重庆交通大学学报（自然科学版）

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基于无人机点云与BIM模型的桥梁施工进度识别方法

冯东明1,2,3，葛健1,2，吴刚1,2,3，员建斌4

2024, 43(6): 1-7. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.06.01

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为准确实现桥梁施工进度监控自动化，提出一种基于无人机（unmanned aerial vehicle，UAV）点云和BIM模型的桥梁施工进度识别方法。该方法基于UAV路径规划及三维重建获取实际进度点云，通过BIM模型转点云的方式将BIM模型转化为计划进度点云，配准实际与计划进度点云，基于最近邻搜索及颜色区域生长分割桥梁构件，获得桥梁各构件的完成度。以山西临猗黄河大桥为研究对象，采集实际与计划点云数据，计算所得的各构件完成度准确度均在95％以上。该方法可快速采集进度数据并实现构件级别的桥梁施工进度识别，提高桥梁施工进度监控的自动化。

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钢筋混凝土拱桥加固施工次序方案及效果评价

徐略勤1,2，杨忠友1，周水兴1,2，岳克锋1，沈正璇1

2024, 43(6): 8-15. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.06.02

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为研究钢筋混凝土拱桥最优的加固施工次序，以一座在役4跨箱形拱桥的加固方案为背景，设计了3组针对性的加固方案，并对不同拆除加固施工次序下的主拱圈力学性能进行了分析；采用恒载应力变化率(αD)和荷载效应变化率(αN)评价了施工中拱圈的应力变化规律及加固后原拱圈的荷载效应。研究结果表明：拱上结构的拆建次序对加固后主拱圈的力学性能影响较小，但对加固过程中主拱圈的受力状态影响较大；拱顶对称拆除时αD＜0，结构处于“卸载”状态，有利于拱桥施工中的受力； αN随着拱上结构恒载减小而增大，且增速减缓，故加固层材料利用率也随拱上结构恒载减小而增大，且增幅变缓；αN越大，则加固效果越好。

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砂土-高密度海绵垫层棚洞力学特性研究

王星1,2,3，王帅帅2，黄帅2，梅华4，胡朝霞4

2024, 43(6): 16-24. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.06.03

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依托某隧道洞口工程，探究更为有效的落石冲击防护结构，采用1∶10几何相似模型试验与LS -DYNA数值计算方法，揭示落石冲击作用下砂土-高密度海绵复合垫层力学响应机理。模型试验结果表明：添加3、6 cm高密度海绵构成复合垫层，顶板腹部中心应力峰值由1.71 MPa依次下降至0.75、0.24 MPa，降幅为55.90%、86.43%。与试验等比数值计算结果表明：添加3、6 cm海绵构成复合垫层，顶板腹部中心应力峰值由1.13 MPa降至0.57、0.22 MPa，降幅可达49.73%、80.35%。实际工况数值计算结果表明：复合垫层棚洞应力水平大幅降低，板内应力整体较均匀且中心位置应力集中状态已基本消除，应力曲线已由纯砂土垫层的折线形式变化为波浪式，应力峰值由5.63 MPa降至1.77 MPa，降幅可达68.56%。位移峰值由 -3.08 mm降至 -2.51 mm，加速度峰值由514 m/s2降至445 m/s2。

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TB胶粉改性沥青制备方法比较研究

路本升1，杨帆2，张国扬3，周晓静3，唐乃膨4

2024, 43(6): 25-31. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.06.04

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高温法Terminal Blend(TB)胶粉改性沥青技术同时解决了传统橡胶沥青黏度大、存储稳定性差、恶臭排放的问题，但260 ℃高温工艺可能会引起安全问题，且生产难度较高。采用红外光谱分析(FTIR)、溶解度试验、凝胶渗透色谱分析(GPC)、流变学试验、存储稳定性试验，综合对比了高温法(260 ℃)、化学活化法(200 ℃)、高速剪切法(200 ℃)制备胶粉改性沥青的分子结构、溶解度、分子量分布、流变性质、离析等指标。结果表明：3种方法制备的胶粉改性沥青，均发生了脱硫反应(红外光谱966 cm-1峰活性聚合物基团增强)与降解反应(部分胶粉大分子链段降解，产生与沥青质尺寸相当的分子链)，高温法和化学活化法的脱硫降解程度比剪切法剧烈；高温法和化学活化法制备TB胶粉改性沥青的溶解度不低于96%，较剪切法提高4%~7%，135 ℃黏度约为1.2~1.3 Pa·s，约为剪切法的1/3；20%胶粉含量下，200 ℃ 高速剪切法及48 h发育难以制备出低黏度TB胶粉改性沥青；降低胶粉含量可在发育过程中加快胶粉的降解，高速剪切法具有制备低含量TB胶粉改性沥青的潜力。

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不同断面泄流槽的堰塞坝溃决模型试验研究

徐富刚，陈志宇，曹俊，冯波，葛俊伟

2024, 43(6): 32-38. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.06.05

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以2018年“11·3”金沙江白格滑坡堰塞坝为原型，对所布设的泄流槽从断面形状、位置、尺寸等方面进行考虑，采用相同颗粒级配材料，设置7种试验工况，在控制上游来水量相同条件下，对各工况下试验溃决过程进行观察，进而揭示堰塞坝溃决演变机理及其影响因素。结果表明：溃决过程可分为初始孕育阶段、溯源坡面侵蚀阶段、溯源陡坎侵蚀阶段、河床稳定平衡阶段4个阶段；不同断面形状泄流槽的溃决过程中，冲蚀程度影响范围由强到弱排序为自然组、三角形槽、矩形槽、梯形槽。对于泄流槽断面形状尺寸及位置，当宽度相同且深度较低时，受约束影响溃决过程会较为提前；当泄流槽断面一致，布设位置位于一侧时，受一侧固定约束影响，溃口宽度扩展会小于布设位置位于中间的情况。研究结果可为堰塞坝溃决机理分析及堰塞坝应急救援处置提供参考。

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融合滞后极限学习机的IDBiLSTM短时交通流预测

张阳1，王梓良1，姚芳钰1，许浩越2，杨书敏3

2024, 43(6): 39-46. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.06.06

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深度学习短时交通流预测中，存在数据处理实时性较弱，以及算法对交通流数据的复用和修正能力不足导致预测性能较差的问题。针对这一问题，提出一种融合滞后极限学习机的深度双向长短时记忆神经网络短时交通流预测方法。首先，引入权值共享机制对双向长短时记忆网络模型进行结构优化，在模型训练过程中不断进行权重更新和偏置更新，从而充分利用逆序逆转数据增强数据的复用和修正能力；其次，为了进一步提高算法实时性，引入极限学习机模型，并在其神经元激活函数中嵌入生物神经系统中的滞后参数进行优化，加速了运算效率，提升算法的整体实时性。实验结果表明：提出的方法预测精度和算法实时性均有提升，与经典方法CNN-BiLSTM和多元集合CNN-LSTM相比，平均绝对误差分别减少了6.82、6.47，计算速度分别提高了12、19 s，具备良好的短时交通流预测能力和实时性。

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基于VAR-LRTC-TNN的交通流量数据补全框架模型

孙秋霞1，王淇1，李勍1，孙璐2，贾秀燕1

2024, 43(6): 47-53. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.06.07

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从各类传感系统收集到的交通流数据往往会因探测器或通信故障等缘故出现数据连续性的缺失，故准确补全缺失的交通流数据对制定合理的交通管理策略至关重要。鉴于交通流数据具有低秩的特性，通过低秩张量补全模型可较好地刻画出交通流数据的全局一致性，但却无法很好地捕捉数据的局部变化趋势，一定程度上影响了效果。基于此，提出了将VAR模型和基于残差序列的LRTC-TNN模型相结合的交通流补全框架模型；采用VAR模型对缺失数据进行粗略估计，移除平均趋势，利用LRTC-TNN模型对残差时间序列进行补全，再将平均趋势还原，从而完成对交通流量数据的高精度补全；该方法不仅保留了交通流数据的全局结构，还考虑了数据局部变化的特征。研究结果表明：与基于原始交通流量数据的填充方法相比，该模型框架对单传感器和多传感器数据的连续性缺失均具有更高的补全精度。

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基于改进NSGA-II的轨道交通接驳公交线路优化

裴玉龙，姜封帅，王婉佼，何庆龄

2024, 43(6): 54-63. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.06.08

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为解决接驳公交线路规划不合理和时间安排不完善的问题，提出了基于改进NSGA-II算法的环形接驳公交线路优化方法。首先，结合双层规划理论，以乘客出行时间成本最小化、公交企业运营收益和接驳公交服务率最大化为目标函数，以接驳公交线路站点数、线路长度和发车频率作为约束条件构建上层模型，采用Logit模型构建了下层接驳客流分配模型；其次，运用Floyd算法对NSGA-II算法的初始化种群进行了优化，针对所提出的模型设计了模型求解流程；最后，以哈尔滨市轨道交通1号线医大一院轨道交通站为案例，运用笔者提出的多目标双层规划模型和算法进行求解，并与原NSGA-II算法和基于Logistic混沌映射的NSGA-II算法进行对比。研究结果表明：基于Floyd算法改进的NSGA-II算法在多目标双层规划模型求解时，收敛速度更快效果更好，求解结果可以在Pareto前沿得到多个相互非支配的最优解；不同解集对应目标函数值不同，但可以达到接驳公交网络整体效益最优，采用折衷最优解集表述求解结果。

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基于TAM-CPV模型的共享电单车持续使用意愿分析

曾超1, 2，褚家亮1，王嵩1，于立3，毛超艳1

2024, 43(6): 64-70. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.06.09

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深入剖析共享电单车的使用因素，增强共享电单车用户持续使用意愿对促进共享电单车健康有序发展、提升投放管理精细化水平至关重要。以技术接受模型(technology acceptance model, TAM)为基础，引入感知价值理论(customer perceived value, CPV)中的感知愉悦性、感知风险，并引入感知成本因素；构建基于TAM-CPV模型的共享电单车持续使用意愿模型；以重庆市共享电单车运营的监管数据、现场调查数据和网络调查数据为基础，综合运用SPSS、AMOS软件对结构方程模型开展检验及分析。研究结果表明：感知易用性是影响持续使用意愿的最显著正向因素，感知愉悦性次之，感知成本是唯一负向影响因素；这预示着政府管理部门应当注重共享电单车投放点的合理性，企业应当注重共享电单车APP的使用体验、计费规则。

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不同颜色光环境对长隧道中段驾驶员视觉疲劳缓解作用的研究

刘长宝，臧延伟，孙兴

2024, 43(6): 71-77. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.06.10

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以长隧道照明为基础，通过模拟驾驶试验，选择瞳孔面积、扫视幅度、扫视速度等参数对不同颜色光环境下视觉疲劳缓解效果进行量化，分析了驾驶员视觉疲劳现象产生原因，使用模糊评价模型对其进行综合评价，提出了通过布置不同颜色光环境来缓解驾驶员视觉疲劳的措施。研究结果表明：不同颜色光环境对应的瞳孔面积和扫视幅度具有显著差异，红光的视觉疲劳缓解效果最好，其次是黄光；有3种颜色光环境对应的瞳孔面积变化率均小于20%，不会给驾驶员带来较大的视觉刺激。

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基于结构方程的校园电动自行车危险骑行行为分析

邓院昌1,2，刘菲菲1,2

2024, 43(6): 78-86. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.06.11

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为提高校园交通安全性，探究校园环境下大学生电动自行车危险骑行行为的影响因素。根据预调研结果，在计划行为理论（TPB）模型的基础上新增“环境管制态度”变量，编制调查问卷，构建基于拓展计划行为理论的结构方程模型（SEM）；通过相关性分析和模型路径检验，对264份有效样本数据开展实证研究。结果表明：校园环境中，学生的日均骑行时长、骑行事故率、充电冲突率与危险骑行行为存在正相关性；行为态度、主观规范、知觉行为控制对安全行为意向有一定影响；对危险骑行行为的抑制作用最强的是安全行为意向，其次是环境管制态度，知觉行为控制对危险骑行行为呈现了与以往研究不同的促进作用。研究结果可为校园危险骑行行为的有效管控提供参考。

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建成环境对交叉口行人事故严重程度异质性影响

潘义勇，李烁

2024, 43(6): 87-93. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.06.12

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为探索建成环境及其他因素对行人事故伤害严重程度的影响，通过建立均值和方差异质性随机参数Logit模型对交叉口行人事故严重程度进行异质性分析。利用行人碰撞事故数据，从行人、驾驶员、车辆、道路、环境、时间、建成环境7个方面筛选出27个影响因素，通过弹性系数分析显著变量对事故严重程度的影响程度。结果表明：地铁站可达性为“存在”是随机参数，车辆状态为“其他”会减小该随机参数的均值，降低交叉口行人事故严重程度；方差与“下午”显著相关，此变量会使随机参数的离散程度增加，分布变宽，随机性增加；不同用地类型与交叉口类型对行人事故严重程度的影响具有显著差异，用地类型为商业区、地铁站的可达性为“存在”时，交叉口行人发生交通事故的概率与伤害严重程度降低；行人有不当行为等因素显著增加了交叉口行人事故严重程度。研究结果为制定交叉口建成环境的优化改善措施提供参考和依据。

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基于Transformer-GRU网络的4D航迹预测

翟文鹏，宋一峤，张兆宁

2024, 43(6): 94-101. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.06.13

摘要 ( )

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航空器的4D航迹预测作为基于航迹运行(TBO)的关键技术之一具有非常重要的意义。基于Transformer-GRU(T-GRU)网络，提出了一种新的航迹预测方法，结合Adamax优化器实现了4D航迹预测。利用 Transformer网络的自注意力机制对输入序列进行建模，通过GRU网络获取时序数据的特征；对原始航迹数据进行重采样插值和中值滤波等预处理，以便消除数据缺失和异常值等对预测的影响；通过EE、EAT、ECT、EA等误差指标对实验结果进行评价，并与其他常用的航迹预测方法进行对比。研究结果表明：与传统深度学习方法相比，基于T-GRU网络的4D航迹预测模型在航迹预测中具有更高的准确性和鲁棒性。

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基于改进蜣螂优化算法的永磁同步电机参数辨识

赵强，王昊洁，谢春丽

2024, 43(6): 102-108. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.06.14

摘要 ( )

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针对目前永磁同步电机多参数辨识准确率不足、效率低等问题，提出了一种基于改进蜣螂优化算法的参数辨识方法。首先，建立了在同步旋转坐标系下PMSM满秩离散方程；其次，为提高蜣螂优化算法辨识PMSM模型的精度，采用Tent映射和反向学习策略改进了初始种群的均匀性，并设计一种非线性更新因子，该因子随着迭代次数的增加进行调整，提高了算法的搜索和开发能力；最后，针对蜣螂优化算法收敛慢的问题，改进了无障碍滚球蜣螂位置更新策略来加速算法收敛，并设计了PMSM参数辨识适应度函数以及改进蜣螂优化算法应用于参数辨识的流程。仿真及试验验证表明，改进的蜣螂优化算法对永磁同步电机参数辨识速度更快，精度更高。

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基于动力学仿真的车辆稳态操控特性优化

荣兵1，刘科2，廖映华2，牟宗海2，刘长钊3

2024, 43(6): 109-117. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.06.15

摘要 ( )

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针对某电动汽车操控稳定性与舒适性较差的问题，利用动力学仿真参数匹配分析方法有效支持实车匹配，并获得显著成效。首先，对前后悬架垂向刚度进行匹配分析，以优化不同偏频下垂向振动所致的车身俯仰响应；为优化前后悬侧倾运动协调性，基于车辆稳态回转工况的多体动力学仿真，以转向外侧前后悬架行程相对于侧向加速度压缩速率的一致性为目标，进行前后悬侧倾刚度的优化匹配；其次，通过动力学仿真研究侧倾、侧向力以及回正力矩转向对整车不足转向的影响，提出基于硬点布置与衬套匹配的整车不足转向度优化途径，为实车调校提供有效的改善思路和方案；最后，实车匹配验证了优化方案的有效性。结果表明:优化后的前后悬垂向跳动与侧倾运动平衡性更佳，稳态操控特性改善显著，主观评分超出目标值约0.5分，操控性能提升约10%。该方案已应用于量产车型，为车辆操控稳定性能开发提供了一种参考案例。

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SLM成形Ti-6Al-4V层状混合点阵结构的力学性能和吸能特性研究

任毅1, 2，冉威1，蒲林1，蔡锶杨1，赵宇成1

2024, 43(6): 124-132. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.06.16

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以选区激光熔化（SLM）成形的Ti-6Al-4V钛合金层状混合点阵结构为研究对象。首先设计并制备了由体心立方（BCC）单胞构成的单一点阵结构以及由BCC单胞和面心立方（FCC）单胞组成的2种层状混合点阵结构；其次，利用扫描电子显微镜（SEM）对所制备的点阵结构表面形貌和几何结构进行了表征；再次，采用万能力学试验机对点阵结构进行了准静态单轴压缩试验，并比较了不同点阵结构的力学性能和吸能性能；最后，分析并讨论了单一点阵结构和层状混合点阵结构的变形模式。结果表明：与BCC单一点阵结构相比，层状混合点阵结构TBF-A和TBF-B的弹性模量分别提高27.80%和24.15%，屈服强度分别提高22.96%和18.36%，比吸能分别提高96.01%和33.33%；在变形行为方面，BCC点阵结构沿45°方向整体断裂，而TBF-A和TBF-B层状混合点阵由于增强相（FCC点阵结构）的存在，其断裂仅发生在基体相（BCC点阵结构）区域。

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