重庆交通大学学报（自然科学版）

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复杂水域船舶避碰路径规划研究

谢新连，何平，何傲，辛剑英

2019, 38(12): 1-7. DOI: 10.3969/j.issn.16740696.2019.12.01

摘要 ( )

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针对目标船和碍航障碍区同时存在的复杂水域船舶避碰问题，在考虑《国际海上避碰规则》的前提下，结合避让目标船舶的预测危险区(PAD)理论、借鉴船舶领域相关成果进行的缓冲区分析以及切线图法对复杂水域进行环境建模，再用Dijkstra算法求得一条避开所有碍航区的初始路径；并利用船舶回转直径，基于改进的2turn方法对初始路径进行平滑处理，给出了避碰转弯角度和复航角度，其不仅能够平滑路径还能检验原路径的有效性；最后进行了仿真实验，验证了该方法的正确性与适用性；再与Maklink图结合Dijkstra和蚁群算法的路径规划方法进行对比分析，结果表明该方法在时间性能、路径整体的平滑性、路径优化程度等方面更具优势。

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车路协同环境下信号交叉口速度引导策略

刘欢1，杨雷2，邵社刚1，王赵明1

2019, 38(12): 8-17. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.12.02

摘要 ( )

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车辆在通过城市道路交叉口时会因为信号灯控制造成一定延误。通过提出一种车-路协同环境下的信号交叉口速度引导策略，将被引导车辆及其后的普通车辆视为一个车队，并对车辆的速度和位置进行分析，对车辆不同行驶状态能否通过交叉口进行判断，以达到车辆在速度引导下能够不停车通过交叉口的目的。基于微观交通仿真软件VISSIM和MOVES排放模型，在构建的仿真环境中对该速度引导策略进行分析和评估。仿真结果表明：所提出的速度引导策略能显著减少延误和车辆排队长度，提高车辆行驶效率，并显著降低车辆污染及排放。

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考虑交叉口上自行车冲突的改进社会力模型

朱家松，陈思渊

2019, 38(12): 18-25. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.12.03

摘要 ( )

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随着“共享单车”的数量激增，在自行车行驶空间不足的条件下，骑行者占用行人路权，迫使行人产生减速、转向等避让行为。在交通混织的交叉口，自行车与人的冲突尤为严重，不仅增加了交叉口通行时间，更降低了行人安全。为优化交叉口交通组织，需深入分析行人在自行车扰动环境下的复杂行为模式，建立微观行人模型展开仿真分析。然而，已有研究多基于西方城市完备的自行车行驶环境，对国内因缺少自行车规划导致的人车冲突考虑不足，致使仿真结果不准确。因此，基于社会力理论提出改进的行人模型，建立了行人与自行车冲突仿真模型。此外，为克服传统摄像头拍摄角度的局限性，利用无人机采集提取了完整的行人运动轨迹数据，并结合最大似然估计方法对模型进行标定；最后引入原始社会力模型作对比，利用行人真实轨迹数据验证模型精度。实验结果表明：改进的行人模型更能真实合理地描述现实世界中行人的随机行为，对国内行人行为研究具有重要意义，为交叉口的交通规划、管理和信号控制方案设计提供理论依据。

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我国车-桥耦合振动的研究现状及发展趋势

乔朋，钟承星，王宗义，王阿勇

2019, 38(12): 26-37. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.12.04

摘要 ( )

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自进入21世纪，我国公路与铁路交通在高速化与重载化得到了巨大的发展，而桥梁也朝着轻质、大跨迈进，车-桥结构的动力问题越来越突出，车-桥耦合振动的研究因此获得了许多的关注。在回顾了近20年中国在车桥耦合问题研究的基础上，总结了车-桥耦合振动研究的车辆模型、桥梁模型及数值计算方法，并针对关于地震荷载、风荷载、不平整度和共振等4个方面的车-桥耦合振动研究内容做了系统介绍。并对车-桥耦合需要进一步研究的问题进行了探讨，可对今后车-桥耦合问题的研究提供一定的参考。

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基于试验的徐变模型修正及桥梁线型分析方法

毛江鸿1,2，陆飞1，张奕3，曾甲华4，言建标3

2019, 38(12): 38-44. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.12.05

摘要 ( )

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针对有限元软件中考虑徐变作用时直接选用规范值导致模拟结果精度不足的问题，提出先进行混凝土受压徐变试验，后将试验数据应用于有限元软件进行模拟分析的方法。基于鲍罗克斯和内维尔建立的徐变预测经验式，在短期试验数据的基础上进行修正，得到适用于笔者C55混凝土的长期徐变预测模型。研究结果表明：现有徐变预测模型与试验实测徐变发展规律之间存在一定的差异性，该差异会对桥梁线型模拟结果造成显著影响，且影响会随着时间增长而增大；建立长期徐变预测模型时，适当增加短期试验时间，可有效提高预测精度。

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全装配式钢-混凝土组合构件抗剪性能试验研究

曾德子1，杨未蓬2，高燕梅2,3，李成君4

2019, 38(12): 45-50. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.12.06

摘要 ( )

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为探索全装配式剪力钉(PCSS)的力学性能，设计了大比例PCSS剪力连接构件并进行推出试验。试验结果表明：大比例PCSS剪力连接件分3阶段受力，①弹性阶段：当0＜P≤0.5Pu时，PCSS剪力钉荷载-滑移曲线斜率保持不变，滑移按直线变化，表明构件处于弹性阶段受力，抗剪刚度保持不变；②弹塑性阶段：当0.5Pu＜P≤0.8Pu时，PCSS剪力钉荷载-滑移曲线斜率不断减小，表明构件处于弹塑性阶段受力，抗剪刚度减小；③破坏阶段：当P＞0.8Pu时，曲线变化平缓，构件在荷载作用下界面上产生了较大的滑移，加速构件破坏，直到栓钉剪断，试验停止。当大、小构件进行力学性能比较时，小构件的受力性能较大构件好，但是实际情况中PCSS剪力连接件多表现为大比例构件形式，大构件考虑尺寸效应和群钉效应影响因素更能模拟出栓钉的实际受力状态。并依据现有剪力钉计算方法，推荐了PCSS剪力钉的适用极限承载力计算公式。

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波形钢腹板的弹性局部剪切屈曲强度

王银辉1,2，郑亮1，管炎增3，王韬2

2019, 38(12): 51-56. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.12.07

摘要 ( )

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波形钢腹板的弹性局部剪切屈曲强度虽然已有明确的计算公式，但公式只适用于平子板宽度与斜子板宽度相近时，当两者相差较大时其适用性较差。结合理论分析和数值模拟，研究不同尺寸波形钢腹板的弹性局部屈曲，分析了现有计算公式用于计算弹性局部屈曲强度时的局限性，揭示子板窄宽比对屈曲强度的影响。通过量化分析，对现有计算公式进行了合理修正，提出了适用范围更广的波形钢腹板的弹性局部屈曲强度计算公式，经过算例验证公式精度较高。

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粒料类基层沥青路面动力响应研究

高建红，许有俊，杨圣春

2019, 38(12): 57-62. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.12.08

摘要 ( )

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基于新版沥青路面设计规范中对粒料类基层的重视，采用有限元软件ANSYS建立粒料类基层沥青混凝土路面的结构模型，通过两种方式加载进行动力学瞬态分析，得到：①在车辆行驶轨迹线上，同一深度、不同位置的观测点上波动荷载作用下的应力时程曲线形状、峰值相差较大，而均布荷载作用下的应力时程曲线形状、峰值几乎完全相等，但两种加载方式得到的应力极值基本相同；②不论哪种加载方式，路表向下越深，应力峰值越小、扩散作用越强，观测点对荷载的反应越滞后；③垂向应力由表向下递减；水平应力总是纵向大于横向。此结论可为粒料类基层沥青路面在不同动载作用下的应力工况提供参考依据。

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温拌沥青混合料压实特性影响因素研究

南秋彩

2019, 38(12): 63-68. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.12.09

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为掌握温拌沥青混合料压实特性影响因素，基于旋转压实密实曲线，对压实能量指数CEI、交通密实指数TDI、斜率K1、K2的物理意义进行了分析；并研究温拌剂掺量、集料棱角性和级配特征对沥青混合料上述4个压实特性参数的影响。研究结果表明：Sasobit温拌剂能改善沥青混合料施工中可压实性及开放交通后的抗变形能力，且随温拌剂掺量的增加改善效果逐渐增强；集料棱角性越好其制备沥青混合料的可压实性越差，但开放交通后的抗变形能力越好；级配公称最大粒径增加或级配变粗时制备的沥青混合料可压实性变差，开放交通后的抗变形能力与级配公称最大粒径和级配粗细未呈明显关系。

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沥青混合料抗滑性能评价指标与抗滑寿命预估方法研究

李菁若1,2，吴卓科3，陈小莉3，孙宏贤4，谭巍2，李娜4

2019, 38(12): 69-75. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.12.10

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针对沥青混合料抗滑性能室内评价指标与方法的不足，研发了用于测试集料或沥青混合料摩擦特性的测试仪，并明确了其测试原理、仪器参数与功能用途；其次，基于沥青路面现场抗滑性能测试数据与室内抗滑性能测试数据的拟合分析，提出了沥青路面抗滑寿命预估方法；并提出了路面材料动态摩擦系数的测试方法与评价指标，包括衰减终值Dμ试验终、衰减速率△Dμ、Dμ混-临、抗滑寿命；最后，采用数字化定量方法揭示了集料特性、掺配方案、级配类型与粗细程度等对沥青路面抗滑性能的影响规律，明确了抗滑性能提升方案。

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冻融循环条件下石灰改良土路基回弹模量研究

宋金华，林园皓

2019, 38(12): 76-80. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.12.11

摘要 ( )

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经历多次冻融循环的路基土，其力学性能下降非常迅速，导致路基的路用性能也不断衰减。根据室内冻融循环实验，采用动三轴重复加载的实验方法，对石灰改良后的路基土进行了一系列动回弹模量实验，研究了冻融次数、含水率、掺灰比以及压实度等对石灰改良土路基动回弹模量的影响规律。研究结果表明：随着冻融循环次数增加，石灰改良路基土动回弹模量不断减小，冻融循环对其动回弹模量的影响较显著；当应力状况相同时，石灰改良路基土的平衡含水率越高，其动回弹模量对冻融循环的敏感程度越高，且动回弹模量值趋于不稳定。

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基于小尺度船模技术的小半径回头弯曲航道试验研究

蔡创1，蔡新永2

2019, 38(12): 81-85. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.12.12

摘要 ( )

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回头弯曲航道流态复杂，严重威胁船舶通航安全。采用小尺度船模技术研究了枢纽通航，根据实船船型尺度参数、操纵性能指标，制作了实船的小比尺船模，进行了模拟实船航行的试验研究；选择小半径回头弯曲航道的航槽半径r= 360、440、480 m及自选航线这4种船舶航行方案，研究了Q=1 160、4 000、6 000、7 550 m3/s这4个代表流量工况下，船模航行的最大舵角Rmax、最大漂角Dmax、航速V等参数；综合评价了回头弯曲航道整治设计方案。结果表明：自选航线的船舶航行方案比其他3种预设航槽方案好；上、下行的航行难度随4种代表流量Q的增大而增大；指出了船舶通航难点，提出了最优航线和安全驾驶方式。研究结果可作为小半径回头弯曲航道整治的依据。

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基于极速法的卵石浅滩整治线宽度的确定

许光祥1，蒋孜伟1，2

2019, 38(12): 86-91. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.12.13

摘要 ( )

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常规卵石浅滩整治线宽度的确定方法如河相关系法、水力学法、河流动力学法及经验法等，不能充分体现浅滩的基本特性。提出了一种基于浅滩断面形态、航槽布置位置、流速分布等特性的整治线宽度计算方法——极速法；引入航槽水深系数ηH、航槽流速系数ηV、急滩上滩水力指标EC等参数，导出了体现滩险个性的整治线宽度计算公式；借助平面二维水流数学模型，采用极速法对长江上游白沙水道河段梨子碛卵石浅滩的整治线宽度B2进行了验算。结果表明：用极速法计算得到的整治线宽度范围B2=436～440 m，与实际工程吻合(长江上游宜宾—重庆河段实际工程的整治线宽度范围B2=400～500 m)，说明极速法计算式合理可行，可应用于类似浅滩整治工程的设计及方案优化。

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三峡库区危岩体劣化特征及变形破坏模式研究

王恒1，蒋先念1，李树建2，贾智丹1

2019, 38(12): 92-96. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.12.14

摘要 ( )

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依托三峡库区黄岩窝危岩体为工程背景，采用调查测绘、单孔声波法、孔内高清摄像及物探测试手段分析黄岩西段的岩体劣化特征，并探讨了危岩的变形破坏模式。研究结果表明：黄岩窝危岩消落带沿临江崖壁向内延伸18 m区域内的岩体劣化程度高，危岩体3种基本变形破坏模式表现为溃屈滑移式、倾倒式和坠落式；在自重作用、溶蚀作用及江水涨落掏蚀等影响下，易诱发上部岩体发生滑移式、倾倒式或坠落式的复合型变形破坏。

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一个基于无约束优化方法的交通组合模型

胡文君1，周溪召2

2019, 38(12): 97-104. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.12.15

摘要 ( )

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基于期望效用理论，建立了一个组合出行-终点-模式-路径选择的一般无约束优化模型，将出行与否的选择、出行终点选择、模式选择和交通分配纳入一个统一的框架进行分析，推导了组合模型的出行阻抗以及用户分别选择出行、终点、模式和路径的概率或条件概率，及满意函数的特征。分析推导了无约束优化模型解的等价性、存在性和唯一性条件。将一般形式的模型公式推广到路径选择服从多项式Logit和C-Logit的组合无约束优化模型。采用一个简单算例来表现模型的可行性和有效性，结果表明了无约束优化组合模型与带约束组合模型解的等价性，同时路径的重叠效应会通过路径重叠部分长度和OD对吸引力来影响均衡的出行流、终点流、模式流和路径流，提出的模型相比一般模型有更好的解释和预测能力。

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不同站台环境下公交车停靠时间的动态预测模型

邓媚1，李春达2

2019, 38(12): 105-109. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.12.16

摘要 ( )

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公交停靠时间指公交车在站台等待乘客上下车而耗费的时间，该指标是公交系统运营方案和公交站点设置的主要参考因素。公交停靠时间在中心城区和中央商务区等人流密集区域不同时段呈现出不同变化趋势。基于公交站点场外的等待时间、公交加速进入公交站点的时间、公交车在公交站台的实际停靠时间、乘客上车总人数、乘客下车总人数等因素构建了一种广义公交停靠时间模型，并研究公交停靠时间在中心城区不同交通时段的变化趋势。最后，以南宁市公交系统的不同站台环境下的公交停靠时间分布进行定量分析，发现如早高峰的公交停靠时间明显大于午高峰时段和晚高峰时段。本研究可帮助公交系统决策者制定合理的公交发展策略，提升公交系统的整体服务水平。

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基于DEA模型的城市公交交通效益对比评价

彭辉，赵亚军

2019, 38(12): 110-114. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.12.17

摘要 ( )

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针对不同城市常规公交交通效益大小不一、部分城市交通效益较低等问题，基于各城市公交统计数据，兼顾出行者、政府部门、公交公司等影响对象，建立以地面常规公交日均客运量、万人公交拥有率、公交线网密度、站点覆盖率、居民出行公交分担率、公交线路数、人均候车时间、平均换乘次数、非直线系数、日均尾气排放量10个指标为影响因素的DEA模型，对全国8个城市的公交运营情况进行评价并得出相关结论。研究表明：数据包络分析方法(DEA)适用于对不同城市的常规公交交通效益进行超效率分析，分析得到西安的效率值最大，汕头的效率值最小，另外西宁、太原、吉林3个城市公交交通效率值大致相同；研究结果有助于寻求导致城市公交交通效益较低的原因，为提高城市公交运营服务水平提供理论基础。

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基于超效率DEA-Malmquist指数的我国机场业运营效率评价研究

褚衍昌,陈飞超

2019, 38(12): 115-122. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.12.18

摘要 ( )

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在分析2008—2017年我国机场业总体现状的基础上，建立超效率DEA(CCR)-Malmquist模型对我国近10年7大区域(华北、东北、华东、中南、西南、西北、新疆)机场业运营效率进行评价研究。研究表明：近10年来我国西北地区机场业务量增长较快，而华北和华东地区增长最慢，这主要是由于西北地区引进了先进技术；无论是从时间序列数据看，还是从截面数据看，我国机场业的发展主要依靠规模效率，技术仍相对落后。

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多轴轮毂电机驱动电动车电子差速控制研究

靳立强，田端洋，宋琪

2019, 38(12): 123-132. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.12.19

摘要 ( )

PDF(683KB) ( )

针对现阶段电动轮驱动车辆电子差速控制无法适应任意行驶工况、电机性能要求较高等问题，提出自适应电子差速控制策略；对轮毂电机进行转矩指令控制，转速随动的方式，使车轮根据自身受力状态实现差速；同时介绍了多轴轮毂电机驱动汽车动力学整车建模方法。在此基础上，介绍整体控制策略，模拟传统汽车从动力系统到差速器的功率分配特性，利用驾驶员期望车速和反馈的实际车速的差值输入到PID控制器中，输出得到各电机目标需求转矩。最后提出差速性能评价方法，并针对差速问题的3种主要工况进行离线仿真及台架试验。结果表明：所提自适应电子差速控制能够控制车轮理论和实际行驶距离误差小于0.5%左右，验证了自适应电子差速控制策略的正确性以及较高的控制精度。

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基于状态观测器的LQR四轮转向控制

李伟，王薇薇，徐灏飞

2019, 38(12): 133-139. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.12.20

摘要 ( )

PDF(682KB) ( )

针对车辆高速行驶过程中，四轮转向系统产生的质心侧偏角和横摆角速度方向同向危险性及反向控制策略的矛盾性，建立四轮转向系统二自由度模型。设计一种降维状态观测器解决车辆质心侧偏角难以被现有传感器测得的问题，进而分别运用极点配置法和线性二次型最优控制(LQR)两种方法设计控制器，提出了一种对状态调节器和目标横摆角速度跟踪进行加权的控制律设计方法；通过MATLAB/Simulink应用阶跃工况和单移线工况进行仿真试验，其结果显示：稳态时横摆角速度减少较小，却能够显著提高车辆的路径跟踪能力。

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APM车辆导向力矩优化分析

唐飞1，李耀2，朱福成3

2019, 38(12): 140-144. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.12.21

摘要 ( )

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从车辆设计及系统动力学参数优化的角度出发探索分析了优化APM车辆导向性能的方法。首先对APM车辆结构进行分析，在此基础之上建立APM车辆动力学仿真模型；然后对APM车辆系统动力学参数进行灵敏度分析，筛选出对APM车辆导向力矩影响显著的参数；最后运用ADAMS与modeFRONTIER联合对APM车辆导向力矩进行优化分析。优化结果表明：在满足给定约束条件下，当空气弹簧垂向刚度、垂向油压减震器刚度、走行轮垂向刚度、走行轮侧偏刚度、导向轮径向刚度达到最优解时，APM车辆导向力矩降低了14.96%~28.15%，APM车辆的导向性能得到了有效提高。

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