重庆交通大学学报（自然科学版）

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波形腹板工字梁焊接残余应力研究

闫林君，张宏，刘麒，杨继兴，王起才

2024, 43(12): 1-9. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.12.01

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为研究波形腹板工字梁不同宽厚比对其焊接残余应力大小的影响和分布规律，通过数值模拟和试验方法对不同宽厚比的试件进行了研究。采用ABAQUS软件，利用完全耦合法建立了波形腹板工字梁的热弹塑性三维有限元模型，得到了焊接应力场；对不同路径位置上的焊接残余应力分布规律及不同宽厚比试件残余应力大小和分布进行分析，并绘制了分布模型；系统分析了板件厚度及宽厚比对构件残余应力的影响，并进一步探讨了构件之间的影响机制。研究结果表明：波形腹板工字梁焊接有限元模型所得结果与试验所测得的残余应力吻合度较高；残余应力总体分布主要以纵向残余应力为主，翼缘近焊缝处存在最大的残余拉应力，最大拉应力为415 MPa；在其它因素不变情况下，翼缘及腹板外伸端所出现的残余压应力大小与板件宽厚比和板件厚度变化呈反比；与此不同的是，残余拉应力大小并不直接与板件宽厚比或板件厚度呈显著的变化趋势；基于数值模拟分析，提出了波形腹板工字梁1/2截面处的残余应力分布模型和计算公式，为后续波形腹板残余应力试验提供参考。

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紫外老化对沥青宏观性能及微观组成的影响

席晗,孔令云

2024, 43(12): 10-17. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.12.02

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采用动态剪切流变试验和多重应力恢复蠕变试验对紫外老化沥青的高温流变性能进行测定，同时采用组分组成试验、元素组成试验、凝胶渗透色谱试验、红外光谱试验对其组分组成、元素组成、分子量分布、特征峰和官能团等微观组成变化进行测定，研究紫外辐射作用下沥青宏观、微观老化行为的变化规律及其评价指标。结果表明：紫外老化后沥青车辙因子和不可恢复柔量增加，相位角和恢复率减少，高温稳定性增强；沥青作为高分子材料，在紫外作用下内部化学键和长链、支链分子断裂，并在氧气作用下发生氧化反应，使得沥青质增加，沥青结构向凝胶型转化；紫外老化后沥青分子量分布变窄，内部发生小分子不断向大分子化合物聚集的团聚现象，使特征峰发生变化并产生羰基和亚砜基官能团；车辙因子和恢复率可作为沥青紫外老化高温流变性能评价指标，而羰基和亚砜基官能团则可分别作为表示老化产生和抗老化能力的指标。

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基于层次分析法的土质边坡风险分区研究

谭玲，张帮鑫，黄河，徐峰

2024, 43(12): 18-26. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.12.03

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传统边坡监测侧重于边坡整体，对边坡的局部变形破坏关注度较低，且传统监测技术精度低、时效性差，无法实现对局部变形的及时捕捉。为此，笔者以土质边坡为研究对象，首先，基于层次分析法构建了边坡危险性等级模型，依据危险等级对边坡进行了监测分级；然后，对不同监测等级边坡制定初始分区和分区优化方案，实现对边坡的分区划定；最后，结合重庆万州某高速土质边坡对提出的分区技术体系进行了可行性和可靠性验证。研究结果表明：基于边坡分区进行针对性监测，可实现局部变形的快速捕捉；边坡分区监测相比常规监测的设备非冗余布设水平更高；依据边坡分区制定的监测方案更科学、监测结果更可靠，表明分区技术体系可行，可为其他类型边坡监测提供新的解决思路。

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水工隧洞衬砌混凝土多尺度开裂机理及防裂技术研究进展

王浩宇1，李鹏飞 1，聂鼎 2

2024, 43(12): 27-40. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.12.04

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水工隧洞承载着引水、输水、排水等重要功能，是国家水网建设中的重要组成部分。随着西部地区大洞径、深埋深的水工隧洞结构的出现，众多学者针对衬砌混凝土裂缝形成机理进行了研究。首先，基于文献阅读与整理，从水工衬砌混凝土缺陷类型出发，发现衬砌裂缝为病害的重要原因之一，其成为了制约输引水效率的关键因素；其次，根据衬砌裂缝产生的原因及其导致的严重工程后果，对围岩预测、温控措施、混凝土材料性能提升及智能温控养护技术等防裂技术进行了讨论；然后，从多尺度耦合分析模型出发，对钢筋混凝土衬砌的劣化原因进行了总结；最后，基于衬砌混凝土在实际工程中所受的真实荷载及环境条件，展望使用多尺度耦合分析模型，为揭示衬砌混凝土开裂机理提供一种新的方法。

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东部沿海软土车站深基坑开挖地连墙变形规律

周东波1,2，梅源1,2，刘子扬1,2，柯鑫1,2

2024, 43(12): 41-46. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.12.05

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为了明确东部沿海软土地区地铁车站深基坑开挖引起的地连墙变形规律，对杭州、上海、宁波为代表的东部沿海地区地铁车站深基坑地连墙变形特性开展统计分析，结果表明：3个地区地连墙侧向变形集中于0~30 mm，大于其它地区围护结构侧向变形统计值。地连墙最大侧向变形随基坑开挖深度增大而增加，杭州地区地连墙最大侧向变形随基坑开挖深度变化范围较大，但基坑开挖深度对地连墙变形的影响小于上海和宁波地区。对地连墙侧向变形曲线进行无量纲化处理得到3个地区地铁车站基坑地连墙变形表现为“中凸形”模式，地连墙侧移在0~0.5 x（x表示开挖深度内地连墙最大侧向变形对应位置与基坑开挖深度的比值）范围内增速较快，最大侧移发生在0.5 x~1.1 x间的位置，随后逐渐减小。

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基于紧密社会关系的地铁规律结伴乘客出行模式研究

杨静1，饶海洋1，张红亮2, 3，喻言1，周浪雅4

2024, 43(12): 47-54. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.12.06

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结伴乘客的行为模式是组内各成员交通需求的综合体现，特别是基于紧密社会关系的规律结伴行为，对于交通组织和规划部门了解结伴乘客需求并提供针对性服务、管理至关重要。基于北京市公共交通智能卡数据(smart card data, SCD)的地铁刷卡数据，通过分析出行过程中的人际距离及结伴行为发生频率，提出了规律结伴乘客的识别规则；为了探究不同类型结伴乘客的出行规律，从时间和空间维度出发，选取首次出发时间均值、末次出发时间均值、首次出发时间变异系数、末次出发时间变异系数、结伴OD重复率作为聚类指标，通过这些指标将结伴乘客出行模式分为3种主要类型，并根据出行特征将其命名为：娱乐早出行结伴模式、娱乐晚归结伴模式和通勤结伴模式；针对不同类型的结伴乘客，提出了个性化的票务政策，这些个性化的票务政策旨在满足不同类型结伴乘客的需求，提高公共交通的吸引力和竞争力。

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基于船舶交通流仿真的长江下游重点航段航标优化配布

徐海潮1，徐武雄2，杭震3，石磊4，李玉坤5

2024, 43(12): 55-60. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.12.07

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在长江航道中，航标是船舶航行的“眼睛”，引导船舶沿着航道或预定航线安全航行，故航标的科学配布极其重要。目前长江下游渡口等重点航段的航标仍依靠人工经验布设，而随着船舶大型化和船舶数量的急剧增加，重点水域航路的航标布设与船舶航行安全的矛盾日益突出，急需对重点水域航路的航标进行合理配置及科学优化。为此，基于Multi-agent交通流仿真模型和船舶领域冲突检测方法，构建了内河船舶交通流仿真平台；以长江下游江苏省福北航段为研究对象，基于交通流仿真平台和历史通航数据识别该航道的航行高风险水域，优化通航航路路径，并据此制定了虚拟航标和实体航标相结合的配布方案，有效提升了船舶安全航行保障能力。

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基于组合赋权秩和比法的民航安全监管能力评价模型研究

李敬强，吴雪梅，任诗瑶

2024, 43(12): 61-68. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.12.08

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为科学评估民航安全监管能力水平，针对民航安全监管中行政相对人安全问题的类别，基于民航监管运行的系统性特征，应用SHEL模型，建立涵盖设施设备、从业人员、规章制度或程序及管理相关问题的安全监管能力评价指标体系。采用改进G1法和CRITIC法确定指标主、客观权重，通过博弈论对其进行组合计算各指标综合权重，最后采用秩和比法对民航管理机构安全监管能力进行综合评估。结果表明：所构建的模型能够客观评价民航行政管理部门安全监管能力，与单位实际监管绩效水平相符；经过验证，该模型具有较好的科学性、有效性和准确性。

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融合数据平衡与贝叶斯优化的交通事故严重程度预测模型

潘义勇，徐翔宇

2024, 43(12): 69-76. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.12.09

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针对交通事故数据类别不平衡导致的预测精度低问题，融合了过采样技术和贝叶斯网络来改进Catboost算法，以预测交通事故的严重程度。利用PowerSHAP算法筛选出21个关键特征，采用Borderline-SMOTE过采样技术对处于边界的少数类样本进行平衡采样；使用贝叶斯优化方法调整Catboost算法的超参数，并基于调优后的Catboost算法建立交通事故严重程度预测模型。通过实例验证表明：改进模型在预测交通事故严重程度方面优于其他分类模型，其准确率、精确率、召回率和F1分数分别为83.03%、 87.01%、 80.79%和83.50%；与其他参数优化方法相比，贝叶斯优化后的参数性能最高提升了3个百分点以上；Borderline-SMOTE过采样技术在数据占比较小的重伤事故上实现了各项性能评价指标达到88%以上，比其他模型至少提高了3.3%，并且在处理类别不平衡的交通事故严重程度预测方面，Borderline-SMOTE过采样技术的精度更高，优于其他5种数据采样技术。

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基于车载激光雷达的城市路段交叉口交通控制研究

王少英1，胡世雄2，王福忠3，王丹1

2024, 43(12): 77-83. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.12.10

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城市交叉口通常涉及多个方向的车流、行人和非机动车等，各种交通参与者之间的交互和冲突使得交通场景变得非常复杂，数据采集难度增加。车载激光雷达(Vehicle-mounted LiDAR, VM-LiDAR)可以实时扫描周围环境，获取车辆周围的交通数据；根据这些数据配合车联网技术，就能够完成复杂路段的智能化交通控制。通过VM-LiDAR采集城市路段交叉口点云数据，引入条件欧式聚类算法对点云数据进行分割后，利用支持向量机识别城市路段交叉口目标；根据目标识别结果、车辆延误、停车次数和通行能力，在车联网系统中建立城市路段交叉口交通控制的多目标优化模型，并利用改进遗传算法对模型求解，得到最优控制方案，实现城市路段交叉口智能交通控制。研究结果表明：该控制方法能有效识别城市路段交叉口的目标，降低车均停车次数，提升平均通行率，降低交通延误率，对城市路段交叉口的交通控制显著。

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无人车U型转向路况的轨迹规划与控制研究

田国富，郑佳强，常天根，张森

2024, 43(12): 84-91. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.12.11

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针对无人车在双向单车道下的U型转向场景，基于空间分布关系与正反梯形加速度提出一种U型转向轨迹规划方法。该方法首先结合车辆空间分布特征规划出一条U型转向轨迹，并采用线性插值方法平滑该轨迹；然后，采用正反梯形的侧向加速度规划方法，通过设计多目标函数，求出侧向加速度和侧向加速度变化率的最优解；最后，提出一种基于车辆空间分布关系的改进Stanley控制算法，并通过在输入函数中添加稳态误差惩罚项使轨迹误差收敛于0。仿真结果表明：相比于Stanley控制算法，该控制方法在不同初始车速下最大横向轨迹误差与最大航向角误差均有改善。驾驶员在环试验结果表明：该方法可以有效地完成U形转向。

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基于多尺度混合注意力机制卷积神经网络的伦理决策模型设计

刘国满1,2，罗玉峰2, 盛敬1，陶珍1

2024, 43(12): 92-97. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.12.12

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针对目前自动驾驶汽车伦理困境下很难做出确定、合理的决策，阻碍了自动驾驶技术的问题，设计了一种基于多尺度混合注意力机制卷积神经网络的自动驾驶汽车伦理决策模型。首先，依据卷积神经网络结构和功能以及伦理困境特点，设计卷积神经网络训练模型和参数，运用训练集中伦理困境对该训练模型进行训练，构建多尺度混合注意力机制卷积神经网络模型；然后，运用测试集中伦理困境对该卷积神经网络模型进行测试和验证。结果表明：多尺度卷积神经网络模型相对于传统卷积神经网络，准确率方面有了较大改进，加入注意力机制卷积神经网络模型相对于未加入模型，稳定性得到加强；多尺度混合注意力机制卷积神经网络模型的准确率和稳定性都较高，最高准确率达到了89%。

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智能网联汽车边缘计算任务卸载研究综述

杨智勇1,2，胡耀文1，许沁欣2

2024, 43(12): 98-110. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.12.13

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移动边缘计算作为一种新兴计算模式，已在车联网场景中展现出巨大的潜力。任务卸载是移动边缘计算中的关键问题，对于提高系统性能和用户体验至关重要，对此，针对移动边缘计算下车辆任务卸载研究展开综述。首先介绍移动边缘计算的基本概念，然后总结了评价指标与任务卸载问题公式和卸载决策等方面的研究，并对任务卸载方法和一些算法进行归纳，最后探讨了移动边缘计算任务卸载在未来的研究方向与挑战。通过对的研究现状概述和未来挑战的讨论，可更好地了解移动边缘计算任务卸载的前沿动态，为相关研究和应用提供指导和启示。

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电动越野摩托车后悬架硬点优化及强度分析

冉险生1，王鹏1，徐小刚2，余思洁1

2024, 43(12): 111-117. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.12.14

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针对电动越野摩托车在飞坡工况下三角连杆硬点受力过大导致连接处的螺栓弯曲和衬套断裂问题，制定了基于多连杆后悬架系统硬点坐标优化方案。首先建立了整车模型以及三角连杆刚柔耦合模型，模拟分析了摩托车在坡道为1 m下的动态强度响应，得到了三角连杆硬点位置受力和应力，通过道路试验验证了仿真模型的准确性；然后以三角连杆硬点位置的受力为优化目标，硬点坐标为设计变量，采用NSGA-II遗传算法完成了多连杆后悬架系统的多目标优化。结果表明：优化之后三角连杆与平叉连接处受力大幅降低，减震与三角连杆连接处受力降低，三角连杆与拉杆连接处受力大幅降低，三角连杆最大应力降低，制作样件进行了实验验证了优化方案的可靠性。

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综合工况下车辆底盘动力学模型复杂度自适应控制

来飞1,2, 王枭屿1, 杨辉1, 肖豪1

2024, 43(12): 118-125. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.12.15

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针对车辆底盘动力学模型仿真过程中普遍存在计算效率低的问题，提出了一种包含不同子模型的车辆底盘自适应动力学模型。该自适应模型能根据不同的行车工况，自动匹配计算效率最高、求解精度满足要求的底盘动力学模型。利用MATLAB/Simulink仿真平台，将自适应模型、复杂度较高的动力学模型及CarSim车辆动力学模型进行不同工况下的仿真对比分析。双移线、圆周工况以及综合工况下的仿真结果表明：与其它两种模型相比，所提出的自适应模型在保证结果精度的前提下，具有更高的计算效率。

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车轮不同开孔面积对车辆气动特性的影响分析

周海超，黄婷慧，周海峰，张锦涛

2024, 43(12): 126-134. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2024.12.16

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为探究旋转车轮开孔面积对车轮区域以及整车模型流动特性的影响，以Ahmed模型为基础构建带有车轮的整车模型，并通过风洞试验获得车身表面压力特性；借助Xflow软件建立了考虑车轮旋转状态的整车气动特性仿真模型；探究网格划分策略对仿真结果的影响，并与风洞试验压力系数结果进行对比，验证数值方法的可靠性。在此基础上，探究了不同轮辐开孔面积对整车模型气动阻力的影响，并结合涡流结构、流线等流场特性系统分析轮辐开孔面积变化对车轮区域流场性态和整车气动性能的影响机理。研究表明：随着轮辐开孔面积的增大，整车气动阻力先增大然后又略有减小，而轮辐开孔面积的增大会导致前、后车轮气动阻力的同步增加，但车身阻力却有所降低。

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