重庆交通大学学报（自然科学版）

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基于轨迹压缩的航空器飞行轨迹聚类研究

李楠，强懿耕，樊瑞

2021, 40(01): 1-6. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.01.01

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为准确掌握终端区航空器飞行模式，有效评估、优化飞行程序，首先，针对飞行轨迹点的时空特性，提出基于时间比的自上向下算法压缩轨迹；其次，结合轨迹点的速度和航向特征，建立基于多维属性特征的轨迹相似性模型；最后，应用禁忌粒子群（TSPSO）算法改进和优化模糊C-均值聚类（FCM）算法，并结合终端区的真实飞行轨迹数据对改进聚类算法进行验证。结果表明：轨迹压缩技术极大地降低了计算开销；与传统的FCM算法相比，改进后的聚类算法可以得到更优的满意解，提高飞行轨迹聚类效果。

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考虑大型车因素的城市路网交通流速度预测

闫佳庆1，邵鹏1，张立立2，王力1

2021, 40(01): 7-11. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.01.02

摘要 ( )

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针对大型车影响交通流速度问题，提出一种考虑大型车因素的路网交通流速度预测方法。首先根据二流理论将路段分为行驶流和排队流两部分；其次通过对路网路段的时空分析，将路段按旅行时间进行聚类，确定预测时长指数；再根据大型车特征与路段交通流速度的关系，引入大型车因素；最后使用GRU(gated recurrent unit)神经网络实现交通流速度预测，并利用VISSIM仿真进行验证。研究结果表明：考虑大型车因素可提高城市路网道路交通流速度的预测准确度。

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基于Ring-Barrie相位的交叉口信号配时优化模型

林丽，蒋帅捷

2021, 40(01): 12-16. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.01.03

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为了将交叉口时空资源最大化利用，以Ring-Barrier相位运行规则为基础，建立了一种城市交叉口信号配时优化模型，该模型将求解交叉口整体延误最小值转化为非线性规划问题。通过选取交叉口平均延误作为优化目标，选取交叉口信号控制的周期时长和各相位绿灯时间作为变量,选用分支定界算法作为此非线性规划问题的求解算法。为验证信号配时优化效果，选取南京市一交叉口作为实例，运用相关工具软件对模型进行了求解。结果表明：实施优化模型后，交叉口整体延误随着迭代次数不断降低并逐渐收敛，第39次迭代优化结果与Webster配时模型相比，交叉口平均延误减少了29.1%，有效的提升了交叉口整体运行效率。

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基于视频的城市道路超车行为影响因素模型

秦雅琴1，郑号染1，2，李剑仕1

2021, 40(01): 17-22. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.01.04

摘要 ( )

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以超车次率为城市道路超车行为宏观量化指标，结合MYSQL与VBA，完成了海量视频超车数据的提取，分别构建了工作日、非工作日及工作日高峰期的超车次率影响因素逐步回归模型。研究结果表明：行程时间及速度对超车行为影响显著，但车辆数在高峰期对超车行为的影响并不明显；行程时间及速度在工作日对超车行为的影响更大，而车辆数在非工作日对超车行为的影响更明显。

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基于停车延误理念的公交站台及线路优化

靳文舟，胡蔚旻

2021, 40(01): 23-28. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.01.05

摘要 ( )

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通过引入低碳交通理念，结合熵权法建立交叉口服务水平综合评价模型，得以确定交叉口服务水平瓶颈参数。基于此模型，提出类鲁棒测试概念，利用Vissim仿真软件拟合仿真数据，建立类鲁棒测试模型进行优化方案鲁棒性检验。以福州市某交叉口为例进行服务水平瓶颈指标判断，结果显示瓶颈指标为公交平均停车时间、次数。基于此，提出公交站台及线路优化方案，结合交叉口服务水平综合评价模型和类鲁棒测试模型进行评价分析。分析结果表明：线路优化效果优于站台优化，二者共同优化的方案效果最佳；主次干道公交站台异侧设置、次干道直行公交远引掉头的组织方式具有良好的优化作用与鲁棒性。

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基于二元Logit模型的驾驶员收费车道选择研究

杨少伟1,2，梁汉冕1，潘兵宏1,2

2021, 40(01): 29-35. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.01.06

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通过分析驾驶员对收费站收费车道选择行为的规律特征，讨论了驾驶员收费车道选择行为的复杂性，确定模型的效用函数及概率计算公式。选取收费车道的排队长度、变换车道数、大型车数量、收费车道位置作为模型的特征变量，建立了驾驶员对收费车道选择行为的二元Logit模型。基于兰海高速钦州西收费站的实际观测数据，对各特征变量进行模型参数估计，采用Hosmer-Lemeshow检验分析模型的拟合优度。研究结果表明：驾驶员收费车道选择行为受多种因素综合作用影响，模型拟合精度较高；模型的建立为收费站交通组织、安全评价、收费车道布置提供了技术支持。

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城市组团间居民出行方式选择决策方法

任其亮，张丽莉，吴玲玲

2021, 40(01): 36-43. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.01.07

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将组团间出行划分为出发组团内部、组团之间和目的组团内部3个阶段，在分析组团间居民出行相关问题的基础上建立决策指标，然后针对组团间居民出行方式选择存在动态期望这一心理特征，给出一种基于累积前景理论的出行方式决策分析方法。该方法先通过层次分析法确定权重，接着在参照点、决策矩阵建立的基础上，将不同变量的属性值进行规范化后建立各方式相对于参照点的益损决策矩阵和前景决策矩阵，并计算各出行方式综合前景值并排序，其中综合前景值最大的方式最让出行者满意。最后，进行实例应用。

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基于深度强化学习的插电式柴电混合动力汽车多目标优化控制策略

隗寒冰,贺少川

2021, 40(01): 44-52. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.01.08

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插电式混合动力汽车工作模式切过程中发动机频繁启停引起的发动机排气温度和进气流速波动明显，导致SCR催化器催化效率降低和排放恶化，尤其是低温冷启动阶段更为明显。另一方面，建立精确的SCR催化器瞬态模型较为困难，传统基于模型的混合动力控制策略开发方法效果较差。以某P2构型插电式柴电混合动力汽车为研究对象，建立了包括发动机、电池和SCR后处理系统的整车纵向动力学模型；在此基础上将深度强化学习应用于插电式混合动力汽车的能量管理问题，采用DQN算法对油耗和排放组成的加权目标函数进行求解，得到以需求功率、蓄电池SOC和SCR温度为状态变量、以电机最优功率为输出变量的控制策略；最后将测试结果与DP算法进行对比分析。结果表明，燃油消耗为2.623 L/100 km，SCR催化器出口NOx排放为0.227 5 g/km，与DP控制策略相比，分别下降10.12%和25.69%，证明了提出控制策略的有效性。

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基于混合时间窗下动态需求的补给船航线规划

王杰，费鹏，陈凯

2021, 40(01): 53-58. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.01.09

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中国作为世界主要的远洋渔业大国之一，补给船在中国远洋捕捞的作用日益突出，逐渐成为远洋渔业生产与供应链的重要组成部分。在对补给船航线进行规划时，考虑到补给船特殊的作业环境，首先引入混合时间窗下的惩罚成本函数，对补给时间进行限定；并根据远洋渔船作业的特点，建立远洋渔船生产生活物资需求量和渔获变化量函数；然后以补给船最小补给成本为目标函数，构造基于混合时间窗下远洋渔船需求动态变化的补给船航线规划模型。鉴于模型的复杂性，利用改进遗传算法进行求解，算例分析验证了模型的可行性。

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海运物流信息风险对操作风险影响机理研究

贾晓惠1，张东辉2

2021, 40(01): 59-64. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.01.10

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为了探究海运物流中信息风险对操作风险的影响机理，通过文献梳理和问卷调查法分别进行相关风险识别和风险频率的数据收集，采用基于软集的关联规则方法对海运物流信息风险与操作风险之间的关联性进行挖掘。研究结果表明：信息及时性风险会对资产受损/丢失风险产生很强的影响；信息安全性风险会对货物受损/丢失风险、资产受损/丢失风险、人员安全风险产生较强的影响；信息准确性风险对运输延误风险、仓储风险会产生一定程度的影响。

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人行悬索桥地震响应分析

刘小会，许杨，陈思甜，徐略勤

2021, 40(01): 65-71. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.01.11

摘要 ( )

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以城口人行悬索桥为研究对象，运用ABAQUS进行了反应谱分析；采用三角级数法模拟了3组人工地震波，选取其中对结构产生最大影响的人工地震波进行时程分析，并与反应谱分析结果进行了对比。研究表明：地震作用下主缆及主梁最不利位置分别发生在东侧索塔处和跨中；人行悬索桥结构柔软，在反应谱上处于长周期范围，地震激励反应较小，但自重荷载反应较大，在反应谱结果输出时必须考虑自重荷载；时程分析结果普遍比反应谱分析结果大，人行悬索桥内力响应峰值吻合较好，位移响应峰值偏差大部分在10%~30%内，吻合度基本满足抗震规范要求。

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行车落物作用下钢筋混凝土箱梁破坏形态分析

琚利平1，王银辉2，陆晓宏3，单继栋4

2021, 40(01): 72-78. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.01.12

摘要 ( )

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针对桥面行车重型货物掉落冲击箱梁，将导致箱体产生严重的裂缝甚至破坏，且破坏具有局部化和剪切破坏特征的问题。笔者利用LS-DYNA有限元软件，开展了冲击荷载作用于箱梁不同位置时的数值模拟，并结合某钢筋混凝土箱梁桥在行车落物冲击下的损伤情况，研究了冲击力作用效应的传递规律和破坏形态。研究结果表明：落物冲击箱梁产生的动力响应和破坏形态呈现出明显的剪切破坏特征；冲击力作用效应由顶板作用位置向腹板和底板依次传递；冲击荷载作用于顶板时发生局部剪切破坏，而传递至腹板后则可能产生弯剪斜裂缝。

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PBA车站扣拱施工顺序对上部跨河桥沉降影响分析

曹力桥1，王志斌2，周丁恒3

2021, 40(01): 79-86. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.01.13

摘要 ( )

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某PBA工法地铁车站下穿跨河桥，车站上方3根桥桩距离车站顶部仅0.6 m，合理扣拱施工工序是桥桩沉降控制的关键。采用三维有限元分析法研究了不同扣拱施工顺序及不同中、边跨开挖面错距下桥桩位移、地表沉降及车站中柱位移的变化规律。研究结果表明：先中后边顺序下车站中柱位移较大，但是桥桩及地表沉降可以得到有效控制；以最靠近车站的3根桥桩为坐标零点，扣拱施工对桥桩横向影响范围为15 m左右；4种施工方案下桥桩最大差异沉降基本相同，且随着扣拱施工步变化趋势一致；扣拱施工引起的桥桩绝对沉降和差异沉降均在允许范围内，上部桥梁处于安全可控状态；中、边跨错距为三段模式的桥桩沉降、地表沉降及中柱位移均优于中、边跨错距为六段模式；经综合比选，扣拱施工顺序建议先中后边，中、边跨开挖面错距建议为三段模式。

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一种新型异形椭圆隧道横断面的性质及优化设计

武周虎

2021, 40(01): 87-95. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.01.14

摘要 ( )

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基于河流二维对流扩散物质的等浓度线方程，定义了一种新型二参数异形椭圆内轮廓线方程；运用数学方法，推导了异形椭圆面积、周长、形心坐标、压缩系数和曲率半径的计算公式；对异形椭圆进行了形状分类：当压缩系数θ=1时称为标准型，当0＜θ＜1时称为H型，当θ＞1时称为W型；根据单向公路隧道建筑限界，给出了控制点坐标表达式；按照将建筑限界完全包容在内和隧道洞室净空面积最小的原则，提出了异形椭圆横断面的约束条件、目标函数和优化设计方法。研究表明：异形椭圆与建筑限界的符合程度高；与三心圆横断面相比，异形椭圆具有设计参数少、曲率半径变化连续、隧道洞室净空面积小、支护与衬砌周长短、仰拱开挖和回填工程量小等优点。

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大直径管桩-钢管复合桩基承载特性现场试验研究

朱文功

2021, 40(01): 96-103. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.01.15

摘要 ( )

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为研究大直径管桩-钢管复合桩基承载特性，依托温州港状元岙港区码头二期工程桩基建设，选取工程桩S1、S2为试验桩，分别开展了竖向静载和水平静载原位试验，测得竖向静载的截面应变值ε，及水平静载下桩顶水平位移Y、桩顶转角θ；计算了竖向静载时不同截面桩身轴力Qaxial、桩端阻力Qpu、桩侧摩阻力Qs，及水平静载时泥面处桩的水平位移Y0、泥面处桩的转角θ0；分析了竖向静载及水平静载过程中桩顶位移S随着竖向荷载Q的改变而变化的规律，以及竖向刚性系数K、不同截面桩身轴力Qaxial和桩侧摩阻力Qs的变化规律。研究表明：竖向静载下桩顶荷载-桩顶位移（Q-S）曲线呈缓变形；试桩S1、S2竖向承载力均不小于10 500 kN，满足工程设计要求；桩侧摩阻力Qs随桩入土深度z的增加而逐渐发挥，其分布形式呈“驼峰型”；在最大竖向静载Qmax下，试桩S1、S2桩端荷载分担比分别为9.55%、8.45%，均属端承摩擦桩；在水平静载H下，试桩S1、S2的水平承载力均满足设计要求；试桩S1、S2的桩身最大弯矩Mmax分别为820、1 038 kN·m，均出现在泥面以下3.0 m附近。大直径管桩-钢管复合桩能满足项目工程要求。

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基体沥青混合料空隙率对复合混凝土黏弹特性的影响

王东升，陈振鸿，王亚彬，张瑞

2021, 40(01): 104-111. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.01.16

摘要 ( )

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为了明确复合混凝土优良高低温路用性能的本质并指导复合混凝土路面设计，对复合混凝土在一般温度域范围内的黏弹力学性能进行研究。选择复合混凝土空隙率范围的3种代表值(22%、25%、28%)，基于动态模量试验、弯曲蠕变试验和单轴压缩蠕变试验，探究基体沥青混合料空隙率对复合混凝土黏弹特性的影响。研究结果表明：复合混凝土的黏弹性能与基体混合料的空隙率关系密切，在低温条件下，VV=25%的复合混凝土具有相对较强的黏性特征；随着温度的升高，3种空隙率下的复合混凝土黏弹性能逐渐接近；到高温条件下，复合混凝土的黏性特征随空隙率的增大而减小。故相比于22%、28%空隙率的复合混凝土，25%空隙率复合混凝土同时具有较好的高温稳定性与低温抗裂性能。研究结果为复合混凝土设计时材料组成的选择和设计参数的选取提供参考。

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考虑车辆动载及非线性接触的沥青路面响应

严战友1,2，赵晓林1，陈恩利2，赵国叶3，王震4

2021, 40(01): 112-118. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.01.17

摘要 ( )

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为研究车辆动载及轮胎-路面非线性接触状态下沥青路面动力响应，利用ABAQUS建立橡胶轮胎模型和车-路相互作用模型，采用中心差分法进行求解，并验证轮胎模型与车-路相互作用模型。结果表明：考虑橡胶轮胎的车-路相互作用模型可行；与集中力相比，车辆动载作用下，上面层轮迹线中点竖向应变增大39.17%；与无路面不平度相比，B级路面和C级路面作用下，悬架弹力分别增加3.36%、14.34%，上面层轮迹线中点竖向位移分别增加18.51%、59.76%；沥青面层竖向、纵向及横向均出现拉压交变：随路面深度增加，底基层及土基均出现纵向拉应变；最大纵向拉应变出现在土基；最大横向拉应变与最大横向压应变均出现在下面层。

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基于敏感度的沥青路面结构应力传递行为

李浩1,2，王选仓1，房娜仁1，许新权3

2021, 40(01): 119-126. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.01.18

摘要 ( )

PDF(1033KB) ( )

针对沥青路面结构层材料设置协调性缺乏评价指标的问题，通过力学计算，提出了采用力学参数敏感度和应力传递路径当量包络面积两个指标，以评价沥青路面结构层材料设置协调性；进一步开发了当量包络面积计算软件，定量评价协调性的同时，将各个结构层材料工作区间及力学传递行为可视化、当量化。结果表明：弯沉敏感度可评价结构整体的刚性，应力敏感度可评价各层材料的应力分布均匀性及利用效率；通过应力传递路径可视化，当量包络面积可定量评价应力传递行为；云罗试验路FWD弯沉测试、反算模量及路面病害调查结果验证了所提指标的合理性。提出的指标及研究思路可弥补现行规范仅通过疲劳寿命来判别路面结构设置合理与否的不足，可为路面结构优化设计提供思路。

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双横臂悬架动力学建模及模糊滑模控制器设计

赵强1，孙政2

2021, 40(01): 127-133. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.01.19

摘要 ( )

PDF(3666KB) ( )

针对传统双横臂悬架建模时直接使用悬架参数，所引起的模型准确率低不能完整反应悬架动态特性的问题，对双横臂悬架进行了机构动力学建模，计算了悬架阻尼系数和弹簧刚度的等效系数。为进一步优化控制效果，设计了带模糊切换增益调节的滑模控制器，把理想的天棚阻尼系统作为参考模型，将实际被控系统与参考模型之间的误差动力学方程作为模糊滑模控制器的控制对象，为了降低滑模控制中的抖振，对切换增益K(t)进行模糊化处理，通过MATLAB/simulink仿真验证并与PID、被动悬架进行对比。研究结果表明：模糊滑模控制器能有效降低车身的加速度，提高车辆的平顺性。

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基于不同焊缝结构的单轨车辆转向架构架疲劳分析

文孝霞，姜路，杜子学，孔得旭

2021, 40(01): 134-139. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.01.20

摘要 ( )

PDF(5757KB) ( )

针对考虑转向架板件之间焊缝对其力学性能的影响，提高仿真分析结果的准确性和有效性，对基于焊缝结构的转向架构架进行了静强度分析，并采用准静态应力分析法对转向架构架进行疲劳强度分析以及疲劳损伤评估，研究了电机箱处不同焊缝结构形式对构架疲劳寿命的影响。研究结果表明：HV型T型焊缝较单面角T型焊缝而言，电机箱焊缝处的疲劳寿命提高了69.6%，能够有效提高转向架构架整体疲劳强度。

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PCM泡沫铝/液冷复合式锂电池热管理

安治国，陈星，田茂飞，赵琳，司鑫

2021, 40(01): 140-146. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.01.21

摘要 ( )

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为满足3C放电倍率下电池组散热要求，提出了PCM泡沫铝/液冷复合式散热方案，利用有限元法对散热模型进行数值模拟并运用响应面法分析了PCM泡沫铝孔隙率、流道间距、液体流速对电池组温度的影响。研究结果表明：孔隙率和液体流速对电池组最高温度影响显著，增加孔隙率和液体流速可降低电池组最高温度，但当孔隙率和液体流速分别大于84%和0.06 m/s时，电池组最高温度趋于稳定；液体流速对电池组温差影响显著，增加液体流速可提高电池组均温性能，当流速仅为0.04 m/s时，复合式散热系统最高温度为319.0 K，比纯被动和纯液冷散热系统最高温度分别降低了4、4.9 K，且电池组温差仅为1.8 K。

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