交通运输管理与控制

• 特征融合的时空图混合网络高速公路交通流预测

  张阳;周晨峰;陈燕玲;

  为了解决高速公路流量预测空间建模受限于仅考虑静态空间依赖性或动态空间相关性的不足，提出一种特征融合的时空图混合网络车流量预测模型(FF-STGM),引入多头注意力机制模块，结构上使用双重并行的优化时空卷积网络提取交通流的时空特征和高速公路网络结构属性，并捕捉数据中非连续时间动态相关性。同时，采用蚁群优化算法动态调整模型结构参数，以优化时空图混合网络的隐层结构。试验结果表明，与STSGCN、ASTGCN和CNN-LSTM相比，FF-STGM的MAE值分别降低了6.45、7.69、16.80,改进的时空图混合网络模型预测精度优于其他对比模型。

  2025年04期 v.46;No.220 15-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 2426K]
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• 考虑个体异质性的老年人公交出行方式选择模型

  曹弋;赵斌;周泽禹;

  运用SP(Stated Preference)与RP (Revealed Preference)相结合的调查方法，获取回归分析所需面板数据，并分析老年人出行基本特征。本次调查男性略多于女性，以60～69岁老年人为主(64.59%),健康状况良好但部分有病症。家庭子女多为2～3人(47.84%),多数家庭有小汽车(71.89%)。老年人出行多结伴，不带儿童，忍耐时间以15～30 min居多，步行多超过5 min,距离在10 km内，换乘次数少则人数多。考虑个体异质性，以老年人对交通方式的舒适性、便捷性、可靠性评价指标作为心理潜变量，运用SEM模型标定潜变量参数。信效度、拟合系数、路径分析等检验表明，SEM模型能够准确地表征各潜变量。运用逐步回归法确定出行费用、步行距离的系数为随机参数，构建SEM-随机参数Logit模型。与未加入SEM的随机参数及传统Logit对比，SEM-随机参数Logit的AIC与BIC最小，拟合效果最优。研究表明，出行票价与步行距离对出行效用有显著负影响，但个体异质性导致作用效果不一，其系数值受老年人个体、出行特征属性与出行感知心理潜变量影响，出行时间对出行价值影响最大且为负，而便捷性存在显著正影响。

  2025年04期 v.46;No.220 26-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1844K]
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• 充换电模式电动车医药冷链配送路径优化研究

  武慧荣;许泽新;欧阳超;

  针对2种补电模式下电动冷藏车配送成本影响因素不同的现象，首先，以配送成本最小化为目标，分别构建考虑电池损耗成本及分时电价的充电模式和考虑电池租赁及换电服务费用的换电模式的配送路径优化模型。其次，改进传统遗传算法，合理设置补电站插入策略，减少补电次数及行驶距离，借用模拟退火机制避免求解结果过早收敛。最后，通过试验验证算法求解可行性，并比较不同充电速率及补电上限情况下的配送成本及时间大小。结果表明，换电模式下配送成本较低，补电上限设置为80%时，配送成本最低。

  2025年04期 v.46;No.220 38-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1771K]
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轨道交通装备智造

• 基于EEMD包络谱和JS-SDAE的轴承故障诊断

  苑宇;郭琦;

  针对滚动轴承不同损伤位置与程度的多状态识别困难问题，提出了一种基于EEMD包络谱和JS—SDAE的轴承故障诊断方法。首先，利用EEMD将轴承信号分解，保留与原信号高相关的本征模态函数；其次，用所选分量的包络谱构建高维特征作为网络的输入；最后，降维后输入经人工水母优化算法结构优化后的SDAE,完成轴承多类别故障识别。试验表明，将10类特征数据输入SDAE进行学习后，EEMD包络谱相比时域信号更能体现出故障特征，且JS-SDAE网络相比决策树、贝叶斯、网格搜索优化贝叶斯、SVM、贝叶斯优化SVM、KNN、贝叶斯优化KNN等算法具有更高的准确性。采用QPZZ-Ⅱ系统采集实验平台所采集的数据进行验证，结果表明模型测试集的准确率达到了96.7%。

  2025年04期 v.46;No.220 49-56+82页 [查看摘要][在线阅读][下载 2201K]
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• 承载角焊缝疲劳失效模式的影响因素分析

  谢素明;吴赢超;程亚军;聂春戈;

  为了研究承受拉伸和弯曲载荷角焊缝焊趾疲劳失效条件，利用解析法和结构应力法分析影响承载角焊缝焊喉、焊趾截面结构应力的因素。首先，基于结构应力推导角焊缝有、无熔深情况下任意焊喉截面的法向结构应力、切向结构应力及等效结构应力解析表达式，通过对等效结构应力求极值获得焊喉失效角度，该角度随着熔深增大而增大。其次，计算承受脉动循环拉伸载荷的十字形接头角焊缝焊喉和焊趾截面的结构应力。结果表明，焊喉截面比焊趾截面的结构应力更大，焊缝焊喉失效的疲劳寿命次数为1.21×10~5,与试验结果相吻合。十字形接头角焊缝失效分析发现，无熔透时焊喉失效、全熔透时焊趾失效且不受焊脚尺寸影响；焊脚尺寸不变时，p/t<0.36时发生焊喉失效，p/t>0.36时发生焊趾失效。最后，对承受弯曲载荷的单面角焊缝进行失效分析，发现焊角尺寸不变时，p/t<0.17时发生焊喉失效，p/t>0.17时发生焊趾失效。

  2025年04期 v.46;No.220 57-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1569K]
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• 基于撞击可变形障碍物的车体性能优化分析

  王璐;刘艳文;周坤;冯帅;

  基于BS EN 15227:2020标准对一列10辆编组市域地铁列车撞击15 t可变形障碍物耐撞性能进行研究。首先，根据标准要求，对15 t可变形障碍物进行有限元模拟，得到障碍物等效模型；其次，建立列车碰撞模型，进行车辆与障碍物三维碰撞分析；最后，对车辆司机室骨架进行结构优化，并进行最终仿真验证。验证结果表明，优化设计后的列车在与障碍物发生碰撞工况时，可满足列车司机室逃生空间、防爬、加速度等标准要求。

  2025年04期 v.46;No.220 64-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1962K]
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• 鼓胀式仿竹薄壁圆管设计及吸能特性研究

  陈秉智;郭悦;刘喜微;卢嘉茗;李奇健;牛洪喆;秦睿贤;

  基于毛竹结构的微观特征，设计了一种新型鼓胀式仿竹薄壁圆管。通过数值仿真研究了锥头角度、筋板形状、筋板数量等因素对鼓胀式仿竹薄壁圆管吸能性能的影响，并与传统鼓胀式圆管结构进行对比。为进一步提升鼓胀式仿竹薄壁圆管的吸能性能，提出具有梯度壁厚筋板的仿竹薄壁圆管结构，采用响应面法对梯度壁厚筋板进行多目标优化。研究结果表明：鼓胀式仿竹薄壁圆管的吸能量随锥头角度的增大而递增；结构比吸能随筋板形状变化，与同质量传统薄壁圆管相比，新型鼓胀式仿竹薄壁圆管的吸能量提高了23.08%;对于筋板数量不同的鼓胀式仿竹薄壁圆管，筋板数量为12的薄壁管比吸能最大；与设计的鼓胀式仿竹薄壁圆管相比，优化后的鼓胀式仿竹薄壁圆管比吸能提高了28.02%。

  2025年04期 v.46;No.220 70-76+99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1990K]
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• 碳纤维/铝蜂窝夹芯管压缩性能研究

  石姗姗;汉红彪;程功;史恒源;

  为了改善薄壁结构的能量吸收性能，在碳纤维增强复合材料吸能结构中填充蜂窝材料。对夹芯结构进行设计，讨论结构参数对碳纤维铝蜂窝夹芯管压缩性能的影响。基于有限元仿真模型，研究了碳纤维蒙皮的触发角度、铺层数量以及冲击速度对碳纤维/铝蜂窝夹芯管压缩性能的影响。结果表明，碳纤维/铝蜂窝夹芯管最大峰值力随触发角度的增大而减小，随铺层数量的增加而增大，夹芯管压溃力效率随铺层数量和触发角度的增大也有增大的趋势；另外，随着铺层数量的增加，夹芯管的吸能量显著提高，比吸能也呈上升趋势；除此之外，冲击速度也是影响其能量吸收性能的一个因素。

  2025年04期 v.46;No.220 77-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1554K]
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交通基础设施与材料

• 富水区基坑降水后的地表沉降解析计算及变形趋势分析

  秦凯;党卫红;蒋麟;赵治海;庞旭卿;

  为合理掌握富水区基坑降水后的沉降变形规律，将基坑降水后的地表沉降解析计算和后续变形趋势分析相结合，分别服务于基坑施工前设计和施工过程管理两个阶段，尽可能为基坑安全施工提供理论支撑。以基坑勘察成果为基础，根据土体有效应力原理开展基坑沉降解析计算。结合基坑施工过程中的沉降监测成果，通过变分模态分解、V/S分析实现基坑沉降变形趋势判断。分析结果表明：经基坑降水后的地表沉降解析计算，沉降计算值均不同程度地小于沉降实测值，并统计得到项目区的沉降计算值修正系数为1.06,且随沉降计算点距降水井距离的增大，地表沉降逐步减小，大致于15 m以外的沉降影响可忽略。同时，VMD的两次降噪处理能有效求得基坑沉降变形的最终趋势信息，再经V/S分析，得出沉降累计序列的Hurst指数均大于0.5,速率序列的Hurst指数均小于0.5,两者综合得出基坑沉降仍会增大，但增大速率趋于减弱，总体趋于稳定。

  2025年04期 v.46;No.220 83-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1289K]
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• 脱湿-吸湿路径下黏性土抗剪强度滞回特性研究

  董均贵;

  为探索脱湿-吸湿路径下黏性土抗剪强度滞回现象及其影响因素，测定0～2次脱湿-吸湿路径下土体抗剪强度、裂隙率、土-水特征曲线和核磁共振T_2曲线，分析裂隙发育、基质吸力变化、孔隙水分布与抗剪强度滞回现象的内在联系及敏感度。结果显示，吸湿-脱湿路径下，土体内摩擦角均随含水率的增大而线性减小，黏聚力均随含水率的增大而非线性衰减，二者之间可用反S形曲线拟合。相同含水率下，脱湿路径黏聚力、内摩擦角均高于吸湿路径，土体抗剪强度存在明显滞回现象。土体裂隙率随含水率的增大先增大后减小，且相同含水率下，吸湿路径裂隙率略高于脱湿路径。脱湿-吸湿路径下，土体裂隙率、孔隙水分布、基质吸力的滞回是导致土体抗剪强度滞回现象的重要因素，黏聚力对裂隙率变化的敏感度最高。基于敏感度的土体黏聚力滞回模型能较好地描述脱湿-吸湿路径下土体黏聚力滞回特征。

  2025年04期 v.46;No.220 90-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1811K]
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• 不同扩展方式对铜连续挤压成形均匀性的影响

  赵颖;段明坤;陈莉;闫志勇;王丽雪;

  采用数值模拟、挤压实验、金相分析和硬度测试，对比研究了一字形、U形与C形扩展方式对连续挤压金属流动和产品组织性能均匀性的影响规律。模拟结果表明：产品出口最大相对速度差与扩展腔内最大相对路程差呈正相关，一字形挤压为线性扩展，相对路程差(43.6%)最大，导致速度差、应变差和温度差最大；U形扩展为不等距周向扩展，较小的相对路程差(19.5%)导致速度差、应变差和温度差较低；C形挤压为近等距周向扩展，最小的相对路程差(5.1%)导致速度差和温度差最小。试验结果表明，一字形、U形与C形产品沿扩展方向晶粒尺寸差分别为37.2、5.7和1.2μm,硬度差分别为13.2、6.7和3.5HV,说明相对于一字形线性扩展，U形和C形周向扩展挤压更有利于提高产品组织和性能的均匀性。

  2025年04期 v.46;No.220 100-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 2370K]
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• 激光增材制造14Mn2CrNiMoTiV低合金高强度车钩钢组织和性能研究

  陆兴;洪远林;吕云卓;

  采用激光熔化沉积(LMD)技术制备强韧性匹配车钩，采用同轴送粉工艺制备了车钩用14Mn2CrNiMoTiV低合金高强钢，研究了沉积态和不同热处理工艺下钢的微观组织和力学性能。结果表明：沉积态钢的组织呈现不均匀性，热循环导致经历不同奥氏体化次数和不同程度回火的等轴晶与柱状晶贯穿其中，组织以等轴晶粒细小回火态马氏体和保持马氏体位相的回火马氏体为主。抗拉强度达到1 100 MPa,断后伸长率达到27%,低温(-40℃)冲击韧性为31.8 J/mm~2。沉积态钢经过880℃淬火+不同温度(200、300、400、500℃)回火工艺处理，淬火+不同温度回火明显影响钢组织和力学性能，其中钢经过淬火+200℃低温回火获得细小的低温回火马氏体组织，抗拉强度达到1 200 MPa,断后延伸率达到21.4%,低温冲击韧性(-40℃)达到67.6 J/mm~2,显著高于沉积态钢的强度和韧性。

  2025年04期 v.46;No.220 108-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 4685K]
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• 多级孔Fe-ZSM-5分子筛吸附和催化氧化甲苯性能研究

  柳志刚;兰铭鑫;王雪;孙家翰;孙红;

  采用水热晶化法制备多级孔Fe-ZSM-5分子筛，考察了碱处理和不同Fe含量的多级孔Fe-ZSM-5对催化剂吸附和催化氧化甲苯性能的影响，并通过N_2吸附-脱附、XRD、SEM、TEM、FT-IR等表征手段对催化剂物理化学性质进行表征。实验结果表明，当碱浓度为0.3 mol/L、Fe质量分数为0.24%时，多级孔Fe-ZSM-5分子筛催化剂对甲苯的吸附和催化氧化性能最佳，穿透时间为390 min,吸附平衡时间为500 min,其吸附容量达到0.602 mg/g。甲苯完全转化温度为160℃,而传统采用浸渍法合成的Fe/ZSM-5分子筛催化剂在340℃时才可将甲苯完全氧化。多级孔Fe-ZSM-5催化剂优异的吸附和催化性能归因于其微孔和介孔相结合的结构，为反应提供了更多的反应位点。

  2025年04期 v.46;No.220 116-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 1818K]
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交叉学科与交通前沿

• 骨水泥填充椎体力学分析与方案优化

  武力;姜筱轩;刘建林;陈宇璐;

  为解决椎体成形术术后邻近椎体发生骨折从而导致二次手术的问题，通过逆向工程建立不同注射方案的腰椎分析模型，使用有限元仿真对比骨水泥注射前、后注射椎体与相邻椎体终板的受力情况，对最佳的骨水泥注射位置及填充量进行讨论。结果表明，最佳的骨水泥注射方案为注射在椎体中心处，骨水泥填充量为椎体体积的20%,该方案能有效改善椎体受力情况，且对于相邻椎体的力学影响最小。

  2025年04期 v.46;No.220 123-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 1495K]
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• 基于改进Transformer的动车组牵引电机温度预测模型

  王运明;张琪;常振臣;逯骁;

  针对牵引电机温度预测的长时序特性导致现有模型存在预测精度低、速度慢的问题，提出一种基于改进Transformer的预测框架。该模型将位置编码的固定经验底数重构为可学习的权重矩阵，使模型具备动态适应不同长度输入序列的能力。在模型结构优化中实施三阶段改进，首先采用高斯误差线性单元替代原始ReLU激活函数以增强非线性表达能力；其次在编码器输出端叠加全连接层实现跨层注意力权重共享，深度提取输入序列的温度记忆特征；最后打破传统自回归解码范式，采用多层感知机实现预测序列的一步式输出，显著提升模型推理速度。某型动车组实测时序数据的试验表明：相较于RNN、GRU、LSTM、Deep AR及标准Transformer模型，改进Transformer模型具有更高的检测精度和速度，可更好地预测牵引电机的温度变化趋势。

  2025年04期 v.46;No.220 131-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 2207K]
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• 基于高增益观测器的终端滑模多质点列车跟踪控制

  刘杨;于剑;陈昊东;

  针对具有模型非线性和速度信号不可测的高速列车多质点运动模型，设计了基于高增益观测器的终端滑模多质点列车多入多出的输出反馈跟踪控制器。首先，针对由传感器故障引起的速度不可测问题，采用高增益观测器设计多质点列车模型状态观测器，观测高速列车的运行状态。其次，针对多质点列车的非线性模型，给出包含状态观测器的跟踪误差非奇异快速终端滑模面，设计基于状态观测的终端滑模多质点列车输出反馈跟踪控制器。最后，构造包含观测误差和跟踪误差的Lyapunov备选函数，当干扰上界已知时根据Lyapunov理论证明了系统的闭环稳定性，并由计算机仿真验证所设计状态观测器和跟踪控制器的有效性。

  2025年04期 v.46;No.220 139-146页 [查看摘要][在线阅读][下载 1697K]
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• 基于改进SN-RetinaNet的车辆目标检测方法

  陈鑫影;吕硕;胡明捷;

  针对复杂交通场景下密集车辆检测存在的目标遮挡、尺度变化大等难题，提出一种基于改进RetinaNet的车辆检测算法SN-RetinaNet。该方法首先在特征提取网络中引入可切换空洞卷积模块，通过动态调整感受野增强多尺度特征提取能力；其次结合神经架构搜索技术优化特征金字塔网络结构，提升算法对不同尺度目标的适应性；最后提出一种基于统计先验的锚框比例优化策略。在SODA10M数据集上的试验结果表明，此方法平均检测精度(mAP)达到48.7%,较基准方法提升3.7个百分点。研究结果为智能交通系统中的车辆检测任务提供了有效的解决方案。

  2025年04期 v.46;No.220 147-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 1409K]
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• 一种红外热成像的电路板元器件故障诊断方法

  宋旭东;刘超;宋亮;刘君和;

  为检测电路板元器件的内部故障，提出一种红外热成像的电路板元器件故障诊断方法。首先，提出用于故障诊断的LGC-Net网络模型，为提升网络对全局特征提取能力，在基础网络ResNet50中引入双层注意力模块与通道特征提取模块；其次，为进一步提升故障诊断准确率，采用优化残差结构和模型预训练加微调的方式进行诊断模型构建；最后，对采集的红外热成像进行图像增强，开展故障诊断模型试验。试验表明，LGC-Net网络模型其故障诊断准确率达到98.92%,比经典网络故障诊断最优准确率提升1.9个百分点，同时单张红外热成像的诊断时间为246 ms,比其他模型诊断最短耗时降低299 ms,表明提出方法能够有效识别电路板元器件的红外热成像故障，提高电路板元器件故障诊断的准确率。

  2025年04期 v.46;No.220 155-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 1559K]
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