重庆交通大学学报（自然科学版）

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锂离子电池液冷散热性能影响因素分析

刘霏霏，刘帅华，李坚强，秦武，李骏

2025, 44(11): 1-10. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.11.01

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锂离子电池的工作温度极大影响着其工作性能、循环寿命及安全性，因此合理的电池热管理散热系统设计有利于保证电池工作在最优的温度区间。以18650圆柱形电池为研究对象，设计了一种S形液冷通道的电池模组散热结构。在单体模型验证的基础上，研究了液冷通道高度占比β以及冷却液质量流量ma、通道宽度H6、包裹角θ和通道数量N对散热效果的影响。结果表明：β、ma、θ和N均对电池模组的散热效果影响较大，H6对电池模组散热效果影响较小。H6=4 mm时的Tmax比H6=2 mm时仅上升0.20 ℃；β=0.9时Tmax比β=0.3时下降2.62 ℃；ma=0.10 kg/s时Tmax比ma=0.01 kg/s时下降2.29 ℃；θ=105°时Tmax相比θ=60°时下降2.03 ℃；在β为0.1、0.3、0.5、0.7、0.9时四通道Tmax比一通道分别下降2.02、2.69、2.74、1.66、0.27 ℃。

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基于车-路协同感知的罐车侧翻两阶段预警方法

潘可贤1，韦坤2，胡玮明3

2025, 44(11): 11-17. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.11.02

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针对罐车侧翻预警存在不及时、不准确和不可靠的问题，提出一种基于车-路协同感知的两阶段预警方法，包括事前预警和事中预警。事前预警通过轮胎压力监测与车-路通信实时感知轮胎及前方道路状态，扩展危险识别范围与类型，在出现潜在风险时及时预警；事中预警则动态评估侧翻阈值，结合长短期记忆网络融合侧倾角、侧向加速度与横摆角速度，预测侧倾状态，实现准确可靠的侧翻预警；为验证该方法性能，在封闭测试场开展实车实验。研究结果表明：事前预警实验在多种工况下验证了其可行性；事中预警实验在转向与变道工况中预警的准确率可达98.65%。该方法覆盖防侧翻全过程，能有效提升了罐车行驶安全性。

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基于预瞄时间自适应的无人车路径跟踪控制

田杰1，吴桐1，潘新2，王晓琪3

2025, 44(11): 18-25. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.11.03

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无人车路径跟踪控制是自动驾驶领域的关键技术之一，选择轮毂电机驱动无人车作为研究对象，设计了一种预瞄时间自适应的路径跟踪控制器。首先，建立了二自由度单轨的理想自行车模型；其次，基于模型预测控制算法，设计了预瞄时间固定的无人车路径跟踪控制器，计算了跟踪参考路径所需的前轮转角；在此基础上，基于模糊控制原理，设计了预瞄时间自适应的无人车路径跟踪控制器；通过MATLAB/Simulink仿真验证，结果表明：与预瞄时间固定的控制器相比，预瞄时间自适应的控制器的横向偏差降低了21.5%，横摆角偏差降低了17.2%，具有更高的路径跟踪精度。

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四维分级多重残差神经网络滚动轴承故障诊断

杜洪越1，范崇俊1,黄翔1，董绍江1，赵兴新2

2025, 44(11): 26-35. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.11.04

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针对工业场景噪声背景下轴承失效训练样本不平衡、微弱早期故障特征精确辨识困难以及多维关联性特征难以充分挖掘的问题，提出一种基于四维分级多重残差神经网络(FH-ResNeMt)的滚动轴承故障诊断方法。首先引入多维分层残差去噪模块(MHDM)作为一重残差构建单元，并有效整合自校正混合空洞卷积，实现了多尺度关联特征提取和自适应滤波；其次结合Hourglass网络构建特征增强架构(FEA)为第二重残差结构，解决了处理空间信息变换时，特征从高维空间压缩到低维空间导致的信息丢失问题；最后融合残差分裂注意力网络(ResNeSt)架构，联立跨通道多维特征相关性，并引入第三重残差结构以实现对不同维度特征的充分利用。实验结果表明：FH-ResNeMt在JNU与PU滚动轴承数据集上平均准确率分别达到99.84%和99.56%；该方法在重庆长江轴承股份有限公司轴承故障数据集(CME)上表现出收敛迅速、准确率极高的优势，为轴承的故障分析和全生命周期管理提供了重要的理论支持。

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基于动态贝叶斯的LPG铁路罐车运输泄漏风险分析

张玉召1,2，常全盛1,2，石古乐1，沈要光3

2025, 44(11): 36-43. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.11.05

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为揭示液化石油气铁路罐车运输风险的时序演化规律，提出了一种融合时间维度的动态贝叶斯网络风险评估模型。通过蝴蝶结模型集成事故树与事件树分析方法，构建运输泄漏事故的静态风险拓扑结构，并引入时间参数表征风险动态传递特性；基于GeNIe平台开展数值仿真与逆向推理。研究结果表明：①初始状态下泄漏事故概率为13.43%，若未进行干预，4 h后概率增长至48.13%；②泄漏后更容易引发爆炸事故，且风险呈非线性递增趋势，4 h内发生事故的概率由4.18%提升至14.99%；③安全附件和设备失效与罐内压强异常是泄露事故的关键因素。研究证实动态贝叶斯网络可量化表征危险货物运输系统的时变风险，为泄漏事故的动态预警与干预决策提供理论支撑。

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城市出租车寻客热点区域挖掘与优选推荐方法

周旦1，娄本潇1，顾国斌2，钟楚捷3，孙家煜4

2025, 44(11): 44-52. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.11.06

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为解决出租车寻客区域评价指标单一等问题，提出引入毕达哥拉斯模糊诱导有序加权对数平均距离算子的综合评价模型。该方法借助基于网格密度的GSCAN空间聚类算法挖掘海量轨迹数据中蕴含的上下客热区信息，进而提出一种由运营指标和道路指标共同构成的指标体系完成对寻客区域的评价。采用成都市某一工作日早高峰时段的出租车轨迹数据，挖掘成都市工作日早高峰时段高载客概率区域分布情况以及评价优选推荐区域。结果表明：以东通社区西门为寻客起点的最优目的地是成都东站区域，该区域载客率达57.8%，较备选区域平均水平高28.0%，每公里红绿灯数量较平均水平低9.0%，与成都东站出租车需求量大、道路便乘设施完善的实际相匹配。研究成果可为出租车司机寻客提供决策依据。

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福建省道路交通碳达峰时间预测

陈丽芬，徐世豪，陈银枫

2025, 44(11): 53-60. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.11.07

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碳排放是全球生态治理的关键议题。在我国，交通运输业是主要碳排放源，其占比仅次于能源工业、制造业与建筑业。以福建省道路交通车辆作为研究对象，结合该省经济、人口及汽车保有量等基础数据，对比灰色预测法与Gompertz模型预测法的精度，并设置了常规、强化、激进等3种低碳情景，对2021—2035年福建省道路交通碳排放进行了预测。预测结果发现：Gompertz模型预测法的精度高于灰色预测法；在当前趋势下，福建省道路交通难以在2030年前实现碳达峰，但通过推广新能源汽车、优化出行结构、提升发动机能效等措施，有望于在2029年达峰。

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考虑需求紧迫度的海上多事故点应急物资调度优化

常征，甄鑫，齐壮，范兴灿

2025, 44(11): 61-67. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.11.08

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海上事故频发，对应急物资调度的有效性和及时性提出更高要求，尤其在多起事故同时发生、物资供不应求的情况下，合理分配资源变得尤为重要。为解决这一问题，提出了考虑需求紧迫度的海上多事故点应急物资调度模型，并设计自适应权重变异多目标粒子群算法(AW-M-MOPSO)展开求解。首先，引入熵权-TOPSIS法确定各事故点的需求紧迫度；其次，以物资分配公平性最大、应急救援总成本最小且应急救援总时间最短为目标，构建海上多事故点应急物资调度优化模型；最后设计AW-M-MOPSO求解该模型。以东海海域发生的事故为案例进行模型验证，结果表明：该模型可有效依据各事故点紧迫度高低灵活调配资源，在确保公平地满足各事故点需求的同时，优化救援时间和救援成本。

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基于动态任务图的机场停机位智能分配研究

侯谨毅，李博昱，李海丰，范龙飞，陈宇航

2025, 44(11): 68-75. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.11.09

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航空运输中，机场航班和停机位经常会发生变化，需要对停机位进行高效的动态分配。提出一种基于动态任务图和优势演员-评论家算法（A2C）的机位智能分配方案，构建基于图结构方法的航班-机位动态任务图模型，提取图特征向量构成任务状态空间，构造机位分配智能体模型，设计基于优势演员-评论家算法的求解方法。利用北京大兴国际机场数据进行实验研究，结果表明：提出的机位分配方案使停机位预分配靠桥率提升5.6%，停机位动态分配靠桥率提升6.4%。该分配方案实现高效的机位动态智能分配，为繁忙机场停机位资源调度提供决策支持。

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考虑驾驶人-车辆-道路交互的高速公路长大纵坡坡度阈值研究

何云勇1，何恩怀1，张乐1,2，张岩3，孙璐1

2025, 44(11): 76-84. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.11.10

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为获取满足公路运营安全的纵坡坡度设计指标，通过理论计算研究了货车9~12挡共4种车速在发动机辅助制动和排气辅助制动2种模式下的纵坡坡度阈值；于雅安至西昌高速公路开展实车试验获取驾驶人心率及视觉负荷特征，研究了满足驾驶人心理及视觉安全需求的坡度阈值。结果表明：纵坡坡长随坡度的增大而减小，存在坡度阈值使坡长不受限；坡度阈值随货车制动挡位的增大近似呈线性减小；货车以12挡高速下坡时保障制动安全的坡度阈值为2.80%；高速公路长大纵坡行车过程中，驾驶人心率增长率符合正态分布，与纵坡坡度间线性相关；在直坡段驾驶人视觉负荷强度与纵坡坡度间呈二次函数相关，弯坡段则呈指数相关；满足驾驶人行车心理及视觉安全需求的坡度阈值为2.96%。可见，以2.80%为公路长大纵坡坡度阈值可满足车辆及驾驶人的安全需求。

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考虑聚羧酸减水剂和粉煤灰影响的水泥砂浆流动性能预测

郑丹1，沈秋隆1，付光川2，李鑫鑫1

2025, 44(11): 85-92. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.11.11

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针对水泥砂浆流变性能预测问题，通过开展砂浆堆积密实度（湿测法）试验和砂浆扩展度试验，研究了在不同减水剂掺量条件下，粉砂比分别为0.75和0.85，以及粉砂比为0.75且掺入30%粉煤灰时砂浆的工作性能，基于水膜厚度理论提出了考虑减水剂影响的砂浆水膜厚度修正模型，实现了对水膜厚度和相对扩展度间的量化分析。研究表明：减水剂在提升砂浆堆积密实度的同时存在饱和特性，而粉煤灰的物理填充作用能协同增大水膜厚度；考虑减水剂影响的修正水膜厚度与相对扩展度呈线性正相关，成果可为砂浆流动性能预测提供一定的参考。

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基于多分辨率分形的风积砂路面抗滑性能研究

孙朝云，刘荟英，翁宇涵，顾瀛彬

2025, 44(11): 93-100. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.11.12

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沥青路面的三维纹理特征对于评估道路的抗滑性能具有决定性影响。现有研究主要集中于路面纹理的统计几何属性，尽管已有部分研究探讨了路面纹理的自仿射相似特性与频谱特性，但其与路面抗滑性能的内在关联机制仍然需要进一步研究。提出了一种多分辨率分形分析方法对路面纹理进行多尺度分析。首先，融合小波变换与分形理论，对不同积砂状态下的3种典型级配试件纹理进行小波分解。然后，逐层重构高频与低频纹理，提取分形特征和频谱特征，构建多分辨率分形数据集。最后，对比主流机器学习模型XGBoost、CatBoost、NGBoost和LightGBM，分析验证所构建的多分辨率分形数据集的有效性与鲁棒性。结果表明：LightGBM的拟合优度最高达到了88.90%，均方根误差为3.59。此外，还揭示了不同积砂状态下，单重分形维数D随着分解层数的递进呈现先增加后减少，最终趋于稳定的变化规律。并且，进一步探究了3种不同级配试件的多重分形特性，揭示了它们在多重分形谱上的差异。

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超大跨劲性骨架拱桥稳定性多因素分析

康玲，陈明，牟廷敏，王欢

2025, 44(11): 101-108. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.11.13

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为研究超大跨径劲性骨架混凝土拱桥的稳定性能，以天峨龙滩桥为工程背景，基于实际桥址地形条件开展了750、 850、 950 m等3种超大跨径劲性骨架混凝土拱桥的试设计。采用正交试验设计结合极差分析与方差分析方法，系统研究了不同参数对拱桥稳定性的影响规律，创新性提出“工”形混凝土横撑结构，并与传统的“I”形、“K”形及“米”形横撑进行对比分析。研究结果表明：拱顶高跨比是主拱面内稳定的关键控制因素，而主拱面外稳定性主要受拱桥宽跨比和“工”形横撑上翼缘宽度的共同影响；“工”形横撑通过调节翼缘宽度，可实现面内与面外稳定性的协同优化，其面外稳定承载能力较传统横撑形式提升显著；相较于传统横撑结构，“工”形混凝土横撑具有更优的抗面外失稳能力和经济性，为超大跨径拱桥设计提供了新的技术解决方案。

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基于自驱互耦机制的浮式设施定位特性研究

吴俊1，潘婧唯2，何再冉2，曾晓燕2

2025, 44(11): 109-116. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2025.11.14

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目前设计兼具高精度定位能力且无需外力驱动特性的浮式设施仍是山区河流中的技术难题。为此提出了一种搭载自驱互耦张紧式系泊装置的新型内河水上浮式设施。通过理论研究，对浮式设施整体及自驱互耦机构进行力学分析，推导出定位精度的理论公式；结合物理实验，研究流速与水位对定位性能的影响。研究结果表明：在不同流速下，浮式设施最大平面偏移量为0.32 m，自驱互耦机构可动态调节艏艉缆绳缆力，艏部缆力大于艉部，缆力总值和均值稳定在2 250 kN左右；在不同水位下，最大平面偏移量为0.2 m，该新型浮式设施具备在无外力驱动下的自约束高精度定位能力与张紧缆张力自适应调节特性。

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