重庆交通大学学报（自然科学版）

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李广儒，张新，朱庆辉

2021, 40(05): 1-5. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.05.01

摘要 ( )

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为提高港口吞吐量的预测精度，建立基于Adaboost算法改进的Elman神经网络预测模型，进行吞吐量的预测。首先对Elman神经网络进行多次训练和迭代，然后将每个Elman神经网络作为弱预测器，基于Adaboost算法将多个弱预测器加权组合，形成Elman-Adaboost强预测器模型。经过Adaboost算法优化的强预测器对误差较大的数据样本有更强的识别能力，可以实现对数据的动态增强学习。以宁波-舟山港2011—2017年的港口吞吐量数据为样本进行仿真，分别使用BP神经网络、Elman神经网络、BP-Adaboost神经网络以及Elman-Adaboost神经网络进行预测，比较四种模型的预测精度。研究结果表明：Elman-Adaboost强预测器模型用于港口吞吐量的预测，预测结果的相对误差最大值1.91%，最小值0.06%，可以将预测误差控制在2%以下，数据拟合效果更好预测精度更高，可以作为港口吞吐量预测的一种方法。

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城市轨道交通列车故障救援延误计算与仿真

孙元广1，茧敏2，金华2，陈绍宽2

2021, 40(05): 6-12. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.05.02

摘要 ( )

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针对城市轨道交通列车故障救援方式及延误计算问题，对列车故障救援作业流程进行分析，然后根据作业流程建立5种救援方式的延误计算方法，最后使用Open track对福州市某地铁线路进行列车故障救援仿真，并对仿真与计算结果进行比较分析。研究结果表明：在一定范围内提高救援速度可有效减小救援列车作业时间；所提出的计算方法可较为准确反映延误情况；在救援起讫点内，以固定闭塞运行的后序列车的延误会突增并积累，造成延误增幅的差异。

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地铁车辆段股道运用优化模型

王宏刚1,2，白朋1，邹庆茹2，赵玲1

2021, 40(05): 13-18. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.05.03

摘要 ( )

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针对地铁列车返回车辆段时的股道安排问题，首先对股道运用不合理而引起的回段列车无法顺利作业的情况进行分析，将股道运用不合理引起的作业代价转换为额外的调车作业，并在列车运行计划和检修计划的基础上，以总的调车次数最小为优化目标，建立了接车时的股道运用优化模型，以提高车辆段的生产效率。最后，以某地铁车辆段为例，采用非支配排序遗传算法对模型进行求解及仿真分析，验证了模型的有效性和正确性。

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高速铁路列车调度员应急处置能力评价研究

孙延浩1,2，张琦1,2，任禹谋1,2,3，孙鹏举4

2021, 40(05): 19-25. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.05.04

摘要 ( )

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针对高速铁路列车调度员应急处置能力评价的模糊性和不确定性，构建了高铁列车调度员应急处置能力4个指标即素质水平能力、沟通协调能力、规范操作能力和合理调整能力的评价指标体系；采用模糊层次分析法(fuzzy-AHP，FAH)计算指标权重，获取专家组对二级指标评价结果的隶属度；提出了基于证据推理ER (evidential- reasoning)算法的评价模型，以高铁列车调度员应对“道岔失去表示”为例，说明了ER算法模型的评价过程；对比分析了ER算法模型与AHP模型对高铁列车调度员应急处置能力的评价结果。研究表明：在处理评估信息模糊性和不确定问题时，相较于AHP模型，ER算法模型评价结果的可靠度更高。

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基于栈式自编码的高速铁路站间客流短期预测研究

刘杰

2021, 40(05): 26-30. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.05.05

摘要 ( )

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站间短期客流预测是高速铁路运营管理的重要依据。首先在提取原始客流数据特征的基础上得到样本和标签集，然后基于栈式自编码算法预训练神经网络模型参数，最后构建神经网络预测模型。以渝万高铁为例，采用2016年11月到2018年10月数据进行验证，结果表明:提出的模型预测误差为12.08%，与其它4种常用预测模型相比精度分别提高12.12%、1.12%、6.9%和19.12%，模型适用于短期客流预测。

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基于复杂网络的湖北省高速公路网特性分析

郑义彬，蔡航鹏，赖伟伟，刘冠宇

2021, 40(05): 31-37. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.05.06

摘要 ( )

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以湖北省高速公路网为研究对象，选取Space-P方法建立其网络拓扑模型，分析高速公路网的静态特性、中心性和鲁棒性。研究结果表明：湖北省高速公路的网络结构具有明显的小世界网络特性，节点间通过较少次的路径转换便可通达，网络连通性好；在随机攻击策略下，路网表现出良好的鲁棒性，但部分节点的节点度和聚类系数较低，局部地区的连通性较差；从节点中心性分析角度看，高速公路网部分节点重要性过高，在蓄意攻击策略下，路网性能降低显著。

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基于TruckSim仿真下弯道货车侧滑速度模型研究

潘兵宏1,2，胡炜1，任卉1,单慧敏1

2021, 40(05): 38-45. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.05.07

摘要 ( )

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对于现今弯道路段速度控制精确性不足，在TruckSim软件中全面考虑了某三轴货车的悬架动刚度特性、车身侧倾角度、轮胎非线性特性，建立了整车动力学、道路场景、驾驶策略及横向载荷转移率（PLTR）模型。通过不同弯道半径、重心高度和车速的交互式仿真实验，将仿真实验数据经三维曲面函数拟合，获得了不同附着系数下车辆转弯安全车速的侧滑数学模型，为弯道车速控制途径的产生提供了参考。研究结果表明：安全速度与重心高度、弯道半径呈现不同程度的相关性；归纳比较侧滑模型与弯道安全速度模型，可知弯道安全车速值偏于安全，并处在通用模型的安全理论值之间；考虑了纵坡对安全车速值的影响，发现在较大半径圆曲线上行驶偏于安全；建立弯道半径为300 m,重心高度为1.8 m的仿真工况,基于PLTR交互模型得出的安全车速值与该模型得到的安全车速值进行对比，计算误差从通用模型的18.4%降低到0.3%。

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网联自动驾驶环境下改进的加权MOBIL自主性换道决策模型

潘义勇，王松

2021, 40(05): 46-52. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.05.08

摘要 ( )

PDF(4633KB) ( )

为了提高高速公路运行效率，减少交通拥堵和交通事故的发生，改进了传统的MOBIL自主性换道决策模型。在网联自动驾驶的环境中考虑车辆换道后对原车道与目标车道多辆后随车制动影响程度的不同，构建权重因子表达式。利用MATLAB软件进行数值仿真实验，通过定性与定量分析将提出的加权MOBIL自主性换道决策模型与传统模型进行比较。实验结果表明：与传统换道模型相比，加权MOBIL换道决策模型能提高交通流的平均速度，减少延误以及减少整体的制动幅度。因此，提出的改进加权MOBIL自主性换道决策模型能提高交通流的运行效率以及安全性。

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居民低碳通勤出行的主观态度识别及影响分析

吴文静，孙刃超，宗芳，贾洪飞

2021, 40(05): 53-58. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.05.09

摘要 ( )

PDF(474KB) ( )

基于已有的居民低碳通勤出行SP数据，应用直觉模糊C均值聚类算法对样本进行聚类，识别居民对低碳通勤出行所持有的主观态度类型。构建不同类型居民低碳通勤出行意愿的MIMIC模型，研究持有不同主观态度的群体其行为意愿形成机理的差异性。研究结果表明：居民低碳通勤出行的主观态度可划分为积极、中立、消极三类；主观态度与个体出行方式选择和低碳通勤出行意愿之间均存在相关性；持有不同主观态度的群体，作用于其行为意向的影响因素的构成，影响因素对行为意愿作用的路径，作用强度存在差异性。

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基于非负矩阵分解的出租车时空行为聚类分析

李军，邓育新

2021, 40(05): 59-65. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.05.10

摘要 ( )

PDF(10404KB) ( )

为探讨出租车的时空行为特征，采用非负矩阵分解法从时间和空间两个维度对出租车行为进行聚类分析。首先划分时空单元，以上客点的时空分布特征表征出租车的时空行为，并构建时空行为矩阵，然后采用非负矩阵分解法进行出租车聚类。最后以广州市为例进行研究，聚类结果表明：出租车受广州市空间结构特征的影响聚成了4类，而受时间维度的影响较小，但不同时段的行为也有明显差异。4类出租车都形成了明显的围绕区域商业活动中心集中运营的空间行为模式以及调整运营范围以适应不同时段出行活动需求的时间行为模式。研究揭示了出租车的时空行为与城市空间结构、城市出行活动的联系，能为出租车和城市管理发展提供参考。

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桥墩复合材料防船撞装置新型连接试验研究

郑植1,2，耿波2，袁佩2，李嵩林2，胡正涛3

2021, 40(05): 66-73. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.05.11

摘要 ( )

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针对复合材料防撞装置易出现连接失效从而丧失防护性能，提出一种新型连接结构。首先确定连接结构在静力与冲击荷载下最不利受力状态；进而对组成结构的材料开展基本力学性能试验，并根据试验结果定义正交各向异性本构；分析连接结构最优构造参数；最后进行拉伸强度试验，验证数值计算结果的准确性并确定结构破坏方式与破坏荷载。研究结果表明：复合材料力学性能表现为各向异性，横向平均拉伸强度为332 MPa，拉伸模量为2.99 GPa，纵向平均拉伸强度为350 MPa，拉伸模量为3.32 GPa；在拉、压、剪静力与冲击作用下连接结构均表现为受拉最为不利，变形特点为插槽边齿板转角增大，插销有拨出趋势；插槽齿板根部宽度与插销齿板宽度比取0.8，插槽齿板内转角取6°~8°，连接性能最优；最优构造下单销连接抗拉能力为1 290 kN，最大应力为341 MPa；缩尺试验模型整体抗拉刚度为428.5 kN/m，拉伸破坏荷载有限元计算值为22.5 kN，试验值为22 kN，破坏方式为齿板根部撕裂，插销被拨出。

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UHPC纤维定向法及对受拉性能影响

张阳1，屈少钦1，卢九章2，霍文斌3

2021, 40(05): 74-80. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.05.12

摘要 ( )

PDF(6475KB) ( )

基于新拌UHPC流动改变内部纤维取向的特性，采用通道流动结合振动的方法，实现UHPC的纤维定向浇筑，并采用图像分析技术测量了纤维定向浇筑对UHPC内部纤维取向的影响，利用抗折试验和轴拉试验测量了纤维取向对UHPC抗拉性能的影响，最后提出了用于定量评估纤维取向对UHPC抗拉强度影响的指标。研究结果表明：常规浇筑下UHPC的纤维取向系数为0.487，接近0.5，纤维定向浇筑的UHPC的纤维取向系数达到了0.731；具有纤维定向效果的UHPC开裂强度提升24%，抗拉强度和抗折强度分别提升66%、71%；评估UHPC抗拉性能的指标计算出的强度提升约为69%左右，与实测值相近，可认为是一个可靠的用以定量评估纤维取向对UHPC抗拉强度影响的指标。

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冻融与锈蚀作用对钢筋混凝土黏结性能的影响

董玉文1，余鑫2，秦瑶1,王宗波1

2021, 40(05): 81-86. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.05.13

摘要 ( )

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通过室内试验，研究了冻融循环与锈蚀作用对钢筋混凝土试件界面黏结性能的影响。结果表明：冻融作用使混凝土表面砂浆脱落、骨料露出，力学性能下降；锈蚀率较低时，钢筋混凝土的黏结性能反而增强，但锈蚀率较大时，其黏结性能较未锈蚀试件有所降低，严重的锈蚀会降低钢筋混凝土的黏结性能；锈蚀与冻融共同作用导致混凝土强度降低，塑性增强，钢筋与混凝土之间的黏结性能明显下降，随着冻融次数的增加，钢筋混凝土的极限抗拉荷载逐渐降低；在锈蚀与冻融共同作用下，钢筋混凝土试件受拉的初始阶段，拉力与位移的关系呈分段线性关系，当拉力达到极限荷载后，拉力-位移曲线出现明显塑性变形特性。

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城市道路检查井井周路面破坏机理

赵全满，任瑞波，刘瑶，李志刚，户桂灵

2021, 40(05): 87-94. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.05.14

摘要 ( )

PDF(3283KB) ( )

为研究城市道路检查井井周路面破坏机理，在路面病害调查的基础上，考虑井盖的振动和变形，建立车-井盖耦合振动模型，分析车辆动载特性，建立检查井及井周路面结构模型，计算车辆荷载作用下井周路面力学响应，探究其破坏机理。结果表明：井周路面破坏失效半径一般在1.2 m以内；检查井沉降量主要分布于0～10 mm，检查井不均匀沉降导致的坡度变化主要分布于-1%～1%；井周路面最大间隙值为35 mm，常规路面最大间隙值均在5 mm以内，井周路面平整度明显比常规路面差得多；车辆经过井周路面时动载特性明显，可达静载的1.29倍；车速、检查井沉降量、井周路面平整度、检查井不均匀沉降及井周路基、路面压实不足等因素均对车辆荷载作用下井周路面的破坏有较大影响。

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基于变权重评价的沥青路面使用性能灰色预测

王志祥1,2，李建阁1，陈楚鹏2

2021, 40(05): 95-101. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.05.15

摘要 ( )

PDF(525KB) ( )

为了更准确评价与预测沥青路面的使用性能，首先基于层次变权法对各实测分项指标的权重进行分配，对沥青路面技术状况能进行评价，并建立沥青路面技术状况指数的灰色GM（1,1）预测模型，然后对湿热地区典型沥青路面的使用状况进行预测并基于实测数据验证预测的可靠性，最后根据预测结果给出养护建议。结果表明：基于层次法的沥青路面技术状况指数评价分项指标权重分配更为合理，更能准确评价沥青路面的实际使用状况；灰色GM（1,1）预测模型精度较高，相对误差较小，能够准确对湿热地区沥青路面的使用性能进行预测，可以推广应用。

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碱渣掺量对不同龄期下半刚性再生基层力学性能研究

肖庆一1，2，3，封仕杰1，孙立东1，陈向伟1

2021, 40(05): 102-109. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.05.16

摘要 ( )

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为了得到碱渣掺量对刚性再生基层不同龄期下力学性能的影响，考虑不同的碱渣用量，通过养护龄期为7、28、90、180 d下的无侧限抗压强度试验和室内抗压回弹模量试验对比分析不同体系间的差别。结果表明：随着养护龄期的增加，各个碱渣掺量下半刚性再生基层的无侧限抗压强度和抗压回弹模量均不断增大；随着碱渣掺量的增加，二灰稳定半刚性再生基层在养护龄期的前28 d无侧限抗压强度和抗压回弹模量不断增大，且在碱渣掺量小于3%时，增加量较大；在养护龄期超过28 d后，随着碱渣掺量的增加无侧限抗压强度和抗压回弹模量逐渐减小，且在碱渣掺量超过3%时，减小量增大，最终小于不掺碱渣的无侧限抗压强度和抗压回弹模量；在保证力学性能最佳的情况下，碱渣代替石灰的最佳掺量范围为1%~3%。

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砂卵石地层盾构隧道地表最大沉降量预测

韦猛，方中杨，柴冰冰，亓金慧

2021, 40(05): 110-115. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.05.17

摘要 ( )

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为了精准预算地表最大沉降量，对成都地铁17号线白机区间地表沉降监测数据进行回归分析得到沉降槽宽度i，分析了隧道埋深H与i的相关关系；提出了有效注浆率n2参数，修订了单位地层损失体积V的计算式；提出了用已知盾构刀盘半径、管片外径、总注浆率、出渣量、注浆量、渣土松散系数和隧道埋深等现场数据计算地表最大沉降量Smax的公式，并在成都地铁17号线机终区间进行了验算。研究表明：当隧道埋深H=10～19 m时，H与i的关系符合Allometricl模型；实例验算证明所提出的地表最大沉降量计算公式的计算结果更精确。

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“A2/O+混凝沉淀+纤维转盘过滤”工艺在污水处理厂升级改造中的工程实践

张占梅1，石瑞琦1，任筱雨1，潘云霞2，李锐3

2021, 40(05): 116-121. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.05.18

摘要 ( )

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随着环保要求日益严格，对城镇污水处理厂出水水质提出了更高的要求。昌图污水处理厂原设计出水为GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B排放标准，且处理工艺单一、工艺流程不完善，再加上项目地处严寒地区，导致出水水质不稳定，亟需进行升级改造。基于该项目现状及存在的主要问题，对原有生化工艺进行升级，将A/O工艺改造为A2/O工艺，并增设“混凝沉淀+纤维转盘过滤”深度处理单元和消毒工艺。研究结果表明：改造后污水处理系统运行稳定、处理效果较好、出水水质可达到GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准，该工程实践对寒冷地区污水处理厂升级改造有一定的借鉴意义。

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车体铰接式跨座式单轨列车运行稳定性分析

杜子学，马川翔

2021, 40(05): 122-128. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.05.19

摘要 ( )

PDF(2200KB) ( )

传统跨座式单轨列车每节车体由两个转向架承载，为了减少转向架的数量，实现跨座式单轨的轻量化设计，融合跨座式单轨列车结构及铰接式车辆特点，设计了一种新型的三模块铰接式跨座式单轨。基于动力学仿真软件SIMPACK建立其动力学模型，并对该模型在空载工况下以3种不同速度通过半径100 m曲线进行运行稳定性能仿真实验。仿真结果表明：三模块铰接式跨座式单轨列车以3种不同速度通过半径100 m曲线时，运行稳定性良好，但列车的运行稳定性随着速度的增加逐渐变差。

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基于K-均值聚类和支持向量机的电动汽车行驶工况研究

余曼,赵炜华,吴玲,李郁菡

2021, 40(05): 129-139. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.05.20

摘要 ( )

PDF(6586KB) ( )

针对现有行驶工况难以反映车辆真实驾驶情况的问题，以国内典型大中型城市——西安市为例，对电动汽车行驶工况构建方法进行研究。根据西安市道路布局，设计了城市道路行驶工况数据采集方案；提出了一种K-均值聚类和支持向量机相结合的半监督分类模型，构建了西安工况；最后将西安工况与原始试验数据和国际标准行驶工况进行对比。研究结果表明：西安工况与实际道路行驶数据特征参数的相对误差均小于5%，平均相对误差仅为2.66%，构建的行驶工况能够真实反映西安市车辆的运动特征；且由于动力系统的差异，电动汽车工况比内燃机车工况更为激进。

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多路况下轮式装载机行驶稳定性研究

曹源文1，陈作1，赵江2，张晓强3，郑婷婷4

2021, 40(05): 140-146. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.05.21

摘要 ( )

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针对轮式装载机在多路况下行驶过程中经常发生失稳问题，利用稳定度计算和动力学模型仿真相结合的方法，对轮式装载机在多路况下的行驶稳定性进行分析，建立相应动力学模型，计算出轮式装载机在纵横斜坡上多种工况的稳定度和失稳角。借助于ADAMS建立倾翻试验台架模型，对多路况下轮式装载机的行驶稳定性进行仿真试验，得到对应的失稳角。通过对计算和试验得到的失稳角进行误差分析，验证了仿真结果的可靠性。研究结果表明：纵横坡道上6种工况下的失稳角误差率分别为5.13%、4.76%、2.71%、5.56%、13.04%、10.53%，均在合理范围之内，其中纵向坡道上空载上坡、满载下坡和横向坡道上满载工况为倾翻事故多发危险工况。

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