重庆交通大学学报（自然科学版）

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基于Kriging模型与FORM的钢板组合梁桥结构优化设计

王佐才1, 2，张德林1，辛宇1, 2

2024, 43(8): 1-9. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.08.01

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考虑材料参数的不确定性以及设计变量多重约束条件的影响，提出了基于可靠性分析的钢板组合梁桥结构优化设计方法。首先，利用拉丁超立方试验设计（Latin hypercube design, LHD）构建试验组合方案，并通过有限元分析获取试验设计组合下的最大挠度响应值。基于获取的训练样本，构建能够表征结构最大挠度值与随机输入之间映射关系的Kriging代理模型。基于建立的代理模型，以钢结构截面积最小化为目标函数，建立符合规范要求与可靠度约束的优化数学模型，并采用一阶可靠性方法（first order reliability method, FORM），实现设计变量优化。通过比较具有相同设计变量上限，但下限分别为初始值的80%和70%两种优化设计方案，评估了两者在相同阈值以及不同阈值下设计变量的优化结果。最后对方案二在阈值为17 mm下的优化结果进行极限状态验算。结果表明：两个优化设计方案在阈值为17 mm下的优化结果更具合理性，并且方案二在同一阈值下具有更高的优化程度。随着阈值增加，优化程度增加，且腹板高度在较大阈值下对结果影响更大，而翼缘宽度在较小阈值下影响更大。

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基于粗糙集理论与PCA-APSO-SVM的沥青路面使用性能预测

李海莲1，杨斯媛2，祁增涛3，刘忠磊4，李清华6

2024, 43(8): 10-17. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.08.02

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针对传统沥青路面使用性能预测精度较低的问题，建立了基于粗糙集理论（rough set, RS）与主成分分析法(principal compoent analysis, PCA)-自适应粒子群算法(adaptive particle swarm optimization, APSO)-支持向量机(support vector machine, SVM)的沥青路面使用性能预测模型。基于沥青路面的时序指标与影响因素指标，建立了11个初始预测指标(包括前3年的路面使用性能、当量轴次、路龄、养护性质、坑槽率、修补率、年降水量、平均气温、日照时数)；通过RS属性约减筛选出9个核心指标；利用PCA提取4个主成分，得到了基于4个主成分的数据集；将APSO引入到SVM中，对数据集进行训练，并优化了SVM模型参数；建立了路面使用性能的PCA-APSO-SVM预测模型，并以G6京藏高速甘肃境内某段道路为例，对路面使用性能进行预测。研究结果表明：PCA-APSO-SVM模型预测精度较PCA-PSO-SVM、APSO-SVM、PSO-SVM有较大提高，预测结果与实际情况更加符合，能为路面养护决策提供相关参考。

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基于实测数据的货车编队荷载作用特征分析

赵鸿铎1，刘泽霖1，高达辰1，陈昊昱2，马鲁宽2

2024, 43(8): 18-24. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.08.03

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货车编队技术是货运交通智能化的重要研究方向之一。以货车编队的荷载作用为研究对象，在明确货车编队的横向、纵向控制模式的基础上，调研并总结了国内外货车编队的实测项目；基于AUTOPILOT项目的实测数据，分析了货车编队的横向和纵向荷载分布特征，并在此基础上分析了货车编队的轴载作用影响。结果表明：货车编队的轮迹横向分布标准差为7.14 cm，仅为传统货车的1/3，具有明显的“渠化”特征；货车编队在以100 km/h的速度行驶时，车头时距可低于0.8 s，约为相同速度下传统货车的27%；与传统货车相比，货车编队运行轴载作用次数具有“高频”特性，对现有路面结构的抗疲劳性能提出更高的要求。

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支点摩擦对SCB试样I-II复合型应力场的影响研究

李玉桥1，马路寒2，王俊杰3，黄诗渊3，刘港5

2024, 43(8): 25-33. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.08.04

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研究固定支座条件下，支点摩擦对半圆弯曲（SCB）试样I-II复合型断裂行为的影响。考虑裂缝倾角、裂缝长度、支点跨距和支点摩擦系数等因素，采用ABAQUS数值分析软件建立了200个SCB试样的数值模型，对SCB试样的Ⅰ型、Ⅱ型无量纲应力强度因子YⅠ、YⅡ以及无量纲T应力、T*进行了标定。数值结果表明：考虑支点摩擦后YⅠ、YⅡ、T*数值发生了不同程度的减小。支点摩擦系数可以显著改变裂缝尖端的加载模式，会导致加载模式达到纯Ⅱ型的角度βⅡ减小。

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基于要素稠度的电子海图矢量瓦片组合构建方法

陈立家1,2,3，曹原莱1,2,3，汪洋3，黄立文1,2,3，许毅5

2024, 43(8): 34-42. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.08.05

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为进一步提升基于WebGIS技术的电子海图在前端的加载效率，对海图矢量瓦片的划分方法进行深入研究。在考虑要素空间分布稠度的基础上，提出一种海图瓦片的组合格网划分方法。在四叉树划分过程中引入矢量瓦片数据阈值将其改造成非平衡四叉树，作为瓦片划分的第1阶段，在瓦片划分至单瓦片最大数据量小于数据阈值后，通过融合变异系数的二叉树对瓦片进行第2阶段的划分。将组合格网法、原始均匀格网法和改进均匀格网法生成的矢量瓦片数据与试验结果进行对比。研究结果表明，在瓦片第3~第9层级范围内，相对于2种均匀格网法，基于要素稠度的组合格网法生成的矢量瓦片在同一层级的标准差更小，矢量要素在瓦片上的分布更加均衡，在同一视窗范围内，组合格网法生成的瓦片加载时间更短。

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基于HPO-LSTM的公交周转时间预测

张萌萌，王成霄

2024, 43(8): 43-50. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.08.06

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公交周转时间的准确预测是公交智能排班的基础和前提，是制定行车时刻表的关键。为提高公交周转时间的预测精度，提出了基于猎人猎物优化长短时记忆神经网络（HPO-LSTM）的公交周转时间预测模型，将长短时记忆神经网络（LSTM）中的超参数（隐含层节点数、迭代循环数以及初始学习率）映射为猎人猎物优化算法（HPO）种群的位置；以LSTM模型预测值与真实值产生的均方根误差ERMS作为种群适应度函数，优化种群位置，实现LSTM神经网络超参数寻优；用最优超参数构建LSTM神经网络，进行公交周转时间预测。采用某市公交1号线数据对模型进行验证分析，结果表明：相比于BP、LSTM、FA-BP、HPO-BP模型，HPO-LSTM模型平均绝对百分比误差EMAP分别降低10.44%、4.00%、3.61%、2.04%。

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考虑编队意愿的CAV队列对混合交通流条件下交叉口通行能力的影响研究

武慧荣，刘志超

2024, 43(8): 51-59. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.08.07

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为研究考虑编队意愿的网联自动驾驶车辆（CAV）队列对混合交通流条件下交叉口通行能力的影响，针对CAV、自动驾驶车辆（AV）、人工驾驶车辆（HDV）构成的混合交通流，考虑CAV的编队意愿，基于10种车辆跟随状态类型和4种车间时距类型，基于马尔可夫链理论，推导出车辆跟随状态类型的状态转移矩阵和状态概率分布，构建交叉口通行能力模型，分析队列时距、编队意愿、渗透率（PC）、最大队列规模对交叉口通行能力的影响并进行数值案例验证。研究结果表明：通行能力随CAV队列时距的减小而增加；在给定PC时，通行能力随编队意愿的增强而增加；PC小于0.2时，编队意愿对交叉口通行能力的提高很小，PC大于0.4时，编队意愿对提高交叉口通行能力的影响变得显著；更高的PC是否会带来更大的通行能力，取决于编队意愿和异质的车间时距；对于控制队列规模不超过一个最大值km′，在给定PC时，通行能力随最大队列规模的增大而增加，但增幅逐渐减小；PC小于0.2时，提高最大队列规模对通行能力的提高较小，PC大于0.6时，最大队列规模对提高通行能力的影响变得显著。

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异构车队多中心交付的低碳车辆路径问题与算法

梁永宏，葛显龙，王博，程梦丹，张洛彬

2024, 43(8): 60-68. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.08.08

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针对前置仓配送模式面临的“一地多仓、末端交叉、高成本、高排放”难题，提出异构车队多中心横向协同配送模型。通过引入考虑速度、时间、距离、载重和发动机等因素的异构车队综合碳排放函数，将碳排放成本、司机成本和派车成本通过线性加权方式转换为目标函数；设计含特殊头部结构和染色体编码机制的改进遗传算法，引入交叉算子和动态权重调整机制以实现解空间的高效搜索。研究结果表明：相比传统前置仓横向转移补货调度，异构车队多中心横向协同补货调度在总成本方面减少39.1%，CO2排放量减少12.5%，车辆使用数节约27.2%；随着协同客户占总客户的比例增加，总成本进一步减少；相较碳排放成本、派车成本，司机成本在总成本中占较大比例，需引起物流企业重视。

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基于CBR视图相似度与HFLTS方法的车货匹配研究

张建华，杨家和，刘金燕，贾红雨，王晓荷

2024, 43(8): 69-77. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.08.09

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为提高整车运输装载率及货主满意度，基于案例推理(CBR)技术中的案例检索思维和犹豫模糊综合术语集(HFLTS)，提出了一种基于视图相似度并考虑货主评价的车货匹配方法。依据案例检索思维，将货物条件属性集视为待解问题(准案例)，将车辆条件属性集视为既有案例条件属性集，保留车主的信赖属性指标；基于自适应K均值法确定最近聚类，只保留最近聚类内堆积在聚类中心附近的车辆数据，双重压缩匹配空间；通过熵权法确定条件属性权重；基于欧式距离计算待匹配货物数据集与匹配空间中的车辆数据集之间的视图相似度，降序排列计算结果并保留TOP 3车辆数据集所对应的车主信息；基于HFLTS方法将货主对车主犹豫模糊的评价信息通过得分函数转化为具体的数值，并综合考虑视图相似度及评价结果为货主推荐最优匹配车主。通过某案例分析，验证了该方法的匹配效率比常规方法提升了88.79%；待匹配货物与推荐车辆条件属性比值最大，能有效提升车辆装载率。

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首都国际机场陆侧交通运行状态的评价研究

褚衍昌1，张慧娟2，艾艳博3

2024, 43(8): 78-85. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.08.10

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随着民航客流量的快速增长，机场陆侧交通运行状态已成为制约机场功能有效发挥的瓶颈。为了更高效合理地评估机场陆侧交通运行状态，在考虑评价过程中不确定性、主观随意性和客观失真性对评价结果影响的前提下，提出一种基于组合权重和可拓云模型的新评价方法；以首都国际机场四纬路的实地调研交通数据为例，对机场陆侧交通运行状态进行了综合评价并确定其综合评价等级。研究结果表明：新方法在机场陆侧交通运行状态评价中具有较好的可行性和适用性；评价结果在一定程度上能反映出机场陆侧交通的实际运行状态。

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基于不确定需求的集中式充电站分级选址鲁棒优化研究

林建新1，张栋2，刘依妮1，王子洋2

2024, 43(8): 86-95. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.08.11

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以集中式充电站为研究对象，采用多面体不确定集描述不同用地性质下异质充电需求的不确定性，考虑运营商和用户双方利益，构建以建设运营成本、充电成本和寻站成本最优为目标，充电距离和充电需求等约束协同的鲁棒优化模型，并通过Bertsimas和Sim鲁棒对等转换，将半无限优化模型转换成易于求解的0~1整数规划问题。数值仿真结果表明：首先，集中式充电站选址不确定水平因素发生变化时，系统成本呈现阶梯式上升，并且建设运营成本对系统成本影响最为显著；其次，充电需求变化幅度越小，模型鲁棒性越高，集中充电设施选址适应度越高,充电站建设运营商根据自身的风险偏好程度选择不同参数组合，实现在异质需求下集中式充电站充电需求与社会总成本的平衡，获得充电站选址的科学方案;最后，对比分析不同情景下的充电站设置方案验证模型有效性。

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双边关税下三级跨国供应链产品本土化策略研究

宋慧玲1,2，刘名武1,4

2024, 43(8): 96-104. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.08.12

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考虑国内制造商实施旨在满足海外消费者特定需求的产品本土化策略，构建双边关税下由国外供应商、国内制造商和国外零售商组成的三级跨国供应链博弈模型，对比制造商生产标准化产品和本土化产品下供应链各企业的均衡决策和利润，考虑市场竞争并设计数值算例进一步分析消费者本土化偏好和关税对供应链企业决策和利润的影响。研究发现：加征双边关税抑制产品本土化改进水平的提高，消费者本土化偏好升高放大双边关税的抑制效应；国外产品进口关税满足一定条件时，制造商实施产品本土化策略，此时市场需求扩大，销售价格升高，国外供应商、零售商通过“搭便车”获利；当国内原材料进口关税较高时，竞争环境下产品本土化改进水平大于非竞争环境。

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基于节点重要度的旅游景区指引标志设置研究

李聪颖，史彤彤，张洪涛，詹立，范家豪

2024, 43(8): 105-113. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.08.13

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基于公路网特性采用时间-费用阻抗模型得到路段权重，结合节点效率值、节点度值构建路网节点重要度模型；考虑旅游景区对路网节点的影响，评估旅游景区对路网节点的影响程度并确定旅游景区指引标志指引信息，提出旅游景区指引标志设置的具体位置和指引信息；引入可视性指数模型评价旅游景区指引标志设置信息和位置的有效性；最后以神木市周边公路网及景区为例，进行旅游景区指引标志设置方法实例验证。研究表明：在综合考虑旅游景区对路网节点影响的情况下，路网中13个节点的重要度提高；基于节点重要度筛选指引信息后设置的旅游景区指引标志，可视性指数达到了0.822。提出的方法可以有效表征旅游景区对路网节点的影响，为旅游者提供高效、准确的指引信息。

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基于Faster-YOLOv8网络模型的车载交通标志检测算法研究

高良鹏，赵博文，简文良

2024, 43(8): 114-123. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.08.14

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交通标志检测是自动驾驶、智能交通系统以及道路安全监控等的关键任务之一。针对交通标志检测存在小目标数量多、精度低、传统模型体积大、不宜部署等问题，基于YOLOv8n网络模型提出了一种新的交通标志检测算法—Faster-YOLOv8。该模型在Neck部分采用C2f-Faster模块(C2f和FasterNet的高效融合)来优化YOLOv8n网络结构，降低模型参数量及模型大小；引入EMA注意力机制，并应用于模型主干网络，实现了更好的多尺度感知和空间感知，增强了模型的特征提取能力；通过添加小目标检测层，有效地结合了不同尺度特征信息，保留更多的细节信息，从而提高了对小目标的检测能力；采用SioU作为边界损失函数提高检测精度。研究结果表明：改进的Faster-YOLOv8在中国交通标志检测数据集TT100K中的检测精度(Precision)、召回率(Recall)、平均精度均值(mAP@0.5)分别达到了79.8%、 69.3%、 77.8%，相比YOLOv8n模型提升了1.1%、 2.8%、 2.9%，参数量及模型大小减少了23.59%、 19.16%，在检测准确性和模型轻量化方面都取得了显著改进，与现有方法相比，具有更强的实际应用价值。

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基于油电混动六旋翼无人机的模糊PID飞行控制策略研究

陈伟1, 3，涂钏1，刘建宏1，闫志伟2，任毅1，居婷2

2024, 43(8): 124-132. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.08.15

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针对油电混动六旋翼无人机飞行因燃油消耗而产生变载荷，进而导致飞行姿态响应迟钝的现象，设计出结合能量管理的模糊PID（proportion integration differentiation，PID）飞行控制策略。首先，以最大需求功率为2.0 kW、质量为18 kg的油电混动六旋翼无人机为研究对象，建立MATLAB/Simulink模型；其次，利用模糊算法对变载荷的质量和转动惯量进行模糊化-隶属度函数-规则库-反模糊化处理，实时调整PID值，解决姿态响应迟钝的问题；最后，设计阶梯和巡航工况，观测无人机的姿态响应情况。结果表明：燃油消耗会在姿态变动时，对位置偏移产生不利影响；与普通PID相比，提出的飞行控制策略会实时修正不同载荷下的PID参数，当飞行状况改变时，位置峰值偏移量为6 m，稳定性能良好；同时，在偏移修正方面，模糊PID可在20 s内对偏移量进行修正，并且能持续保持现有姿态，表明模糊PID飞行控制策略具有优异的跟随性能。

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基于MSIGJO的网联商用车换道轨迹规划方法

赵红专1,2,3，王可怡1，李文勇1,3，展新2，王涛1,4

2024, 43(8): 133-142. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.08.16

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针对网联商用车换道安全性、平顺性较低的问题，提出一种基于多策略改进金豺优化算法（multi-strategy improved golden jackal optimization，MSIGJO）的网联商用车换道轨迹规划方法。首先，基于V2X（vehicle to everything）技术获取智能网联商用车周围状态信息，建立商用车换道安全距离模型；其次，引入商用车换道平顺性、经济性和换道效率作为指标，构建多目标协同优化函数；最后，引入动态权重位置更新策略和翻转策略改进金豺优化算法（golden jackal optimization，GJO），进而提出MSIGJO算法，利用MSIGJO算法求解函数得到最优换道轨迹。研究结果表明：该方法在商用车换道过程中横向跟踪精度提升了12.67%，侧向加速度变化率和质心侧偏角变化率分别降低了11.94%和12.65%，有效提升智能网联商用车换道安全性和平顺性，为智能网联商用车换道轨迹规划研究提供参考。

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