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    2025年 第53卷 第2期    刊出日期:2025-02-25
    交通安全
    牛世峰, 邰英豪, 常东风, 于鹏程
    2025, 53(2):  1-11.  doi:10.12141/j.issn.1000-565X.240189
    摘要 ( 95 )   HTML ( 2)   PDF (1657KB) ( 10 )  
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    单车事故常发于车流量较小、道路条件较差的时段和路段,其致死率明显高于交通事故平均死亡率。为了探究影响单车事故严重程度的关键因素,基于中国部分地区2015—2019年单车交通事故数据,从人、车、路、环境等方面选取24个事故影响因素,通过对数似然比检验事故数据的时间稳定性,发现事故数据存在时间不稳定性,应将其划分为5个年份分别建模,构建考虑均值方差异质性的随机参数Logit模型。对事故因素变量的边际效应进行对比,结果表明:5个不同年份的时间稳定性模型均具有较好的拟合效果;模型能够有效地捕捉未观测到的异质性,且不同时间模型下捕捉的参数也具有随机性。模型参数估计结果表明:路口路段类型、客车、摩托车和事故责任共4个事故因素具有时间稳定性,其他事故影响因素仅在个别年份中具有显著影响;防护设施事故因素也具有时间稳定性;客车、摩托车、车辆前照灯状态、车辆安全状况、撞固定物和事故责任等事故因素变量会显著增加单车事故中人员死亡的可能性;防护设施类型、能见度大于100 m等变量会显著降低受伤严重程度。

    张驰, 国廷玉, 胡瑞来, 高艳阳, 周郁茗
    2025, 53(2):  12-26.  doi:10.12141/j.issn.1000-565X.230674
    摘要 ( 56 )   HTML ( 1)   PDF (7715KB) ( 5 )  
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    货车制动毂温度过高是制动失效的主要原因,为提高货车在连续下坡路段行驶的安全性,对平均纵坡设计指标进行细化,研究驾驶人制动行为与货车制动毂温升特性之间的相关性,并基于驾驶人制动行为提出纵坡坡长可靠度设计方法。首先,选取西部山区某高速公路连续下坡路段进行实车试验,采集道路纵坡参数、驾驶人制动行为数据;其次,根据实测数据提出评价指标、位移强度系数和制动毂温度梯度,并基于回归分析探究了位移强度系数和道路平、纵线形的关系以及位移强度系数和制动毂温度梯度的关系;最后,根据驾驶人制动行为和临界温度构建可靠度模型,基于蒙特卡罗仿真法,给出了连续下坡路段不同平均纵坡所对应的临界坡长,并与规范进行对比分析。结果表明:圆曲线半径与位移强度系数相关性不大,纵坡坡度与位移强度系数呈显著正相关,拟合优度r2达0.95;当纵坡坡度大于2%时,驾驶人采取的制动行为多为持续性刹车,与纵坡坡度小于2%时驾驶人多采取点刹的制动行为区别较大,位移强度系数与制动毂温度梯度呈显著正相关,拟合优度r2为0.845;当驾驶人制动比例为85%时,驾驶人制动行为与规范界定坡长的条件基本一致;取可靠度为0.95时,平均纵坡为2.1%~3.0%,连续坡长临界值为14.95~30.12 km。所给出相关参考值考虑了真实行车环境中的随机性,可为平均坡度小于2.5%的坡长设计提供依据。

    任文浩, 赵晓华, 陈晨, 付强
    2025, 53(2):  27-37.  doi:10.12141/j.issn.1000-565X.240122
    摘要 ( 50 )   HTML ( 0)   PDF (2653KB) ( 5 )  
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    高速公路在雾天环境存在较大的驾驶安全风险和事故隐患,网联碰撞预警信息系统为解决该难题提供了新的思路,而其对驾驶行为的影响是论证其有效性的根本。该研究运用驾驶模拟技术搭建网联碰撞预警信息系统测试平台,考虑浓雾天气类型,设计基准传统和对照网联两种驾驶环境,构建前方慢速车辆急刹这一典型碰撞风险事件,招募27名被试开展驾驶模拟实验以获取细粒度微观驾驶行为数据。从稳定性、安全性、服从性多个维度构建评价指标体系,对网联碰撞预警信息系统在驾驶人与前车不同交互阶段(慢速跟驰、前车急刹)的效能展开了定量描述和统计分析。结果表明:在稳定性方面,碰撞预警信息会导致在慢速跟驰阶段的一段时间内驾驶稳定性降低,在慢速跟驰阶段车辆减速完成达到稳定状态之后和前车急刹阶段,其具有比无碰撞预警信息更好的稳定性;在安全性方面,碰撞预警信息使得驾驶过程中时间、加速度、距离多个层面的冲突风险均得到了显著减少;在服从性方面,碰撞预警信息能够提升驾驶人对于前车信息的服从水平,减弱驾驶人在慢速跟驰和前车急刹这两个阶段中对前车信息服从水平的差异性。研究成果可为高速公路雾天环境下网联碰撞预警信息系统的测试和应用提供平台支撑和理论支持。

    武彪, 任洪泽, 郑联庆, 朱西产, 马志雄
    2025, 53(2):  38-47.  doi:10.12141/j.issn.1000-565X.240346
    摘要 ( 79 )   HTML ( 1)   PDF (3325KB) ( 5 )  
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    智能驾驶系统测试评价作为智能网联汽车研发的重点,需要重点关注车辆在复杂气象和复杂交通流场景中的真实性能表现。该研究提出一种基于天气复杂度和交通复杂度的复杂场景构建方法,用于满足复杂交通环境导航智能驾驶的测试需求。基于中国大型实车路试项目(China-FOT)自然驾驶数据,分析车辆速度、纵向加速度、横向加速度、横摆角速度等车辆动力学参数,通过拟合安全边界包络线构建驾驶行为风险等级,筛选提取自然驾驶危险工况,用于明确导航智能驾驶功能安全相关的基本场景类型,通过基于多动态目标物基础场景关联特征组合的交通交互行为耦合方法构建复杂场景类型;基于量化的自然天气因素,通过自然驾驶行为特征分布,构建光照因素、降雨因素、雾气因素等影响指标表征天气复杂度;基于信息熵理论,通过支持向量机方法和K-折交叉验证方法,构建相遇角度、相对距离、相对速度等复杂度参数,用于表征复杂场景的交通状态;针对复杂场景开展封闭场地实车试验,通过真实的测试性能评价参数得到测试场景的复杂度,验证复杂场景的合理性。为导航智能驾驶功能构建能够表征真实复杂交通环境的测试场景,为智能网联汽车智能驾驶系统的优化迭代提供支持。

    岳永恒, 雷文朋
    2025, 53(2):  48-57.  doi:10.12141/j.issn.1000-565X.240225
    摘要 ( 61 )   HTML ( 0)   PDF (3298KB) ( 11 )  
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    针对极端雾霾天气条件下,智能车辆对道路环境感知识别精度降低的问题,提出了基于改进的CycleGAN和YOLOv8联合雾天环境感知算法。首先以CycleGAN算法为框架对图像进行去雾预处理,在生成器网络中引入自注意力机制提高网络的特征提取能力,同时为了减少与真实图像的色彩差异,引入自正则化颜色损失函数;其次,在目标检测部分,首先采用轻量化的GhostConv网络替换原主干网络,以降低计算量;而后,在颈部网络加入了GAM注意力机制,有效提高了网络对于全局信息的交互能力;最后,通过WIoU损失函数,减小低质样本所产生的有害梯度,提高模型的收敛速度。应用RESIDE数据集和BDD100k数据集对该算法进行实验验证。结果表明:去雾后图像与原图像的结构相似度为85%,相较于原CycleGAN算法和AODNet算法的峰值信噪比(PSNR)和结构相似性(SSIM)分别提高2.24 dB和15.4个百分点、2.5 dB和36.3个百分点。其中,改进的YOLOv8算法与原算法相比,其精确率、召回率和平均检测精度均值分别提升了2.5、1.8和1.1个百分点。实验结果验证了所提出算法的召回率和检测精度等方面优于传统算法,具有一定的实用价值。

    交通运输工程
    毕军, 王嘉宁, 王永兴
    2025, 53(2):  58-67.  doi:10.12141/j.issn.1000-565X.240219
    摘要 ( 73 )   HTML ( 0)   PDF (3240KB) ( 6 )  
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    公共充电站可用充电桩数量预测对于制定智能充电推荐策略和减少用户的充电排队时间具有重要意义。现阶段充电站运行状态研究通常集中于充电负荷预测,对于站内充电桩占用情况的研究较少,同时缺乏实际数据支撑。为此,基于充电站实际运行数据,提出一种基于长短时记忆(LSTM)网络与全连接(FC)网络结合的充电站内可用充电桩预测模型,有效结合了历史充电状态序列和相关特征。首先,将兰州市某充电站的订单数据转化为可用充电桩数量,并进行数据预处理;其次,提出了基于LSTM-FC的充电站运行状态预测模型;最后,将输入步长、隐藏层神经元数量和输出步长3种参数进行单独测试。为验证LSTM-FC模型的预测效果,将该模型与原始LSTM网络、BP神经网络模型和支持向量回归(SVR)模型进行对比。结果表明:LSTM-FC模型的平均绝对百分比误差分别降低了0.247、1.161和2.204个百分点,具有较高的预测精度。

    王晓飞, 罗振, 王少华, 潘玲, 曾强
    2025, 53(2):  68-79.  doi:10.12141/j.issn.1000-565X.240047
    摘要 ( 1114 )   HTML ( 3)   PDF (2493KB) ( 7 )  
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    我国“十四五”发展规划对交通绿色发展提出了更高要求,交通运营所产生的排放是交通行业碳排放的主要来源。为研究公路平曲线路段小客车运行碳排放的影响因素,通过开展现场实车试验,试验车载OBD(On Board Diagnostics)设备采集广东省内典型公路曲线段现场行车试验数据,并通过IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)碳排放核算方法获取路段碳排放率数据,结合道路线形选取了影响小客车运行排放的相关评价指标,在灰色关联分析的基础上对相关评价指标进行关联度计算。结果表明:平曲线路段线形要素中缓和曲线长度占比、缓和曲线参数等指标与路段碳排放率显著关联;圆曲线半径在一定区间内与路段碳排放率显著关联。非线形指标中显著相关的有加速度标准差和加速度均值,与这两者显著相关的线形指标是缓和曲线参数和缓和曲线长度占比。结合灰色关联分析结果,从指标中选取了8个关联指标,通过建立灰色GM(1,N)模型对平曲线路段小客车行驶碳排放总量进行预测,预测结果和实际结果平均相对误差为5.10%,模型预测性能优于传统多元回归模型,在数据有限的情况下表现出色并提供可靠的预测结果。研究成果可识别路段对碳排放有显著影响的关键设计和运行参数,为平曲线路段低碳优化设计和管理提供理论依据。

    张炎棣, 惠冰, 马子业, 李元乐, 汪海年
    2025, 53(2):  80-91.  doi:10.12141/j.issn.1000-565X.240152
    摘要 ( 40 )   HTML ( 0)   PDF (6718KB) ( 2 )  
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    为准确量化碎石封层集料剥落程度,克服传统脱石法和图像法因忽视碎石粒形与嵌固姿态导致对剥落程度模糊评价的问题,采用室内三维激光检测设备采集碎石封层剥落前后点云数据,引入大津法中最小类内方差概念求取高程分割阈值,进而提取空间剥落轮廓,实现剥落面积指标的计算并提供了激光法测算剥落面积的误差分布,复位了逐颗剥落集料,进而对比了每个剥落区域的脱石质量和剥落面积指标,最后采用集料图像测量系统AIMS-Ⅱ分析剥落集料的粒形特征。结果表明:统计了共计75个剥落面积样本的相对误差,均值为4.07%,表明激光法具有良好的检测精度;同时剥落面积计算标准差位于1.73~3.89,表明激光法具有良好的检测稳定性;对比了逐个剥落区域的剥落集料质量与剥落面积,随着剥落面积增大,剥落颗粒的质量具有随之增大的趋势,然而剥落面积与剥落颗粒质量并非同步增大,存在剥落面积增大但质量减小的现象;通过AIMS-Ⅱ对剥落颗粒的粒形分析表明片状集料更可能出现质量小但剥落面积大的情况,而针状集料更可能出现质量大但剥落面积小的情况。

    李平, 王红博, 陈超核
    2025, 53(2):  92-106.  doi:10.12141/j.issn.1000-565X.240165
    摘要 ( 41 )   HTML ( 0)   PDF (4834KB) ( 3 )  
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    浮式风机平台在深远海环境中的稳定性和安全性是浮式风机系统的核心问题。以浮式风机平台为研究对象,基于长、短期两种设计波方法,结合实际波浪长期统计数据和波浪短期预报数据,通过数值模拟分析了多载荷控制参数对极端波浪载荷作用下设计波参数的影响,并评估了浮式风机平台使用不同设计波方法所得的结构强度。研究结果表明:传统中纵剖面、中横剖面以及水线面的载荷控制参数无法准确捕捉浮式风机平台所遭受的最危险载荷,在浮式风机平台结构强度分析中还需要考虑不同结构连接位置的应力集中现象,因而需要分析多载荷控制参数对结构强度的影响;长期统计设计波法能够更全面地反映海洋环境的复杂性,可得到浮式风机平台处于最危险状态的设计波参数,而短期设计波法则在快速评估极端波浪条件下的结构强度方面具有优势,二者可根据浮式风机平台的不同设计阶段配合使用;通过设计波法寻找最危险工况不能仅比较设计波参数中的波高,由计算结果发现两种设计波法计算所得的最大应力不一定对应在最大波高上,即单凭设计波波高参数不能判断该设计波为最危险工况,需要综合考虑设计波的波高、波浪周期、浪向和相位等参数对结构强度的影响。研究结果对于浮式风机平台的结构设计和安全评估具有重要意义。

    土木建筑工程
    曹纪兴, 韩梦凡, 包超, 何海杰, 刘应扬
    2025, 53(2):  107-114.  doi:10.12141/j.issn.1000-565X.240124
    摘要 ( 51 )   HTML ( 1)   PDF (6322KB) ( 2 )  
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    纤维增强聚合物加固法和自攻螺钉加固法是木结构加固方法中常用的两种加固方法,目前对于加固胶合木结构的研究多集中在加固后强度方面的变化,抗侧力性能的研究数据偏少,且对于加固震损胶合木框架的研究有限。为研究采用不同方式加固的震损胶合木框架的抗侧力性能,分别对两榀震损胶合木框架采用碳纤维增强聚合物和自攻螺钉进行加固,并增设隅撑,采用水平往复荷载对试件进行加载,对获得的试验结果进行对比分析。试验结果表明:两种加固方法均能有效避免木框架构件顺纹劈裂;与自攻螺钉加固试件相比,碳纤维布加固试件的初始刚度和最大承载能力的提高更加显著,更能抑制裂缝的发展;两榀框架的滞回曲线均呈较饱满的反“S”型,具有明显的捏缩效应。在试验数据的基础上,利用软件Open Sees建立了两榀加固震损胶合木框架的简化模型,并根据试验数据对模型进行校准。校准后的模型得出的滞回曲线与试验滞回曲线吻合良好,验证了模型的准确性和合理性,为进一步的参数分析奠定了基础。基于校准后的简化模型,重点研究分析了重力荷载对加固胶合木框架弹性刚度和最大承载力的影响,发现重力荷载对加固胶合木框架的抗侧力性能有着不可忽视的影响,为加固后的震损胶合木框架提供了科学的参数化分析。

    张海燕, 陈海标, 吴波, 李梦圆
    2025, 53(2):  115-123.  doi:10.12141/j.issn.1000-565X.240043
    摘要 ( 101 )   HTML ( 0)   PDF (3368KB) ( 12 )  
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    纤维编织网增强砂浆(TRM)加固是一种采用砂浆作为无机胶黏剂将纤维编织网粘贴于构件表面形成加固层的方法,其具有轻质高强、几乎不改变截面尺寸、耐高温性能和耐久性好等优点,近年来受到了广泛关注。TRM中的胶黏剂通常采用聚合物改性水泥砂浆,但水泥的生产能耗和碳排放量较大。为实现“双碳”目标,采用生产能耗和碳排放量远低于水泥而力学性能与水泥相近的地聚物取代水泥,形成纤维编织网增强地聚物砂浆(TRGM)加固法。采用碳纤维编织网增强地聚物砂浆加固钢筋混凝土双向板,开展不同长宽比和加固层数的TRGM加固板的抗弯性能试验和有限元分析,并与相应未加固板的性能进行比较,考察了TRGM的加固效果、双向纤维对承载力的贡献和传力机理。研究结果表明:TRGM加固能有效提高双向板的开裂后刚度和抗弯承载能力,抑制裂缝发展,尤其是沿短边方向的裂缝数量明显减少;双向板长宽比越大,TRGM的加固效果越明显;1层TRGM的加固效果受纤维编织网搭接以及施工质量的影响较大,使得其加固效率远低于2层TRGM加固的情况,纤维网的搭接可能会影响纤维强度的发挥,设计时应保证纤维有足够的搭接长度;加固板短向与长向承担的弯矩比在短向钢筋屈服后会逐渐降低,长向钢筋和纤维对承载力的贡献逐渐增大;随着跨中挠度增加,纤维承担的拉力占比呈现出先减后增再减的波浪形变化趋势。

    李涛, 李越, 舒佳军, 张瑞海, 刘波
    2025, 53(2):  124-135.  doi:10.12141/j.issn.1000-565X.240291
    摘要 ( 58 )   HTML ( 0)   PDF (5964KB) ( 6 )  
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    为了减少废旧橡胶轮胎带来的环境污染,将其加工成衍生集料应用于工程加固已成为一种有效的解决措施。当前,土工格栅加筋技术在路堤、边坡工程中应用广泛,但受土资源限制,大多采用当地的细集料进行回填夯实,导致土工格栅无法充分发挥加筋效果。因此,提出废旧轮胎橡胶颗粒与土工格栅复合加筋路堤的方法解决以上问题。通过三轴剪切试验,研究了橡胶颗粒含量(质量分数)(0%(纯砂)、5%、10%、15%和20%)对混合土剪切特性的影响,并开展土工格栅拉拔试验,分析了橡胶颗粒含量对单向、双向和三向土工格栅拉拔特性的影响及其机理,进而通过室内试验和数值模拟方法,分析了橡胶颗粒混合土加筋路堤的稳定性。结果表明:当橡胶颗粒含量增加时,混合土的弹性模量呈现逐渐降低的趋势,同时,抗剪强度指标呈现先增后减的趋势,在含量15%时达到最大值;3种土工格栅在混合土中的峰值拉拔力随着橡胶含量的增加也呈现先增后减的趋势,在含量为15%时达到最大值;在双向和三向土工格栅加筋路堤中分别掺加含量为15%的橡胶颗粒可以减小路堤约19%和23%的沉降量,以及约18%和23%的土压力;复合加筋层的存在明显限制了路堤边坡破坏滑裂面的发展深度,提高了路堤抵抗变形的能力。

    杨易, 王喆, 张之远
    2025, 53(2):  136-148.  doi:10.12141/j.issn.1000-565X.240266
    摘要 ( 43 )   HTML ( 0)   PDF (11013KB) ( 1 )  
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    低矮建筑屋盖角区出现的高极值负压,是其围护结构抗风设计的重点。基于空气动力学原理,依据屋面角区绕流形态,基于TTU(Texas Tech University)标准建筑模型设计了一种屋面角区新型流线型附加构件,并通过改变附加构件高度、长度等参数,进行了10种工况的刚性模型测压风洞试验和大涡模拟(LES)对比研究,以探讨这类新型附加构件对屋面角区风荷载的影响和屋面抗风气动优化以及LES精度等问题。研究结果表明:屋面角区设置附加构件均可有效降低角区出现的极值负压,在所研究的10种工况中,屋面角区最不利平均负压最大可降低10%,最不利极值负压最大可降低25%;利用NSRFG(Narrowband Synthesis Random Flow Generation)方法生成入流湍流,采用LES得到的TTU模型各工况下的风荷载分布规律,虽然部分工况下屋面平均风压系数绝对值模拟结果偏大(平均误差为13.88%),而极值风压系数偏小(平均误差为9.72%),但整体上与风洞试验一致,表明利用NSRFG方法建立的低矮建筑绕流模型具有较好的精度;附加构件长度相对于高度而言对屋面角区风荷载的影响更大,等长附加构件高度增加1倍后,屋面角区极值风压系数降低6.15%,等高附件长度增加0.8倍后,屋面角区极值风压系数降低10.77%。

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