，暴雨灾害下车站韧性的关键影响因素为：防汛监控能力、防汛挡水能力、人员疏散效率、防汛排水能力、防汛资金投入、人员协调配合能力、防汛应急预案制度和防汛培训演练。

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基于改进未确知测度的地铁突发事件应急能力成熟度模型研究

张鹏，江逸帆，詹钰鑫

2023, 42(5): 116-123. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.05.15

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针对地铁突发事件应急能力成熟度研究有助于地铁运营公司对应急管理的评价与提升，在能力成熟度模型和未确知测度理论的基础上，构建地铁突发事件应急能力成熟度评价模型。从事前-事中-事后角度，建立地铁突发事件应急能力评价指标体系，将影响地铁应急能力的因素分为组织与制度、监控预备能力、应急救援能力、应急处理能力、应急恢复能力和事故总结分析6类一级指标和19个二级指标。通过G1法与熵权理论相结合的方法确定各指标权重，应用盲数理论和未确知测度理论改进未确知测度模型，处理地铁突发事件应急能力评估的不确定性和模糊性。以成都地铁为例，对其进行应急能力成熟度评价，验证模型的合理性与实用性。结果表明：成都地铁应急能力总体处于规范级，其中组织与制度和应急救援能力成熟度得分较高，但监控预备能力和应急处理能力需进一步提高。

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基于GIS的济南市交通事故成因分析

冯海霞，宁二伟，王琦，李健

2023, 42(5): 124-131. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.05.16

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为了降低交通事故，保障人们的正常生活和人身安全，对交通事故多发区域进行鉴别并对事故成因进行分析是减少事故的关键。以济南市为研究区，以2018年济南市的交通事故数据为基础，采用核密度分析、事故当量结合缓冲区分析、地理加权回归分析等方法，对济南市交通事故的空间特性、成因等进行了研究，并提出了相应的改善措施。研究结果表明：事故发生地点具有明显的聚集性，鉴别出了济南市6个事故多发区域，无道路物理隔离和无路侧防护设施是事故多发的主要原因；车辆数、公路通车里程、GDP、人口等均对区域交通事故数有较大影响，且均与交通事故数呈正相关的关系，其中车辆数的影响最大；构建的基于车辆数和公路通车里程的GWR模型的相关性回归系数高达0.75，可根据模型对各区县的事故多发区域进行及时预警和完善相应的交通设施。研究结果对减少交通事故的发生以及道路交通安全水平的提升具有重要意义。

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基于出行特征的汽车客运站最高聚集人数测算研究

唐秋生，许浩，张永辉，熊洋，孙龄波

2023, 42(5): 132-138. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.05.17

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为实现汽车客运站最高聚集人数的准确测算，在现有客运站最高聚集人数研究成果基础上，进一步探索出行特征与旅客到站时间之间的影响机理，针对同一车站不同发车环境下的班车旅客到站时间倾向性进行统计分析，认为旅客因出行特征的不同，其到站时间存在明显差异；在保证数据获取便捷的基础上选取5个出行特征对旅客到站时间进行预测；进而构建考虑旅客到站时间差异的车站最高聚集人数计算模型，并以重庆陈家坪汽车站为例进行案例分析，验证了方法的有效性。

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基于MTCNN算法的单目视觉车距检测方法

丁柏群，李敬宇

2023, 42(5): 139-144. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.05.18

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单目视觉检测系统结构简单、成本低廉、检测方便快捷、实时性好，但检测精度相对多目视觉系统较低，高度依赖计算方法。目前采用单目视觉的车辆测距方法没有充分考虑多尺度车辆导致的误差问题，使其检测精度受到影响。建立一种基于多任务级联卷积神经网络（MTCNN）的车距检测方法，以车辆号牌作为靶标，利用单目摄像头采集前车图像，采用MTCNN算法检测车牌，获取车牌角点坐标，依据P4P原理计算车辆间距。该方法与车型大小、道路起伏无关，仅与车牌图像识别测算质量相关，可以有效减少其它因素导致的误差。试验表明，提出的车辆测距方法通过MTCNN和P4P算法分析计算前车视频图像，实现了较高精度的车距检测，对27 m范围内的车距检测平均误差为2.77%，其中3~27 m的检测平均误差为2.52%，在较大测距范围内具有较高的稳定性。

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基于CFD的SCR混合器设计与结构优化

王国贤1，吴红静1, 2，吴华伟2，赵千2，杨小兵3

2023, 42(5): 145-151. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.05.19

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为了提高柴油机选择性催化还原(selective catalytic reduction, SCR)后处理系统氨气分布均匀性，设计了扇形和百叶窗型两种不同的混合器结构。利用计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)技术对这两种混合器结构进行了优化处理，并针对优化后的两种混合器方案，对其速度均匀性、氨气均匀性、压力损失等进行了仿真分析和对比。CFD分析结果表明：百叶窗型混合器结构催化器载体前端氨气分布均匀性更高，百叶窗型混合器的压力损失小于扇形的；进一步分析排气流量和排气温度对氨气均匀性影响，排气流量增加使得氨气均匀性指数降低，排气温度增加使得氨气均匀性指数增高；百叶窗型的氨气均匀性指数高于扇形的。综合考虑，百叶窗型结构混合器优于扇形结构。

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基于改进动力学方程的轮式装载机行驶失稳阈值分析

曹源文1，周世华1，梅宇航1，谢利丹2，宋书彬3

2023, 42(5): 152-160. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2023.05.20

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为得到轮式装载机在不同路况下的运动参数失稳阈值，基于传统轮式装载机自由度的解析，建立了能反映出前、后车体的行驶轨迹变化和车身受力变化的改进行驶动力学方程；以横向载荷转移率(LTR)作为指标对轮式装载机行驶失稳主要影响因素进行了分析；最终确定了运动参数失稳阈值范围。研究结果表明：轮式装载机行驶速度和转向速度的增加、斜面坡度角和行驶转向角的增大，都会严重加剧轮式装载机发生倾翻失稳的风险；其中行驶速度和行驶转向角对行驶稳定性的影响最为严重。

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