重庆交通大学学报（自然科学版）

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基于数字图像处理的沥青路面均匀性评价综述

秦旻1，窦丽红1，许滌平2，伍洲2

2025, 44(6): 1-14. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.06.01

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沥青路面均匀性是影响其路用性能和使用寿命的重要因素。为快速、准确和高效地评价沥青路面的均匀性，阐述了数字图像处理技术原理、系统组成以及图像采集的影响因素；分析了国内外基于数字图像处理技术的沥青路面均匀性评价方法；展望了未来的发展方向，包括图像处理算法优化、数据处理效率提升和深度学习技术的更广泛应用。研究结果表明：数字图像处理过程重点在于图像增强和图像分割，其精确性和适用范围需进一步提高；数字图像的采集受采集高度、光照强度、拍摄角度等因素的影响；已有的路面均匀性评价指标主要从集料分布状态和路面纹理构造2个角度建立对应的评价方法，但尚未形成统一标准。综合运用数字图像处理技术，可为沥青路面均匀性评价提供新的视角和解决方案，为道路工程质量的实时监控与施工指导提供有力支持。

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基于QFD-AR的路基-沥青路面损坏状况评价

吴雪莲1，史小丽1，黄玥2，龚笑天1

2025, 44(6): 15-25. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.06.02

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公路技术状况评价是了解公路性能的基本途径，也是对公路养护管理单位和承包商进行绩效考核的重要依据。但现行公路技术状况评价标准对各类型损坏的相互影响考虑不足，且部分指标评分主观性过大。为此，提出了基于质量功能部署(quality function deployment，QFD)-关联规则(association rules，AR)的路基-沥青路面整体损坏状况评价模型。首先，采用皮尔逊相关系数对路基-沥青路面各类损坏工程量进行相关性分析，明确各类损坏的相互影响；随后，建立包含6类共29项指标的路基路面整体损坏状况评价指标体系，通过质量功能部署将路基和路面系统性考虑，同时把AR理论嵌入到QFD模型中，采用主客观结合的赋权法，设计出路基-沥青路面损坏状况评价方法；最后，基于某高速公路集团2020—2022年日常养护、大中修养护数据和道路检测数据，将QFD -AR模型评价结果与路基技术状况指数(SCI)和路面损坏状况指数(PCI)进行对比，并进行模型参数(损坏等级标准值)的敏感性分析。结果表明：QFD -AR模型受损坏等级标准值影响，影响程度与该等级所占损坏比例有关；QFD -AR模型评价结果分布区间较大，利于区分不同地区或公司路基-沥青路面损坏等级。研究成果适用于公路网路基-沥青路面整体损坏状况评价，为公路技术状况评价提供了新思路。

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粗集料棱角性及其对沥青混合料性能影响研究

于浩1，杨杰2，何兆益2，秦旻3，杨志强2

2025, 44(6): 26-34. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.06.03

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为评价粗集料的棱角性并研究其对混合料性能的影响规律，利用Image-pro plus数字图像处理软件分析了集料样本数量和摆放面的合理性，对不同料源和不同加工工艺的粗集料进行了棱角性评价，并在此基础上开展了沥青混合料路用性能试验。结果表明：粗集料的棱角性与石料的加工特性和料源特性密切相关。高强度石料能更好地抵抗破碎和磨损，保持良好的棱角性；多级破碎工艺可增加集料颗粒的破碎面，形成更多棱角，从而提高粗集料的棱角性；粗集料的棱角性对AC-20沥青混合料性能有显著影响。随着平均棱角参数由1.076 4增加到1.082 5、1.083 2、 1.129 1，混合料的动稳定度分别提高了12.9%、15.8%、 55.6%，弯拉应变则分别增加了6.3%、8.5%、 17.5%；提高粗集料棱角性有利于提升混合料高温和低温性能，但相同压实功下，棱角性强的集料更难压密，导致空隙增大，降低混合料的水稳定性，因此对于粗集料棱角性较高的沥青混合料，施工中应优化压实工艺，以获得良好的压实。

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基于BOA-XGBoost的沥青路面抗滑性能预测方法

许新权1，户媛姣2，翁宇涵3，何伟杰1

2025, 44(6): 35-44. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.06.04

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道路表面纹理是影响抗滑性能的关键因素。为深入研究其影响机理，解决多特征数据条件下传统预测方法精度受限的问题，提出了一种基于贝叶斯优化(BOA)和极端梯度提升(XGBoost)融合的路面抗滑性能评估模型。制备了不同级配类型的沥青混合料试件，基于摆式摩擦仪和三维激光扫描设备分别获取试件表面的摩擦数据和三维纹理数据；提取高度、波长、形状参数用以描述纹理结构，并进行纹理特征重要性分析，明确显著影响抗滑性能因子；引入贝叶斯优化算法的搜索极端梯度来提升模型的最优关键参数，并构建了抗滑性能预估模型。研究结果表明：所提出的模型与对比模型相比，其精度更高，相关系数R2=0.890 6，分别比对比模型提升了25.2%、13.0%、15.1%，能有效地关联纹理特征与路面抗滑性能。

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内置式加筋土桥台工作性能的数值模拟

左彬澧1，徐超1,2，王清明1，胥昕怡1，杜春雪1

2025, 44(6): 45-52. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.06.05

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内置式加筋土桥台作为非承重加筋土桥台的一种型式，在工程中有良好的经济效益，但桩的存在会改变加筋土桥台内部的受力特征，从而影响内置式加筋土桥台的工作性能。基于某内置式加筋土桥台工程原型及其监测结果，使用FLAC3D建立了1∶1的三维数值模型，分析了工作状态下内置式桥台的受力与变形性能。以设计需求为导向，研究了桩体与桥台面板的水平净距、桩径以及筋材绕桩方式对内置式加筋土桥台工作性能的影响。研究结果表明：桩（柱式台）与加筋土桥台之间存在明显的相互作用，桩体表面存在负摩阻力，同时桩对加筋土体起到了侧向阻挡作用，从而减小了作用于面板背部的水平土压力；桩体水平净距的减小会减小桩前小应力区范围、增大桥台面板侧向位移；增大桩径会增加桩体承载宽度，减小桩体侧向位移，增强桩体抵抗侧向土压力的能力；采用刚性套管的筋材绕桩方式可以提高加筋土桥台的整体性，减小桥台的侧向位移。

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铁氧体-碳化硅沥青混合料微波升温性能研究

王立军，房庆天

2025, 44(6): 53-63. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.06.06

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沥青在高温时会产生流变现象，这一特性使得其能够填补混合料中的裂缝而实现自愈合；微波诱导加热则会加速其自愈合过程，但沥青混合料在微波作用下存在升温速度慢以及温度分布不均等缺陷。基于此，将铁氧体和碳化硅粉末按一定比例添加到沥青中，分别采取数值模拟与室内试验相结合方法对混合料在微波作用下的升温性能影响展开研究。研究结果表明：铁氧体与碳化硅对混合料的升温速率与温度均匀性均有影响，当铁氧体：碳化硅的掺配比例为6∶4时，沥青混合料的升温性能最佳，此时升温速度为0.6 ℃/s；在微波作用下，试件中心会出现温度集中区，其温度为173 ℃，内外温度差最大为103 ℃；混合料在微波升温的同时会伴随着热传导现象，其传热速率与温差成反比，平均速率为0.95 ℃/s。

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地铁“隧道-四电”技术接口施工进度风险仿真研究

闫林君1，刘晶晶1，李飞2，王亚妮1 ，陈慧鑫1

2025, 44(6): 64-72. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.06.07

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为实现对地铁隧道工程施工进度的优化控制，针对地铁“隧道-四电”技术接口施工过程中存在的诸多不确定风险，构建一种基于耦合优化相关进度风险分析模型（CSRAM）和贝叶斯信念网络（BBNs）的施工进度仿真模型。首先，对影响施工进度的风险因素进行识别，并运用BBNs量化风险因素对技术接口活动施工进度的非叠加性影响，计算得到风险因素表现情况概率边界；其次，运用层次-熵权法对传统的CSRAM进行优化，并考虑风险因素之间的相互关系、技术接口任务活动之间的相互关系以及风险因素与技术接口任务活动之间的相互关系；最后，构建耦合优化CSRAM和BBNs模型，运用蒙特卡洛（Monte Carlo）仿真方法以北京地铁17号线北段工程为例进行仿真分析，计算施工进度的完工概率，并通过调整风险因素的概率边界，对地铁“隧道-四电”技术接口的风险因素进行敏感性分析。结果表明：地铁“隧道-四电”技术接口在风险因素影响下的完工工期为576天，按期完工概率为83.43%，接口工序施工技术管理不足、接口参与方的沟通不畅是影响技术接口施工进度最敏感的风险因素。研究结果验证了地铁“隧道-四电”技术接口施工进度仿真模型的适用性，可为地铁“隧道-四电”技术接口施工进度控制和风险管理提供理论依据。

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基于有限理性理论的公交服务满意度评价研究

张兵1，邢宇1，胡启洲2，薛运强1

2025, 44(6): 73-81. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.06.08

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为真实反映公交服务水平，改善服务质量，提高乘客满意度，根据当前乘客满意度研究存在的主要不足，分析了有限理性视野下乘客满意度研究的适用条件，说明考虑乘客有限理性因素对满意度研究的必要性；并在常规满意度评价模型的基础上，增加了反映乘客有限理性因素的潜变量“乘客认知”和“态度偏好”，建立了“基于有限理性的公交服务满意度”偏最小二乘法结构方程测评模型。以南昌市公交乘客问卷数据进行满意度评价，并根据有限理性因素修正满意度得分，依据乘客特性进行分群研究，运用重要性-绩效分析法（IPA）得到针对不同群体的改善策略。研究结果显示：乘客认知与态度偏好均对满意度有显著影响，表明乘客有限理性因素会影响满意度的评价结果；感知价值与感知质量同样是影响满意度的重要因素；计算修正后的乘客满意度得分为68.0%，整体满意度偏低，需优先改进信息服务、便捷性、安全性、社会保障等方面，以提升公交服务满意度。

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时间依赖型同时取送货车辆路径优化策略

陈仕军1，骆维2,3，吴华伟2,3，夏良才1，王鸿禹1

2025, 44(6): 82-96. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.06.09

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时间依赖型同时取送货车辆路径问题(TDVRPSDP)研究存在着采用与实际存在偏差的“阶跃时变速度”以及忽略车速对能耗影响的缺陷。为此，在考虑连续时变车速和载重对油耗影响的基础上，建立了以车辆使用、油耗及碳排放成本之和最小化为目标的数学模型，并采用混合人工蜂群算法(HABC)进行求解；该算法采用改进的最近邻法生成优质初始蜜源，设计了多种自适应大邻域搜索算子代替标准算法中蜜蜂的随机搜索机制，添加了劣解接受准则并运用一系列优化策略提高寻优能力；通过多种算例和案例来验证该算法的有效性。研究结果表明：对于TDVRPSDP子问题测试算例，HABC优于对比算法；对于TDVRPSDP测试算例，较标准人工蜂群算法和结合大邻域搜索的人工蜂群算法，所提出的算法平均配送成本分别降低18.3%、 1.7%；在实际案例求解中，HABC也展现出较强的寻优能力和收敛速度，能为企业有效降低配送成本。

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基于改进免疫遗传算法的海铁转运设备作业调度优化研究

黄鹏飞1，2，谈方娇1，王浩1，江瑀越1，蔡锦汾1

2025, 44(6): 97-107. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.06.10

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集装箱转运作为连接海运与铁路运输的关键环节，其效率直接影响到整个物流链的顺畅运行。缩短集装箱在港停留时间、优化设备作业顺序以及提升转运效率对于实现高效的海铁联运至关重要。但现有研究往往忽视了对集装箱完整转运流程及设备空载时间因素的考虑。鉴于此，针对从船舶卸载至堆场再转至铁路线的全过程，构建了以最小化总作业完成时间为目标函数的数学模型，旨在解决实际存在的连续作业约束、空载等待时间和具体操作位置等问题；通过采用改进后的免疫遗传算法(特别是引入克隆抗体选择机制和自适应参数调整策略)来求解该问题；经过一系列优化对比证明了该方法能更有效地找到最优解或近似最优解，即最短的总作业完成时间及其对应的设备调度方案。研究成果不仅有助于显著减少港口内集装箱的处理周期，还能促进节能减排。

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基于Credal网络模型的内河危化品运输事故严重程度诊断研究

程志友1，朱骋2，吴蕊2

2025, 44(6): 108-114. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.06.11

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针对内河危化品运输事故研究中的数据匮乏、认知不确定性及专家主观性等问题，提出一种Credal网络模型来分析诊断内河危化品运输事故严重程度，以期从安全管理视角预防内河危化品运输事故风险。采用事故案例报告和故障树分析，识别内河危化品运输事故风险因素，构建基于imprecise Dirichlet model（IDM）参数学习方法的内河危化品运输事故严重程度诊断的Credal网络模型，然后通过正向推理预测不同严重程度事故的发生概率，并通过诊断推理识别导致该类事故的主要影响因素，最后根据诊断推理结果提出相应的安全管理措施。研究表明：内河危化品运输发生一般及以下事故、较大事故、重大及以上事故的区间概率分别为［0.711, 0.789］、［0.172, 0.246］、［0.043, 0.069］；人员因素和管理因素是引起内河危化品运输事故发生的主要因素，船舶因素和货物因素是加重事故严重程度的重要因素。

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基于模块化爬壁机器人和改进DeepLabv3+的桥墩裂缝检测研究

董绍江，尹玉柱，吕振鸣，张佳伟

2025, 44(6): 115-122. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.06.12

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针对大型混凝土桥梁桥墩结构表面裂缝存在连续性差、背景干扰大，且一般深度学习裂缝检测模型参数量大等问题，为安全、快速、准确地检测壁面裂缝，笔者提出了一种改进的轻量化DeepLabv3+裂缝分割模型与模块化爬壁机器人相结合的检测方案。以模块化爬壁机器人为载体，通过各模块的自组式连接实现在复杂环境的爬行驱动，搭载图像采集设备进行桥墩表观病害数据采集作业；同时基于DeepLabv3+框架，通过改进部分网络结构以及添加各检测模块构，构建一种聚合多尺度信息的轻量级检测模型，并部署至上位机系统。最终检测结果表明：笔者模型在Crack-wall裂缝数据集上平均检测精度达到86.96%，相比原模型精度提升6.26%，交并比提高8.44%，召回率提高8.76%，且模型大小仅为10.613 M，具有较高检测精度以及实时检测效果，笔者所提检测方案具有可行性并成功将其应用于实际项目中。

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基于贴近摄影测量的桥梁防船撞装备变形监测研究

陈正飞1,2, 陈亨驰1,2, 陈斌1,2

2025, 44(6): 123-130. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.06.13

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桥梁防船撞装备能够有效降低船撞桥事故的发生率以及减轻碰撞事故后果，确保桥梁及人员财产的安全。针对桥梁防船撞装备的变形监测需求，提出了一种基于影像重构点云的桥梁防船撞装备变形监测方法；通过运用无人机采集影像，结合运动恢复结构——多视图立体视觉算法（SfM-MVS）实现了防船撞装备的三维点云模型重建；采用点云直接比较算法（cloud to cloud, C2C）进行三维点云数据变化检测，对不同时间或场景下的防船撞装备三维点云数据进行比较和分析，实现了防船撞装备变形、破损情况的自动检测。该监测方法能够识别0.4 cm以上的结构变形。研究结果表明：基于贴近摄影测量的桥梁防船撞装备变形监测方法适用于桥梁防船撞装备的自动化检测，具备较高的实用价值。

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基于ANN-KF-BiLSTM的桥梁温度多步预测

闫文佳1，江鸥1，李鸿先2，徐嘉璐3

2025, 44(6): 131-138. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.06.14

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利用深度学习中学习特征能力较强的人工神经网络（ANN）模型和学习时间序列能力较强的双向长短期记忆网络(BiLSTM)模型，辅以卡尔曼滤波(KF)对人工神经网络模型的结果进行动态调整，基于stacking集成策略融合ANN 和BiLSTM模型，构建了一个既能利用气象温度又能记忆桥梁自身温度时间序列的ANN-KF-BiLSTM模型。以云南省某连续刚构桥的温度预测为例，验证了该模型的有效性。研究结果表明：ANN-KF-BiLSTM模型在桥梁温度多步预测中表现出明显优势，在预测时间步数小于96时，拟合程度超过0.89，在预测步数达到168时，平均拟合程度仍可达到约0.76；相较于基准模型，ANN-KF-BiLSTM模型拟合程度更高，预测稳定性更好。研究结果改善了当前利用深度学习模型预测桥梁温度集中于单步预测的状况，为桥梁温度的多步预测提供了一种有效的方法。

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波形钢腹板组合箱梁弯扭耦合承载力计算方法

张皓1，赵秋1，佟兆杰2，董桔灿3，陈宜言1

2025, 44(6): 139-144. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.06.15

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根据波形钢腹板的结构特点，建立了波形钢腹板组合箱梁弯扭耦合承载力计算方法，并考虑了弯矩与扭矩之间的相互作用关系。为验证所提出弯扭耦合计算方法的准确性和适用性，采用经试验验证的数值分析方法进行了参数化分析，并与计算结果进行对比。结果表明：由数值分析方法得到的扭矩-扭率曲线和弯矩-位移曲线与试验结果吻合较好；弯扭耦合作用下，波形钢腹板组合箱梁的极限弯矩与极限扭矩之间存在相互削弱作用；通过既有规范得到的波形钢腹板组合箱梁弯扭耦合承载力结果与参数化分析结果偏差较大且偏不安全；建议的弯扭耦合承载力计算方法考虑了弯扭耦合相互作用关系，可较为准确地预测波形钢腹板组合箱梁在弯扭耦合作用下的承载力。

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