重庆交通大学学报（自然科学版）

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杨俊1,2，李克阳1,2，周建庭1,2，冷景晨1,2，邹杨1,2

2024, 43(5): 1-8. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.05.01

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钢-混结合段作为钢梁和混凝土连接为整体的核心部件，传力构件的受力性能对钢-混凝土结合段至关重要。为提高结合段的力学性能，进行了仅有钢梁端面承压、PBL连接件和两者联合作用3组推出试验。结果表明：3组试件最终破坏裂缝分布均为钢梁端面侧“八”字形分布；钢梁端面组（D组）试件破坏模式主要为UHPC的开裂破坏而失效，PBL连接件组（P组）和联合作用组（PD组）试件主要是贯穿钢筋的剪切破坏而失效；3组试件的荷载-滑移曲线均包含弹性、裂缝开展和屈服3个阶段，由于贯穿钢筋和UHPC榫具有抑制裂缝开展和提高试件延性的作用，P组和PD组试件裂缝开展阶段较D组更短，屈服阶段更长，延性更好。对荷载-滑移曲线进行拟合，提出了钢梁端面承压和PBL连接件承载力随滑移量变化的计算公式。引入滞后滑移差Δsj，当Δsj=0~0.67 mm时，联合作用计算结果偏于安全。计算得到钢梁端面承压传力比例约为43%，PBL连接件传力比例约为57%，两者传力效果基本相当。利用UHPC作为外包混凝土时，建议采用承载能力更高的贯穿钢筋，以充分发挥UHPC的高强性能，从而提高结合段的承载能力。

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基于EDA统计图量化的桥梁动态监测数据质量评估

殷鹏程1,2，谭曼丽莎3,4，曹阳梅1,2，单德山3

2024, 43(5): 9-16. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.05.02

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探索性数据分析统计图在桥梁健康监测动态数据质量评估中已有广泛应用。为了减少人工观察统计图的主观性，通过近似度量方法实现统计图的量化分析，得到多个指标对监测数据进行快速质量评估。在运营环境激励作用下，桥梁结构动力响应具有短时线性平稳性，近似服从正态分布。以某大跨斜拉桥振动数据为研究对象，首先，绘制样本数据直方图和Q-Q图，通过观察数据分布特征预先判断数据质量，确定优、良和差3个等级。然后，分别通过KL散度和余弦相似度2种近似度量方法对样本数据直方图和Q-Q图进行量化，得到数据服从正态分布程度的指标；通过箱线图检测样本数据全局异常点，得到正常数据占比；统计分析得到量化值和先验质量等级的对应关系，确定以直方图KL散度和余弦相似度为主、以箱线图正常数据占比为辅的数据质量评估标准。最后，取部分数据为验证集，进一步验证所提方法各个指标的合理性，并给出该方法在实际工程上的应用结果。

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SBR复配回收橡胶树脂改性沥青性能研究

赵洲清1,2，鲁浈浈1，李佳谕2，李富强2

2024, 43(5): 17-23. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.05.03

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为改善基质沥青的路用性能，结合SBR与回收橡胶树脂两者材料特征，对沥青进行单一改性与两两复配。参考沥青评价指标，利用25 ℃针入度、软化点、锥入度、10 ℃延度、旋转黏度等试验，综合评价SBR复配回收橡胶树脂改性沥青性能，探究不同配方复配改性沥青性能差异及影响因素，比选出最佳复配方案。研究结果表明：增加SBR与回收橡胶树脂掺量均能一定程度上提高沥青的高温性能；不同来源SBR对沥青性能影响差异不大，而不同回收橡胶树脂对沥青性能影响有差异，主要原因是不同回收橡胶树脂组成配方对沥青性能产生较大影响所致；SBR对沥青的低温性能改善作用明显，少量SBR即可明显提升沥青延度；随SBR掺量的增加，SBR改性沥青软化点有小幅提升，黏度也随之增加；回收橡胶树脂对软化点提升效果相比SBR更明显，8%掺量最佳；3%SBR、8%回收橡胶树脂为本次复配最佳方案。

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雄安新区粉质黏土的动力特性试验研究

马丽娜1，石磊1，杨斌2，徐红星2，张戎令1

2024, 43(5): 24-31. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.05.04

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为分析雄安新区粉质黏土的动力特性，采用GDS多功能动态循环三轴试验系统，对雄安新区粉质黏土进行14种工况（不同围压、固结比和加载频率）下的动三轴试验，深入分析了动骨干曲线、动弹性模量、动剪切模量、阻尼比等在不同工况下的变化规律及相关参数。试验结果表明：随动应力幅值的增大，动应变呈非线性增长,且存在某一临界动应力值；随动应变的增大，动模量逐渐减小，且减小速率先快后慢、最后趋于稳定；随动剪应变增长，阻尼比呈非线性增长，且阻尼比最大值不超过0.12；随围压与固结比增大，动强度和动模量均明显增大；围压与固结比对阻尼比影响较小，具有归一性特征；随频率增大，动应力幅值、动弹性模量增大，但增长幅度并不明显。综合分析三变量对雄安新区粉质黏土动力特性的影响程度得出：围压影响最大、固结比次之、加载频率最小。

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钦江河口盐水入侵距离预测模型研究

肖毅1，李达宏2，邓敬宏1，夏楠1

2024, 43(5): 32-37. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.05.05

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平陆运河工程是中国“西部陆海新通道”的重要水运基础设施，青年枢纽作为运河最下游的节点性控制枢纽，受钦江感潮河段的盐水上溯的影响，合理预测盐水入侵距离对认识青年船闸寿命与城市饮用水安全具有重要意义。利用钦江河口盐水上溯过程的实测数据，基于盐水上溯一维扩散稳态方程构建了考虑河口几何形状、潮汐作用及径流过程的高潮期盐水入侵长度预测模型，并通过径流与潮汐作用对钦江河口盐水入侵长度的影响分析，取得的主要结论为：当径流流量Q<100 m3/s时，平陆运河工程后的高潮位期钦江河口盐水入侵长度L=10~27 km，较工程前增加了4.5 km；当径流流量Q<20 m3/s时，钦江河口盐水将上溯至青年船闸闸下；枯水期，当河口潮差H0>2.5 m时，青年枢纽减盐的最低泄流量须达到20 m3/s。

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基于公交优先的直线式公交站台共享超车道时空资源优化分析

张汝华，马明迪，陈雷钰，赵冰，狄金灿

2024, 43(5): 38-45. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.05.06

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受城市道路红线条件限制，许多公交车站只能设置直线式公交站台；这种形式的站台很容易产生拥堵排队和机动车冲突的交通现象。基于此，提出了一种共享超车道感应信号控制的优化方案，使用VISSIM软件对共享超车道前后车辆的延误水平进行了仿真分析。研究结果表明：通过设置共享超车道能有效地缓解公交车辆在公交站点拥堵排队和机动车冲突的交通现象；在交通量较大和公交发车频率较高情况下，通过设置带有共享超车道的直线式公交站台能有效地提升公交服务水平，保障近道路交叉口上游路段的公交优先通行和社会车辆有序通行，提升了交通的流畅性与安全性。

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城市连续隧道交织区主线交织车辆换道点选择行为研究

邬岚1，陈雨欣1，陈茜2，赵顗1，李铭浩1

2024, 43(5): 46-52. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.05.07

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基于城市连续隧道交织区分析主线交织车辆换道点选择行为，以实地采集的车行轨迹数据为基础，利用随机森林模型分析主线车辆换道点选择行为特征及影响行为决策的影响因素，而后分别采用支持向量机模型与随机森林模型进行换道点选择行为决策建模和对比分析。研究结果表明：影响主线交织车辆换道点选择的主要因素为目标车辆状态以及本车道的后车状态，且经特征筛选之后建立换道决策模型的精度更高，其中支持向量机模型可以较好的刻画换道行为，模型的预测精度不低于85%。研究成果有助于在仿真模型中更准确描述换道点选择行为，同时为城市连续隧道交织区的优化和辅助驾驶策略制定提供支撑。

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基于数据驱动的快速路合流区加速车道长度的研究

张航1, 马宝林1，储泽宇2，吕能超3

2024, 43(5): 53-60. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.05.08

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设计长度合理的加速车道能有效地缓解快速路合流区频繁出现的交通瓶颈问题，因此采用数据驱动方法对快速路合流区的加速车道长度进行研究。利用无人机设备测取了快速路合流区的交通数据，从交通流特性及车辆汇入行为这两个角度对实测数据进行分析，得到了合流区车辆的驾驶行为；根据合流区交通流特点，对数据集进行聚类分析，使用生成对抗式网络训练不同合流区汇入行为车辆的跟驰换道模型，并与实测数据和SUMO仿真软件中内置模型进行对比分析；应用生成对抗式网络模型进行交通环境仿真，选取速度、交通密度、交通冲突率指标建立奖励评价函数，得出了加速车道长度设计的推荐值。研究结果表明：采用主线车辆提前减速和向内侧车道换道这两种手段，可实现协同换道避让匝道汇入的车辆；相比SUMO软件内置模型，生成对抗式网络模型更加贴近实际情况；仿真得出的单车道平行式加速车道长度分别在100、 80、 60 km/h情况下的推荐值为280、 240、 200 m。

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基于改进孤立森林算法的交通流异常数据检测模型

宫晓婞，董培信

2024, 43(5): 61-69. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.05.09

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针对交通流异常数据实时检测问题，提出一种基于改进孤立森林算法与K-Means++算法相结合的交通流异常数据检测模型。首先，使用交通流量和交通流速度数据构建交通流序列；然后，利用改进孤立森林算法，构建交通流数据的异常评分模型，并通过K-Means++算法构建滑动窗口计算出异常评分的阈值，以此来实现对交通流数据异常值的实时检测；最后，通过实例分析验证模型的合理性和可行性。研究结果表明：改进孤立森林算法与K-Means++结合的方法可以准确地确定异常评分的阈值进而检测出异常数据；该模型与仅考虑交通流流量的模型、传统孤立森林模型相比，AUC分别高出29.7%和5.3%，与其他常用的LOF、ABOD、OCSVM方法相比，AUC均有所提高。该模型准确率明显提升，在交通流异常数据检测中具有更好的适用性，能够为交通管理部门提供交通状况检测支持，提高交通管理效率。

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降雨天气下人机混驾交通流跟驰特性研究

傅成红，李高伟，高良鹏

2024, 43(5): 70-77. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.05.10

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为揭示降雨天气下人机混驾交通流跟驰规律，从分析降雨对行车的影响入手，引入路面附着系数、驾驶能见度等参数，改进Gipps安全距离和行车加速度限制，针对不同跟驰模式建立元胞自动机模型，探寻降雨强度、渗透率双重影响的人机混驾交通流跟驰特性。数值仿真结果表明：雨天渗透率与通行能力呈正相关，但当渗透率低于0.25时，智能网联车对混合交通流平均速度、临界密度及通行能力的影响有限；当降雨强度高于0.3 mm/min时，随雨强度增大会加剧智能网联车跟驰退化，显著降低混合交通流的自由速度、临界速度及通行能力；小雨情况下，约0.1的渗透率可弥补降雨造成的通行能力损失；在中雨至大雨的降雨强度区间内，降雨强度每增加0.1 mm/min，相应提高渗透率0.1，路段通行能力可恢复到与晴天纯人工驾驶交通流相当的水平。

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基于平纵组合的山区高速公路连续下坡路段行车安全评价方法

张驰1,2，王茜茹1，向宇杰3，高艳阳1，冉光炯4

2024, 43(5): 78-90. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.05.11

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受制于地理和经济条件，山区高速公路在建设中不可避免会存在连续下坡路段，其中平纵组合路段对车辆稳定性和安全性提出了更高的要求。为分析山区高速公路连续下坡平纵组合路段的行车安全，利用西南山区高速公路数据，以80 km/h的设计速度，在连续下坡路段的不同位置、不同平纵组合工况构建了驾驶仿真实验。根据驾驶者的心理数据、车辆速度变化数据和横向偏移数据推出综合评价指标；将综合评价指标与平曲线半径和纵坡进行相关性分析；再通过累计频率图划分评价阈值；提出了基于平纵组合的连续下坡路段行车安全评价方法，并依托评价方法提出了连续下坡路段坡顶、坡中和坡底位置的平纵组合设计建议值；并以西南山区某高速公路为例对该评价方法进行了应用与验证。研究结果表明：该方法能为高速公路连续下坡路段的行车安全评价提供有效的参考依据。

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基于改进ALARP风险矩阵的危货运输车辆专用停车场安全性评价研究

曾超1,2，林理科1，于立2

2024, 43(5): 91-98. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.05.12

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为评估危货运输车辆专用停车场安全水平，降低危货车辆停放环节风险，提出一种基于改进ALARP风险矩阵的危货运输车辆停车场安全性评价方法。首先，基于事故案例统计数据、在开展致因分析、故障树构建、指标初选、信效度检验的基础上，构建危货运输车辆专用停车场安全风险评级指标体系；其次，结合贝叶斯网络、层次分析法、模糊综合评价法和改进ALARP的风险矩阵法，提出危货运输车辆专用停车场安全风险评价模型；再次，在考虑已知风险可能性、风险损失量化结果的基础上，基于改进ALARP风险矩阵得到专用停车场风险总评价量化值及评价等级；最后，以重庆市某危险货物运输车辆专用停车场为例开展验证分析，验证结果表明，研究所得到的评价结果与实际情况具有较高的一致性。

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城市小汽车用户公交使用的影响因素分析

何明卫1，纳静笠1，朱权2，荀丽梅1

2024, 43(5): 99-105. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.05.13

摘要 ( )

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引导小汽车用户使用公交有助于缓解城市交通拥堵和推动交通领域节能减排。采用昆明市小汽车用户出行调查数据，基于随机森林模型探究建成环境、公交服务质量、个人社会经济属性对小汽车用户公交使用的影响。研究表明：建成环境是影响小汽车用户公交使用的最重要因素，相对重要性之和为53.7%，路网密度、土地利用混合度、居住区位、公交站点数量与小汽车用户公交使用密切相关；个人社会经济属性相对重要性之和为24.9%，家庭年收入变量相对重要性最高(5.2%)；公交服务质量相对重要性之和为21.4%，分别为便利性(5.8%)、舒适性(5.6%)、可靠性(5.2%)、安全性(4.8%)；建成环境对小汽车用户公交使用具有非线性影响且非线性影响在不同收入水平的小汽车用户之间存在差异。研究结果有助于更好理解小汽车用户的公交使用行为，从而采取针对性策略促进小汽车用户使用公交。

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线控转向系统理想传动比控制策略及优化研究

阎春利，王运生

2024, 43(5): 106-112. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.05.14

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为设计满足操纵稳定性需求的线控转向系统，提出了可适应不同车速工况的理想传动比控制策略。以稳态横摆角速度增益不变下的传动比为基础，设置低速段、中速段、高速段等3个车速区间；基于参数拟合和定转向增益不变控制法中的稳态横摆角速度增益不变，设计了低速段和中速段的理想传动比，高速段考虑到摩擦特性等非线性因素影响，使用模糊控制设计线控转向系统理想传动比；通过Carsim和Simulink仿真分析了在不同车速下设计理想传动比控制策略的有效性。研究结果表明：在低速段时，车辆转向运动特性明显提高，增强了车辆的转向灵敏性；在中速段时，车辆转向响应跟随性好，且响应速度更快；在高速段时，车辆行驶时的转向稳定性明显提高。

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泊车过程中车辆转向状态的分段位姿估计方法

李臣旭1，江浩斌2，马世典2，侯桐1

2024, 43(5): 113-123. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.05.15

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针对泊车过程中转向系统非线性因素影响车辆位姿估计准确度的问题，提出了一种基于车辆转向状态的分段位姿估计方法，提高自动泊车过程中的车辆位姿估计精度。首先，通过试验对车辆运动学航迹推算法定位的误差来源进行分析，确定了转向过程的非线性因素对泊车过程中车辆位姿计算准确度的影响；其次，设计了基于车辆转向状态的分段位姿估计模型，使用LSTM对转向状态进行实时分类，分别训练混合模型进行位姿估计，并对分类结果与位姿估计结果进行后验修正；再次，构建泊车工况车辆横纵向位移数据集，基于数据集对所建模型进行训练和离线测试；最后，利用Python搭建在线测试平台，对模型进行位姿估计测试，并开展对比试验。试验结果表明：该方法能够将泊车过程中的车辆欧式距离误差控制在10 cm以内，航向角误差控制在1°以内。基于车辆转向状态的分段位姿估计方法研究，可以有效提高泊车过程中的车辆位姿估计精度，并具有较高的实时性和较好的鲁棒性。

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基于深度卷积自编码器和多尺度残差收缩网络的滚动轴承寿命状态识别

潘雪娇1,2，董绍江2，周存芳2，肖家丰2，宋锴3

2024, 43(5): 124-132. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.05.16

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针对滚动轴承早期故障识别困难、退化性能难以准确评估的问题，提出了基于深度卷积自编码器(DCAE)和多尺度残差收缩网络(MSRSN)的滚动轴承寿命状态识别方法。首先，为获得清晰的故障特征频率及倍频,将原始数据样本转换为包络谱输入深度卷积自编码器中，实现轴承寿命状态特征的自动提取与表达，并基于多维尺度分析(MDS)算法约简寿命状态特征获得低维特征，然后计算低维特征空间内样本间的欧几里得距离(ED)，即为轴承性能衰退评估指标；其次，为全面提取轴承性能衰退特征，提出了改进的多尺度残差收缩网络识别模型，并开发了ReLU与DropBlock正则化相结合的新激活策略增强模型的抗噪性；最后，将所提方法及对比方法应用于轴承全寿命实验数据。实验结果表明：笔者提出的性能衰退评估指标能够精准地识别轴承性能退化起始点以及刻画轴承的退化趋势，所提出的改进的多尺度残差收缩网络识别模型在SSNR=-4~6 dB环境中平均识别正确率为91.75%，能够准确识别轴承寿命状态，验证了方法的实用性以及有效性。

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