重庆交通大学学报（自然科学版）

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共享单车调度模型及算法研究

于德新1,2,3，张行1，王薇1,2,3，邢雪1，刘珩1

2020, 39(07): 1-7. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.07.01

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共享单车运营过程中出现的周转率低、调度成本过高等问题制约了城市慢行交通的发展。针对现有自行车调度模型假设条件的局限性，提出共享经济模式下转运最大化策略。在详细分析共享单车调度成本及相关参数的基础上，以成本最小和投放率最高为目标建立了共享单车调度模型。引入精英策略和进化算子对遗传算法进行改进，并采用TOPSIS法在改进算法求解出的有效路线集中选择最优路线。选取北京市某区域进行仿真分析，结果表明改进算法寻优能力较好。与常规调度模型相比，可选择调度路线增加了74.3%，平均调度成本进一步降低了18.3%.

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居住型和办公型步行道环境需求特性差异分析

朱顺应，安静仪，王红，邹禾，肖文彬

2020, 39(07): 8-14. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.07.02

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为创建更具吸引力的步行环境，运用三因素理论及拓扑集合论分析了行人对居住型和办公型步行道环境需求特性的差异。首先，构建了步行道环境满意度指标体系，开展行人满意度调查；其次，根据总体满意度将行人分为满意及不满意2个群体，并用人工神经网络确定了这2个群体的满意度影响因子作用系数W；最后，基于三因素理论，提出并计算了影响因子弹性系数a，根据a将步行道需求分为基本型需求、发展型需求和激励型需求等3类，根据影响因子弹性系数曲线的走势，并用拓扑集合论对比分析了行人对居住型和办公型步行道需求特性。结果表明：在基本型需求方面，行人对居住型和办公型步行道均有通达性要求；在发展型需求方面，行人更加注重居住型步行道的美观性、舒适性和安全性，而对办公型步行道则要求便捷性；居住型和办公型步行道在激励型需求中的表现与在发展型需求中的表现相反。

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基于车轮六分力的数据采集与分析系统设计

孙仁云,张杨，吴艾蔓，席林，李何钰秋，刘长伟

2020, 39(07): 15-21. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.07.03

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车轮六分力数据采集与分析系统以轮力传感器(WFT)作为硬件基础，通过LabVIEW软件编程设计，用于车辆车轮力数据动态采集和处理分析测试，完成汽车制动性能的研究。该系统对WFT进行了较深的开发，设计了轮力采集、数据动态处理与分析、历史数据分析3个功能模块，并在干燥良好沥青路上完成了实车测试，验证了系统的动态性能，实现了包括车速、制动力和力矩、附着系数、滑移率等测试，达到实验预期效果。研究结果表明：该系统测试性能良好，可用于汽车制动性能测试，并为轮胎特性、道路识别及车辆动力学特性等研究提供参考。

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基于PC-Crash的高速道路追尾事故参数敏感性分析

黄西子1，2，黄淑萍1，2

2020, 39(07): 22-26. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.07.04

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追尾是高速道路交通事故的主要形态之一。运用PC-Crash软件建立了小型车相互之间的基础碰撞模型；以位移和形变为评价指标，用单因素参数敏感性分析法，对比评估了软件内置的、第一类相对重要的21个参数对追尾事故的影响程度，筛选得到敏感性系数较大的10个参数；以碰撞速度V为评价指标，用正交试验法对10个参数进行参数敏感性分析，得到的敏感度(即追尾事故影响程度)排序：反应时间t＞初速度v0＞减速度a＞碰撞面角度θ＞碰撞点位置p＞质心坐标y＞质心到前轴的距离sv＞车重w＞质心坐标x＞附着系数μ。结果表明：用PC-Crash仿真得到的前3名最敏感参数为t、v0和a，该结论与交通流的跟驰理论得到的结果是一致的。研究结论可为追尾预警算法及模型参数选取提供参考。

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基于DEMATEL-BCC模型的深圳市生态交通发展效率评价

陈沿伊，曹莹，张佳楠，冯睿

2020, 39(07): 27-32. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.07.05

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随着交通强国、生态优先等一系列战略的提出，发展生态交通成为城市交通系统发展的必然选择。从生态交通的内涵出发，结合深圳市经济发达、地少人多、通勤距离长、交通负荷较大等特点，构建了DEMATEL-BCC模型对深圳市2008—2017年生态交通发展效率进行评价。结果表明：2008—2017年深圳市生态交通发展较稳定，虽然规模效率有细微波动，但纯技术效率发展较好；未来深圳市交通发展不仅要注重规模的发展，更应关注生态交通发展质量，注重出行幸福感。

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城市交通碳排放预测的多模型对比分析

高金贺1，黄伟玲2，蒋浩鹏3

2020, 39(07): 33-39. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.07.06

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为寻找合适的城市交通运输碳排放预测方法，基于STIRPAT模型，选取人口总量、人均GDP、机动车保有量、碳排放强度、城镇化率、旅客周转量和货物周转量等7项指标作为城市交通运输碳排放影响因素，分别建立基于遗传算法优化支持向量机、粒子群优化支持向量机、网格搜索优化支持向量机预测模型，并以1995—2016年交通运输碳排放相关指标作为基础数据做实例分析。结果表明：GA-SVM对比PSO-SVM与GS-SVM所得出训练集的相关系数分别增长了2.74%和1.07%，测试集的相关系数分别增长了1.04%和0.29%，较其它两种预测模型具有良好的学习和推广能力，说明GA-SVM模型更适合对城市交通碳排放进行预测分析。

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船舶大型化极限问题研究

杨秋平1，宁涛1，杜立达2，宿博涵3

2020, 39(07): 40-46. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.07.07

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为了探究船舶大型化的合理极限规模，回顾了油轮、散货船及集装箱船的大型化发展历程；采用系统分析的方法归纳了船舶大型化的影响因素，构建了主要影响因素之间的逻辑关系图；分析了船舶大型化对港口和航运市场的影响；对海运需求、运距和运输组织方式等关键因素未来发展趋势进行了预判。结果表明：油轮和散货船在经历了若干次的调整后已寻找到一个与当前发展环境相适应的极限值，在当前技术与经营环境下未来集装箱船大型化已趋近阶段性上限。

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无铰索-拱复合结构设计与力学性能分析

严仁章1,2，朱美豪1,2，王帅3，邱俊澧1,2，周建庭1,2

2020, 39(07): 47-59. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.07.08

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无铰拱因构造简单、稳定性好而应用广泛，在裸拱上引入预应力形成的索-拱结构可进一步优化结构效能，但现有研究大多针对有铰拱，从而限制了无铰索-拱结构的推广应用。基于无铰拱在均布荷载作用下的弯矩分布规律，利用等效荷载法研究了无铰索-拱结构的预应力设计方法，并对比分析了无铰索-拱与无铰拱的力学性能；针对索-拱结构拱脚弯矩增大幅度较大的现象，提出了先铰支后固支与反向修正制造线形的施工方式；通过对比分析先铰支后固支无铰索-拱结构与对应裸拱结构的静力性能，厘清了预应力对无铰拱的内力优化规律，发现无铰索-拱结构的预应力主要优化了结构在恒载作用下的弯矩，且结构在半跨荷载作用下的稳定性远低于全跨荷载。

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一种新的自锚式悬索桥基准索股线形控制方法

王海城1，肖军2，郭湘3，王峰1，陈江浩南4

2020, 39(07): 60-65. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.07.09

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不同于地锚式悬索桥，自锚式悬索桥在基准索股架设过程中，受环境温度影响，基准索线形不仅受主缆伸缩发生变化，由于主缆锚固于梁端，导致主梁伸缩亦会引起基准索线形变化，从而使得基准索线形难以控制。基准索在夜间很容易与环境温度趋于一致，而主梁由于尺寸较大、散热慢很难与环境温度趋于一致，基于此提出一种新的自锚式悬索桥基准索线形调整的方法。研究结果表明：该方法在温度稳定的夜间，可以有效分离基准索线形受基准索自身温差影响和主梁受温差作用影响而引起的变化量；在温度稳定的夜间，主梁受约束的一跨，其基准索线形很容易趋于稳定。

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层间接触条件下黏弹性铺装层力学分析

王虎，陈翔，王雅

2020, 39(07): 66-72. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.07.10

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为了分析黏弹性铺装层在层间接触条件下的应力情况，以简支箱梁桥为例建立了有限元分析模型，通过水平冲击荷载加载，分析了在不同沥青层厚度、不同黏结层厚度以及不同接触黏聚力下铺装层的力学响应。结果表明：在层间接触条件下，铺装层横向位置应力最大值出现在荷载区域边缘，最小值则出现在荷载区域中心；增加沥青层厚度会增大沥青层纵向拉应力，但是能改善路面失稳型车辙的出现；增加黏结层厚度会减小铺装层纵横拉应力，但是对铺装层其它应力以及变形影响较小;沥青层与黏结层间接触黏聚力的改变对应力影响较小，当黏聚力大于0.01 MPa时，各层受力均保持不变。

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预制节段拼装桥墩受力性能分析与模拟

杜青，张森博，卿龙邦

2020, 39(07): 73-80. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.07.11

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预制节段桥墩通过预应力筋施加的后张预应力获得自复位能力，通过耗能钢筋增加桥墩的耗能能力，在水平荷载作用下，桥墩各节段在接缝处会张开、闭合，具有摇摆及自复位结构的特点。根据现有的研究结果，结构的摇摆在其工作过程中可以有效降低地震作用，进而减小设计时结构的延性需求。在地震作用下，可以减小破坏，节约造价。本文参考国内外相关规范和已有研究成果，划分了预制节段桥墩的性能状态，提出了预制节段桥墩截面设计方法。为了具体说明设计步骤，对算例桥墩进行了设计。最后，利用有限元分析软件ADINA建立了实体模型，进行验证。研究表明：该设计方法简明合理，验证结果与预期相近，可以为以后此类桥墩的设计提供参考。

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基于相对差异函数的高速公路施工风险评估

乔建刚，王伟，李士宣

2020, 39(07): 81-85. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.07.12

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为了提高高速公路施工的安全性，以安全工程理论为基础，结合高速公路的施工特点，通过大量的施工事故数据调研、定性和定量分析，探索事故的形成原因，初步确定了影响高速公路施工安全的风险因素。通过对技术、材料设备、人员、组织管理、环境、后勤6方面SP/RP调查分析，建立了风险因素评估指标表；在此基础上用相对差异函数法建立隶属度函数，从而构建了综合相对隶属度矩阵，最终得到工程实例的风险评估等级。研究结果表明：基于相对差异函数建立的模型可将难以量化的风险评估指标量化，能够适应多种条件下的风险评估，有效提高了高速公路施工评估结果的精确度和评估效率，为采取相应的安全措施提供了依据，保障了施工安全。

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水泥混凝土路面破损状况对重载车辆动荷载的影响分析

曹源文，王冬，王建文，杨雪

2020, 39(07): 86-91. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.07.13

摘要 ( )

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由于刚性路面减振效应低，随着车辆载重逐渐增加，水泥混凝凝土路面破损情况逐渐加重。因此，现以福田欧马双轴车为研究目标，通过ADAMS软件建立整车动力学模型，以不同错台高度、不同行驶车速、不同车身重量3个参数变量研究重载车辆在不同路面环境下，车辆动荷载变化情况。研究表明：错台路面对车辆动荷载影响显著，在相同错台高度下前轮的动荷载比后轮大，其前轮动荷载最大为静荷载的2.35倍；在同一错台高度下，随着车速的提高车辆动荷载增大；当路面错台十分严重时，路面不平度成为影响车辆动荷载大小的主要因素，车速成为次要因素；而当路面错台较小时，车速对车辆动荷载的变化起决定作用；载重对车辆动荷载有明显影响。载重越大，车辆动荷载越大，但车辆动荷载系数越小。

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自融雪剂对沥青混合料性能影响研究

张争奇1，唐周鸣1，2，李杨1，3，王东4

2020, 39(07): 92-99. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.07.14

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为分析自融雪路面中的自融雪剂的添加对沥青混合料路用性能的影响，笔者分别对掺量为0%、30%、60%和100%的Mafilon(MFL)沥青混合料以及自研发的融雪剂(ZRX)沥青混合料进行车辙实验、小梁弯曲试验、水稳定性试验以及自制的降水冲刷试验，对比其高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性。研究结果表明：融雪剂对于沥青混合料的高、低温性能均有不利影响，但都满足规范要求；在评价自融雪沥青混合料水稳定性时，有必要先动水冲刷48小时；融雪剂对于沥青混合料的水稳定性的影响较大，掺量为100%的MFL沥青混合料甚至低于规范要求，使用消石灰或抗剥落剂均能明显改善自融雪沥青混合料的水稳定性，且最佳添加量分别为1.5%或0.5%；ZRX沥青混合料的高、低温和水稳定性能与掺量为60%的MFL沥青混合料相似。

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多年岛状冻土路基坡向性热效应数值模拟分析

常继峰1，陈彦君2，孙全胜3

2020, 39(07): 100-107. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.07.15

摘要 ( )

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在多年岛状冻土区，公路的走向会使路基两侧坡面及其下伏土层的地温环境存在较大差异，从而导致路基结构发生不均匀热变形，继而引发纵向开裂、热融沉等严重的路基病害，直接威胁行车安全。掌握该类路基坡向性差异特征是提高公路设计质量，改善路基热稳定性的前提，因此，以实际工程为载体，采用有限元数值模拟方法，通过在路基两侧坡面施加差异性热流密度，对高纬高寒地区多年岛状冻土路基的坡向性热效应展开研究，研究结果表明：路基热稳定性会随着坡面热差异的增大而发生不均衡性变化，依据差异性热流密度条件下的路基位移场热响应情况，揭示了多年岛状冻土路基在不同状态下的坡向性热变形特征及可能诱发的路基病害。

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基于灰色模糊的大桥对附近码头能力损失的研究

刘轶华1，马利华1，苑洋2

2020, 39(07): 108-113. DOI: 10.3969/j.issn.16740696.2020.07.16

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为保障大桥附近的码头通航安全，分析影响码头能力损失的因素，确定受大桥影响的码头能力损失指标，提出了基于灰色模糊的码头能力损失模型。根据灰色关联度的隶属度求解，用层次分析法分配计算各个因素权重，以甬舟大桥为例，验证了方法的可行性，并选取5个有效的指标因素，完成了对码头能力损失的定量分析。研究有利于加强码头安全规划管理、保障桥区船舶通航安全，为桥位线的选线提供了科学参考依据。

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基于SD的港口群共享泊位方案仿真研究

郑红星1，贺国燕1,3，秦颖2,3

2020, 39(07): 114-120. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.07.17

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随着港口群的发展，在减少环境污染的前提下，共享群内泊位资源已经引起了越来越多的关注。为制定有效的港口群共享泊位方案，在分析港口群经济系统结构和因果反馈关系的基础上，运用系统动力学方法(SD)，将该系统分为港口群经济、环境污染及各港口3个子系统，并建立港口群共享泊位仿真模型；以辽宁港口群为例进行模拟仿真，对比分析非共享泊位模式与多种共享泊位模式下，港口群的环境污染状况。研究结果表明：根据港口群内各港口的通过能力与内外贸货物比例，合理设置各港口泊位共享比例的泊位服务模式，能有效减少港口群的最终污染量，实现港口群经济绿色增长。

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重庆市南岸区城市绿地演变及其固碳效益研究

周伟1,2,李浩然1, 黄露1，袁増元1，谢宇灏1

2020, 39(07): 121-125. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.07.18

摘要 ( )

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研究城市绿地的空间分布变化和固碳能力，对于其生态服务价值评估具有重要意义。以重庆市南岸区为研究区域，对2013年、2016年两个时期的Landsat8遥感影像进行监督分类，得到研究区两期土地利用数据，进而对土地利用进行转移矩阵分析，最后借助CITYgreen模型定量估算了城市绿地在固碳方面创造的生态效益。结果表明:2013—2016年，南岸区建设用地增长1025.01 ha，而城市绿地整体减少333 ha；南岸区城市绿地的减少主要表现为林地转为建设用地和耕地；南岸区城市绿地年固碳带来的生态效益分别为478.2万元和454.36万元。研究结果揭示了南岸区城市绿地的空间分布、演变及其固碳效益变化，为政府决策提供科学依据。

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车辆主动悬架的引力搜索LQG控制方法

李军1，2，周伟1，2，张世义1

2020, 39(07): 126-131. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.07.19

摘要 ( )

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为了解决LQG控制器性能指标函数各权重不易确定的问题，以悬架性能指标为目标函数，运用了LQG最优控制算法对半主动悬架施加控制，采用了引力搜索算法对性能指标函数权重进行寻优，完成了优化控制器的搭建，最终提出了一种采用引力搜索算法的寻优方法。同时，建立了2自由度1/4主动悬架车辆模型，对其引力搜索LQG控制进行了仿真，并与传统LQG控制结果进行了对比。结果表明：提出的引力搜索LQG控制方法能同时改善汽车的平顺性和操纵稳定性。

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不同载荷工况下有轨电车动力学特性分析

杜子学，黄龙

2020, 39(07): 132-137. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.07.20

摘要 ( )

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针对山地城市曲线半径小，弯道多，坡度大等特点，为了让有轨电车顺利通过山地城市小曲线半径路况，笔者采用一种小轮径刚性轮对的三模块浮车型100%低地板有轨电车，借助多体动力学软件SIMPACK建立其动力学模型，并对该模型在空载和满载2种工况下进行动力学性能仿真实验。研究结果表明：有轨电车以80 km/h的速度通过不平顺的直线轨道时，具有良好的运行稳定性和平稳性；随着曲线半径的增大，车辆曲线通过性能逐渐变好，在通过最小曲线半径25 m时，各项曲线通过性能都能满足规定，能较好地通过小半径曲线;通过同一半径曲线时，空载工况下的各项曲线通过性能指标明显优于满载工况。

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舰用燃料油流动传热耦合特性数值模拟

段纪淼1，刘慧姝1，赫曼求2，徐硕3，李江1

2020, 39(07): 138-146. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2020.07.21

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裸管铺设的机动管线加热输送燃料油过程中，由于冬季低温和强换热的作用，使得燃料油热损失大，温降快，黏度上升，压降大，失去流动性，易发生凝管事故。以中石油驻青岛某炼油厂所产舰用燃料油为实验介质，对燃料油在环道实验装置测试段中流动和传热过程进行数值模拟，建立了三维流动和传热耦合模型，采用交错网格体系划分计算区域，选用二阶迎风格式对流-扩散方程进行离散，运用亚松驰的交错方向块迭代法求解离散方程。数值模拟结果表明：由于测试段管外壁冷却水的作用，近壁处油温会下降，越靠近管壁，温度下降越多；从油流进口处到出口处，管内壁温度出现浮动式下降，燃料油的热边界层厚度降低。

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