重庆交通大学学报（自然科学版）

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基于系统动力学的陆港与城市经济互动研究

李晶1,2，钟鹏1，吕靖1,2

2021, 40(07): 1-7. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.07.01

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为分析“一带一路”倡议下陆港与城市经济的相互影响机制，运用系统动力学方法构建两者相互影响的系统模型。以西安陆港与其城市经济在2010—2017年间的相关数据为例进行仿真。结果显示：单纯增加西安陆港基础设施投资对吞吐量带动效益不明显，而港务区货运量对其影响显著；吞吐量与西安市产业增加值呈正相关，尤其带动GDP增长效益明显；西安陆港创造年平均间接GDP为109.06亿元，拉动年平均就业人口8.40万人。

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基于熵权-云模型的环渤海邮轮港口竞争力评价

刘翠莲，庄海林，张群淑

2021, 40(07): 8-15. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.07.02

摘要 ( )

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以环渤海邮轮港口为研究背景，从经济条件、交通条件、旅游条件、港口条件、服务水平和发展潜力等6个方面构建了港口竞争力评价指标体系；利用熵权-云模型将定性的描述转化为定量的测度，对环渤海邮轮港口竞争力进行了评价；运用云相似度算法分析了大连邮轮港口、天津邮轮港口和青岛邮轮港口的竞争力。结果表明：大连、天津及青岛3个邮轮港口的竞争力评价等级均为“强”，但是，大连邮轮港口在“服务水平”和“发展潜力”上、天津邮轮港口在“经济条件”和“服务水平”上、青岛邮轮港口在“交通条件”和“发展潜力”上处于竞争劣势。

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三角模糊层次分析的综合评价在黄河库区船舶安全评估中的应用

李军1，朱云升2

2021, 40(07): 16-22. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.07.03

摘要 ( )

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为了评估黄河库区船舶安全状况，提出使用三角模糊层次分析的多级综合评价模型，运用三角模糊层次分析法确定因素权重，有效地解决了专家赋分主观性较强判断矩阵难以一致性的问题，利用多级综合评价合理解决了风险源繁多大量单因素信息被淹没的问题，并对模型进行实例研究，结果表明：模型能科学合理地评估船舶安全风险，为船舶管理公司和海事局改进管理方法提供参考。

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三峡坝区过闸船舶拥堵成本测算及对坝区货物总价值影响研究

邓萍1,2，宋莲1，黄承锋1,2

2021, 40(07): 23-30. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.07.04 三峡坝区过闸船舶拥堵成本测算及

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三峡船闸已经成为制约长江上游航运发展的“瓶颈”，过闸船舶拥堵产生的拥堵无效率成本，及对坝区货物总价值的影响问题日益受到重视。根据过闸船舶拥堵问题的数学描述，提出了纳什均衡下的模型假设，建立了坝区所有船舶出发时刻分布规律，由此推导了因船闸拥堵产生的各类低效率成本模型；结合过闸船舶实际拥堵成本描述，对各类低效率成本模型进行实证测度；最后通过编制三峡船舶待闸货物价格指数，分析了船舶拥堵对坝区货物总价值产生的影响。研究结论表明：2019年因三峡坝区过闸船舶拥堵产生的最小拥堵无效率成本（即总出行成本），集装箱船在1.061至2.123万元之间，干散货船在712.590至1 425.184万元之间。其中船舶营运时间成本，集装箱船达到10 368.364万元，干散货船达到203 624.490万元；货物运输时间成本，集装箱船达到4 343.296万元，干散货船达到5 413.869万元。船舶拥堵造成的坝区货物总价值上涨了1.613%（即约253 661.565万元），居民货币购买力下降了1.587%；三峡过坝船舶装载货物价格增长速度大于同年度工业生产者购进价格的平均增长速度，货主企业利润没有被压缩。

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基于时间序列季节分类模型的轨道交通客流短期预测

唐继强1, 2，钟鑫伟2，刘健1，李天瑞3

2021, 40(07): 31-38. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.07.05

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轨道交通客流的分析中，数据季节性特征对客流预测的有效性存在显著影响。通过分析轨道交通客流曲线，发现轨道交通客流呈现出季节性特征；针对这种特征，提出基于季节分类模型的轨道交通客流预测方法。根据客流季节特征建立季节分类模板和季节时间序列；采用乘法季节自回归差分滑动平均模型建立客流季节分类模型；使用季节分类模型预测对应类型日期的客流。实验表明：季节分类模型既能有效预测轨道交通客流，又能较好地避免预测误差波动性问题。

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中长运距城际旅客出行方式选择行为模型——以高铁、民航为例

程谦1 ，朱晓宁2 ，卢万胜3

2021, 40(07): 39-45. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.07.06

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针对中长距离城际旅客对高铁, 民航, 空铁联运与民航中转等出行方式的选择行为。应用意向调查(SP)方法选择3个典型OD开展客流调查, 构建多项式logit(mnl)模型与混合logit(ml)模型拟合数据, 分析影响旅客选择行为的关键因素, 说明旅客选择行为的异质特征. 研究结果表明：相比MNL模型，ML模型显著提升了模型预测能力，更好描述了旅客选择行为的异质性，更适于出行方式选择行为建模；行程前时间, 在途时间, 中转时间是影响旅客选择的主要因素；出行目的，公费出行等对出行方式选择也有重要影响；在1 400~2 000 km运距范围，减少中转时间可以有效提高空铁联运与民航中转出行方式市场分担率；1 400 km运距范围内，如果中转时间在1.5 h以内，则民航中转与空铁联运2类出行方式的替代特征明显,2 000 km运距范围民航中转市场分担率显著高于空铁联运。

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基于面板数据Mixed logit模型的自动驾驶选择行为分析

连齐才1，李涵1，石小林1，闫章存2

2021, 40(07): 46-52. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.07.07

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为准确把握自动驾驶环境下出行方式选择规律，引入面板数据Mixed logit模型分析在自动驾驶环境下表征出行者个体社会经济属性的年龄、收入、受教育程度等变量和表征出行方式特性的出行成本、等待时间、在途时间等变量对出行方式选择行为影响作用机理。利用新加坡自动驾驶出行意愿调研获得150位受访者在7个不同情景的1 050个选择意愿有效样本数据，构建自动驾驶环境下出行选择行为模型。结果显示：模型卡方检验p值小于0.000说明模型具有较好的适用性；参数估计结果显示人群中不同个体对出行成本、等待时间、出行时间存在较强异质性；边际效应分析显示随着年龄增大选择自动驾驶、公交和步行出行概率增大选择网约车概率降低，当出行成本、出行时间、等待时间增加一倍将使选择自动驾驶出行概率降低近4.0%。

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基于驾驶员视觉兴趣区域的交通工程设施信息量阈值研究

戚春华，王笑男，朱守林，李航天

2021, 40(07): 53-60. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.07.08

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针对草原公路直线段交通工程设施信息量设置存在的问题，以信息量化相关理论为基础，通过对驾驶员感兴趣区域（AOI）划分，建立5个不同信息量水平的室内模拟驾驶试验，利用数理统计方法定量分析不同熟练程度驾驶员在交通工程设施区域（AOI4），视认不同信息量水平交通工程设施的注视特性和扫视特性。研究结果表明：熟练驾驶员随交通工程设施信息量变化对交通工程设施的关注程度较非熟练驾驶员高；在低信息量水平下，驾驶员对AOI4区域的关注程度低，更多的处于无意识关注前方道路，长时间行车易出现精神疲劳影响行车安全；在信息量水平为Z4时，综合驾驶员注视特性指标与扫视特性指标的变化规律认为，此时驾驶员信息处理时间快、视觉搜索范围大、行车心理负荷较小，有利于行车安全；在高信息量Z5时，需要驾驶员花费大量的时间和脑力资源来关注AOI4区域信息，导致驾驶员对道路其他区域的关注程度下降，在应对突发交通事故时的处理能力减弱。

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基于TOPSIS与灰色关联的危货车辆违规报警研究

李升朝，吴越，白雪萌，王玥，张海

2021, 40(07): 61-66. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.07.09

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为定量评估道路危货车辆运输违规情况，采用熵权法计算权重，TOPSIS法对各月指标进行宏观纵向排序，灰色关联分析法横向分析子序列与母序列关联程度，从而建立一个综合评价模型，并以陕西省道路危货车辆运输违规情况进行实证研究。结果表明：通过陕西省政府和企业监管力度加大，较好的规范了危险品道路运输操作，违规报警次数整体上呈现递减趋势，安全性逐步提升。所监测各子序列与母序列关联程度都较大，其中，疲劳驾驶对报警影响最大，离线位移影响最小。根据研究结果提出改进建议，降低道路危货车辆运输违规操作次数，提高道路危险货物运输安全性。

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一种环形交叉口交通排放及燃油消耗模型研究

杨庆芳1,2,3，王立强2，郑黎黎1,2,3，孟凡运2

2021, 40(07): 67-73. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.07.10

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针对考虑环境效益的环形交叉口交通组织优化研究中，环形交叉口交通排放及燃油消耗目标函数的建立问题，参考相关建模思想，采用交通流参数模型与交通排放、燃油消耗模型相结合的方法，提出了一种基于VT-micro模型的环形交叉口处交通排放及燃油消耗量计算模型。研究表明：提出的模型可以较为准确地对环形交叉口交通排放及燃油消耗量进行估算，可用于环形交叉口排放及燃油消耗的定量分析，对基于环境效益的环形交叉口优化研究具有重要意义。

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基于自发漏磁检测的钢绞线两点腐蚀试验研究

周建庭1,2，黎娅2，张洪2，夏润川2，杨文琦2

2021, 40(07): 74-81. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.07.11

摘要 ( )

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为研究存在两腐蚀点时钢绞线磁信号的变化规律以及腐蚀点之间的相互影响，设计了4组不同间距的试件，利用电化学腐蚀装置控制腐蚀程度，再通过三维磁信号扫描装置测试漏磁信号。研究表明：单个腐蚀区域的判断准则也适用于两个腐蚀区域；距离较近的两腐蚀区域的磁信号会在两点之间产生叠加，出现极值，且不同提离高度下磁信号曲线的汇交距离与腐蚀区域的间距呈正相关；试件在腐蚀区域会发生磁信号的突变，其变化范围具有一定宽度，该影响宽度与试件腐蚀度呈Boltzmann函数分布，可用该曲线影响宽度评价单个腐蚀区域的腐蚀程度，也可用于确定两个腐蚀区域在确定特定腐蚀度下不产生叠加的最小间距。

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基于CATIA的BIM技术在隧道设计中的应用

秦海洋1，汤永净1,2，陈智远3

2021, 40(07): 82-87. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.07.12

摘要 ( )

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介绍了BIM技术的发展历程及CATIA+BIM技术理论，提出了CATIA+BIM技术应用于隧道设计建模的方法；以福州金鸡山隧道工程为例，采用CATIA+BIM技术，完成了设计阶段隧道模型的创建，完善了施工阶段和运维阶段部分功能的应用。结果表明：CATIA+BIM技术具有的“骨架 + 躯体”特点与隧道工程的线状特征相适应；CATIA+BIM技术应用于隧道建模可归纳为山体建模、路线骨架、构件躯体、参数驱动和属性附加等5个步骤；信息共享平台方便了设计部门、施工部门与运维部门间的协同交流。

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基于TEM的玉磨铁路隧道渗漏水状态预测方法研究

代昱昊，王华，彭桂彬

2021, 40(07): 88-92. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.07.13

摘要 ( )

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瞬变电磁探测结论因高度依赖作业人员的工作经验而具有较高的主观性和偏差性。为了提高瞬变电磁探测结论的准确性与客观性，以在股状地下水的冲刷下极易发生涌突事故的玉磨铁路新平隧道为研究对象，在大量瞬变电磁超前探水试验的基础上，确定视电阻率区间与地下水渗漏水状态的对应关系，同时基于Voxler软件建立80 m×40 m×40 m（长×宽×高）含水体模型，提出了基于瞬变电磁技术的隧道施工渗漏水状态预测方法，实现了对隧道施工渗漏水状态的定量预测，通过实例验证，与现场开挖揭示基本相符，能满足现场安全生产的需要。

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黄土地区陡崖坡段桩基合理临坡距研究

张华1，张正琦2 ，程高3，4，田伯科1

2021, 40(07): 93-98. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.07.14

摘要 ( )

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标准装配化的中小跨径山区公路梁式桥周期短、地形适应性强、经济效应显著，在我国山区应用广泛，但由于路线的固定、上部结构的装配标准化和山区地形的沟壑纵横，导致诸多桥梁桩址不可避免立于陡崖等不良地形之上，桩-土作用复杂、边坡稳定性问题敏感，合理的桩身临坡距离能够保证边坡稳定性和桩基施工工程中的安全性。针对陡崖坡段边坡稳定性问题，笔者利用ABAQUS建立非线性有限元模型，采用强度折减法以桩身至桩前临坡距离为参数进行了不同临坡距对边坡稳定性、土体位移和桩土接触状态的影响特征分析。研究结果表明：高陡边坡属于天然不利地段，边坡安全系数小于1，潜在滑动面形状较陡且位置在坡脚之上；随着桩基临坡距的增大，极限状态下边坡土体的整体位移和桩前土体的脱开范围先变小后趋于不变，考虑临坡距对边坡稳定性、位移和桩土接触状态的影响，建议陡坡坡顶桩基临坡距离应不小于10 m。

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加筋黏性土加筋效果的三轴试验研究

王宗建1,2，李畅1，肖亮2，卢谅2

2021, 40(07): 99-106. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.07.15

摘要 ( )

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为研究施工期加筋黏性土的加筋效果，考虑加筋构筑物施工速度快、排水条件差等不利条件，选用各向同性的铝箔做加筋材料，采用三轴试验研究施工期加筋黏性土强度及变形破坏特性。试验结果表明：加筋黏性土的应力-应变特性曲线呈应变软化型，试样均表现为拉断破坏；相同轴向应变时，围压越大，轴差应力越大；围压一定时，加筋层数越多，加筋效果越好；高围压下需达到一定轴向应变，筋材即发挥作用，围压越大滞后效应越明显；黏性土中加筋作用表现为土体黏聚强度的增加，说明准黏聚力理论可用于分析评价施工期加筋黏性土的加筋效果。

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一种中央分隔带分离式改进混凝土护栏的研究

张淑宝

2021, 40(07): 107-111. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.07.16

摘要 ( )

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路面加铺导致中央分隔带分离式混凝土护栏高度不足时，需要加高护栏，以提升护栏的防护性能。提出了一种在混凝土护栏上安装钢构件的改进混凝土护栏；采用小轿车、大型客车及大型货车3种车型进行了仿真碰撞分析及实车碰撞试验，研究了小轿车碰撞后乘员加速度a、车辆重心高度HG的变化及大型客/货车碰撞后改进混凝土护栏支撑梁和横梁变形情况。结果表明：小轿车碰撞后，车辆乘员加速度的纵向和横向分量均不大于200 m/s2；大型客/货车碰撞后，改进混凝土护栏的支撑梁和横梁变形出现了部分损坏，车辆能正常导出；改进混凝土护栏的防护等级可达到SAm级。

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橡胶粉对混凝土抗冻耐久性的影响

董玉文1，彭亮2，谢辉1

2021, 40(07): 112-117. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.07.17

摘要 ( )

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通过室内试验，采用冲击弹性波技术测量混凝土的动弹模，研究了橡胶粉及掺量对混凝土抗冻耐久性的影响。结果表明：与普通混凝土相比，冻融次数较少时，适量掺加橡胶粉，混凝土的质量增加、动弹模降低、相对动弹模增加、抗压强度有所降低，橡胶粉掺量对抗冻性能影响不大；但冻融次数较大时，适量掺加橡胶粉，混凝土的质量损失率减小，动弹模、相对动弹模及抗压强度增加，抗冻性能增强，最佳橡胶粉掺量为15~20 kg/m3。通过扫描电镜试验分析，揭示了掺加橡胶粉提高混凝土抗冻耐久性的微观机理。研究成果可为混凝土抗冻耐久性设计提供理论依据和参考。

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纳米蒙脱石/SBS复掺改性沥青性能试验研究

赵伟

2021, 40(07): 118-122. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.07.18

摘要 ( )

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将纳米蒙脱石和SBS进行复掺制备改性沥青，可提升改性沥青及其沥青混合料的综合性能。选取不同掺量的纳米蒙脱石与SBS改性剂进行复掺，采用软化点、针入度、延度、旋转黏度、动态剪切流变试验对复掺改性沥青的性能进行综合评价，探究纳米蒙脱石掺量对改性沥青性能的影响规律。研究结果表明：沥青的延度受纳米蒙脱石掺量的影响幅度较大，纳米蒙脱石掺量在3%时，复掺改性沥青的车辙因子较普通SBS改性沥青提升1.26倍，疲劳因子较普通SBS改性沥青下降0.68倍，复掺改性沥青的性能达到最佳。

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单轴转向架跨座式单轨车辆的主动控制研究

辛亮1,2，杜子学1，杨震2，许舟洲2

2021, 40(07): 123-127. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.07.19

摘要 ( )

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为提高单轴转向架跨座式单轨车辆的运行品质，以某型单轴转向架跨座式单轨车辆为研究对象，建立了15自由度单轴单轨车辆的主动控制动力学模型。在此基础上，设计了一种自适应神经模糊推理系统PID(ANFIS-PID)控制器，以抑制车体的横向振动和垂向振动，并与原始单轨和PID控制单轨进行了对比。研究结果表明：相比于原始单轨，PID控制单轨和ANFIS-PID控制单轨的横向加速度均方根值分别降低了48.37%和89.06%，垂向加速度均方根值分别降低了19.41%和34.32%；横向加速度峰值分别降低了53.00%和90.30%，垂向加速度峰值分别降低了21.72%和37.60%。ANFIS-PID控制单轨优于PID控制单轨，能显著提高单轨车辆的运行品质。

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基于NSGA-Ⅱ算法的两挡AMT换挡规律多目标优化

张东东，宗子淳，冯金芝

2021, 40(07): 128-135. DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2021.07.20

摘要 ( )

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两挡变速器通过合理的挡位切换改善纯电动汽车的性能。以纯电动汽车两挡电控机械式自动变速器（AMT）为研究对象，兼顾整车的动力性和经济性，提出一种综合换挡规律。建立两挡变速系统的动力性和经济性换挡规律数学模型，以百公里加速时间和单位里程能耗作为优化目标，通过NSGA-Ⅱ 算法优化求解得到换挡规律的Pareto最优解，将电机效率作为最优解的选取条件，得到综合性能最优的换挡规律。在MATLAB/Simulink中搭建换挡规律仿真评价模型，对比评价最佳动力性、最佳经济性和综合性能最优换挡规律。结果表明：所提出的对换挡规律多目标优化的方法是有效的，综合性能最优换挡规律能够同时兼顾动力性和经济性。

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面向交通工具金属材料的缺损识别算法

李胜永1，张智华1，王胜男2，王孟2

2021, 40(07): 136-144.

摘要 ( )

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金属作为现代交通工具重要设备的主要材料，其缺损情况对交通工具的安全性具有重要意义。为了实现对金属设备的缺损情况进行自动识别，提出一种基于深层卷积神经网络的视觉检测算法，该算法着重于工业缺陷识别。设计了一种沙漏型特征融合模块和金字塔特征细化模块，兼顾准确率和速度，有效提升基于金属图像的缺损部位定位和分类效率，借助计算机平台训练判别模型实现自动检测。算法在公开图像数据集上取得了先进的测试结果，并在移动端设备中实现高效运行。

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