山东交通学院学报

Journal of Shandong Jiaotong University

交通与物流工程

  • 基于传感器数据融合的地铁车站隔栏递物检测方法

    班魁国;高佼;阮久宏;沈本兰;

    为解决地铁车站隔栏递物异常行为检测中场景复杂度高、识别难度大和误检率高等问题,本文提出一种基于激光雷达和相机传感器数据融合的检测方法。采用体素差分算法处理激光雷达点云数据,划分检测区域体素单元并建立递物触发机制。采用目标锁定算法融合激光雷达与相机采集的数据,补充人体关键点的深度信息,锁定隔栏递物行为目标物。对时空图卷积网络(spatial-temporal graph convolutional network, STGCN)进行轻量化改造,降低模型复杂度,减少计算时间;引入时间趋势注意力(temporal trend attention, TTA)模型,增强隔栏递物行为姿态时空变化特征的提取能力,形成TTA-STGCN模型,计算隔栏递物行为发生的置信度。通过实验室模拟和地铁车站现场采集隔栏递物数据并制定检测效果评价指标,进行STGCN模型、STGCN-MIN模型、TTA-STGCN模型的训练、验证和测试,在训练阶段,TTA-STGCN模型的准确率比前二者均增大3.73%,整体损失比前二者均减小66.00%;在验证阶段,TTA-STGCN模型的准确率比前二者分别增大3.89%、0.68%,整体损失比前二者分别减小58.95%、58.48%;在测试阶段,TTA-STGCN模型的准确率比前两者均增大3.15%,整体损失比前二者分别减小42.85%、44.40%。进行现场试验,相比STGCN模型、STGCN-MIN模型,TTA-STGCN模型的准确率分别增大2.99%、3.49%;精确率分别增大2.28%、1.31%;召回率分别增大4.30%、6.45%;F1分数分别增大0.033 5、0.040 4,表明TTA-STGCN模型显著提高地铁车站特定场景下隔栏递物行为的检测精度。

    2025年03期 v.33;No.131 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 4696K]
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  • 考虑异质性的高速公路客车交通事故频次影响因素分析

    曹振;刘洪瑜;田准;

    为提高高速公路客车交通安全,降低交通事故率,采集我国华东地区3条高速公路部分路段的客车事故频次、交通量、道路特征、气象条件和节假日占比共2 320条样本数据,考虑事故异质性,建立泊松-对数正态(Poisson-lognormal, PLN)模型、随机参数泊松-对数正态(random parameters Poisson-lognormal, RP-PLN)模型和随机效应泊松-对数正态(random effects Poisson-lognormal, RE-PLN)模型,采用贝叶斯方法和马尔科夫链蒙特卡洛仿真估计模型参数的后验分布,由建模结果定量分析各因素对高速公路客车交通事故频次的影响程度。结果表明:RP-PLN模型的拟合效果优于PLN模型和RE-PLN模型;路段长度、交通量和节假日占比与高速公路客车交通事故频次正相关,温度、相对湿度和能见度与高速公路客车交通事故频次负相关。当其他因素不变时,路段长度、交通量分别增加1%时,高速公路客车交通事故频次分别增大0.90%、0.62%,节假日占比增加1个单位时,高速公路客车交通事故频次增大8.30%;温度、相对湿度和能见度分别增加1个单位时,高速公路客车交通事故频次分别减小5.72%、8.82%、6.55%。

    2025年03期 v.33;No.131 12-21+42页 [查看摘要][在线阅读][下载 2253K]
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  • 闽粤琼沿海地区旅游交通碳排放测度与驱动因素分析

    张静怡;曹德浩;刘华琼;

    为分析闽粤琼沿海地区旅游交通碳排放的动态特征与驱动机制,基于闽粤琼沿海地区2012—2022年的面板数据,采用自下而上法测算闽粤琼沿海地区公路、铁路、民航、水路4种交通方式的旅游交通碳排放量,并分析其动态演变趋势;将Kaya恒等式与对数平均迪氏指数(logarithmic mean Divisia index, LMDI)分解法相结合,分析旅游者规模、旅游产业贡献度、旅游消费水平、旅游交通运输强度、能源强度、能源结构等6个驱动因素的影响效应及对旅游交通碳排放变化量的贡献率。结果表明:闽粤琼沿海地区2012—2022年旅游交通碳排放量呈先增长后减少的趋势,民航是旅游交通的主要碳排放源,其排放量占旅游交通碳排放量的82.00%;游客人均碳排放量逐年减小,年均增长率为-13.80%,碳排放的增长速度低于游客的增长速度;促进旅游交通碳排放增长的主要影响因素有旅游者规模、旅游产业贡献度、能源强度及能源结构,累积贡献率分别为91.88%、252.63%、356.79%、27.75%,抑制旅游交通碳排放增长的主要影响因素有旅游消费水平、旅游交通运输强度,累积贡献率分别为-87.01%、-542.04%。

    2025年03期 v.33;No.131 22-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 180K]
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交通土建工程

  • 地基承载力不足时桥梁施工支架变形规律分析

    马文龙;吴国华;董舒静;展玉华;赵瑜隆;

    为预测支架稳定状况,实现有效预警,采用有限元软件MIDAS CIVIL对桥梁承插形盘扣支架进行建模,模拟单点沉降与区域性沉降工况下支架结构的响应特征。采用现场桥梁原位试验法,将模拟数据与实际测量的支架变形数据进行对比分析,论证采用角度变化阈值进行预压和浇筑过程监控的可行性,并获得支架关键位置的变形规律。结果表明:陀螺仪实际测量的支架变形接近模拟数据,施工过程监控角度变化阈值可行。地基承载力不足导致3种不同的沉降工况:一是单点地基承载力不足时,对支架结构中间部分底部平面的四顶角支撑杆实施节点强制位移,4个测点角度变化明显但未超预警阈值,沉降发生在支座底部受支座反力最大的位置;二是部分区域地基承载力不足时,对支架结构的中间部分、左侧部分和右侧部分实施节点强制位移,对关键监测断面产生显著影响,局部结构位移变化明显,角度变化均在允许阈值内,浇筑工况下部分区域地基承载力不足时的位移折减率和角度递减率变化较小;三是各测点所在杆件底部地基承载力不足时,对监测断面底部节点同步施加节点位移,主要沉降发生在测点底部和周边底部区域,角度阈值随荷载增大而增大,验证了基于角度阈值的沉降识别与预警方法的有效性。

    2025年03期 v.33;No.131 32-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 4169K]
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  • 基于主梁损伤的预应力混凝土斜拉桥力学性能退化机理

    刘继文;杨广军;姜作仟;杨世龙;宋涛;

    为研究车辆及外界因素作用下预应力混凝土斜拉桥主梁力学性能的退化机理,将斜拉索等效为弹性支承,以等效三跨连续梁为基本结构,推导主梁损伤后拉索索力、主梁弯矩及挠度退化规律的解析表达式。研究结果表明:主梁损伤后靠近主梁损伤处的拉索索力增大;主梁损伤后主梁弯矩及挠度变化主要发生在受损跨。算例验证本文给出的主梁损伤后的预应力混凝土斜拉桥力学性能退化理论计算结果的有效性,可用于主梁损伤后斜拉桥主梁力学性能评估。

    2025年03期 v.33;No.131 43-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 533K]
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  • 加劲肋形式对钢箱梁桥面板受力性能的影响

    陈红;

    为分析钢箱梁不同加劲肋形式的桥面板受力情况,采用软件ANSYS对上部结构跨径为(32+40+32)m的单箱双室连续钢箱梁建立整体模型及空间全板壳局部模型,获取主梁体系和桥面体系效应,对比分析常用的开口截面(倒T型)加劲肋和闭口截面(U型)加劲肋桥面板结构效应。结果表明:1)由整体模型得到钢箱梁主梁体系受力情况,基本组合作用和疲劳荷载作用下,倒T型加劲肋和U型加劲肋模型的桥面板位移和所受应力相差不大。2)在车辆局部荷载作用下,倒T型加劲肋桥面板纵、横向应力是U型加劲肋桥面板的2倍多;倒T型加劲肋的最大纵向应力比U型加劲肋大,竖向剪应力比U型加劲肋小,比桥面板小;U型加劲肋钢箱梁横隔板横向及竖向应力比倒T型加劲肋显著增大,最大约3.5倍,设计中应通过调整纵向、横向加劲肋刚度使各构件受力均衡;倒T型加劲肋和U型加劲肋模型的桥面板局部变形趋势相同,倒T型加劲肋模型下桥面板局部变形较U型加劲肋模型大,前者位移约为后者的1.2倍。

    2025年03期 v.33;No.131 53-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 11441K]
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  • 非饱和路基一维瞬态响应精确解

    杨相如;卜力平;陈雪梅;赵云;

    为反应路基非饱和三相介质的实际状态,将路基视为固相与液相不可压缩、气相可压缩的非饱和多孔介质,基于非饱和多孔介质表述方法,考虑惯性、黏滞和机械耦合作用,建立无量纲化的非饱和路基一维波动方程,以一类非齐次边界为例,通过边界齐次化和特征函数法将问题转化为二阶常微分方程初值问题,并用状态空间法求解,获得单层非饱和路基一维瞬态响应的精确解,通过算例验证结果的正确性。分析单层非饱和路基在阶跃荷载和正弦荷载下一维瞬态响应的特点,结果表明,与可压缩的饱和土和非饱和土不同,不可压缩非饱和路基中只存在1种压缩波,液相饱和度增大,压缩波波速和振动幅值减小。结论可为复杂环境荷载作用下非饱和路基的优化设计和灾害防控提供参考。

    2025年03期 v.33;No.131 61-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1140K]
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  • 基于流变性能的再生剂用量确定方法

    丁彬;徐金玉;袁梦;韩超;岳学军;

    为提高就地热再生沥青混合料的综合路用性能,基于车辙因子、蠕变劲度、蠕变速率和临界温差等流变性能参数,研究再生剂用量对再生沥青性能的影响,提出根据不同再生剂与回收沥青的质量比下再生沥青连续高温等级和连续低温等级的关系,综合平衡再生沥青高温、低温性能确定再生剂与回收沥青的质量比;根据确定的再生剂与回收沥青的质量比制备沥青混合料,与基于针入度方法确定的再生剂与回收沥青的质量比下沥青混合料的高温、低温性能对比。结果表明:随再生剂与回收沥青的质量比增大,动态剪切流变试验测得的再生沥青车辙因子逐渐减小,弯曲梁流变试验测得的蠕变劲度减小,蠕变速率增大,柔韧性增强。基于连续高温等级和连续低温等级确定再生剂与回收沥青的质量比,以此得到的再生沥青混合料高温性能略降,但浸水马歇尔残留稳定度增大9.4%,冻融劈裂强度比增大7.9%,小梁弯曲破坏应变增大5.5%,能更有效地平衡再生沥青混合料高温和低温性能。

    2025年03期 v.33;No.131 68-73+101页 [查看摘要][在线阅读][下载 556K]
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  • 高模量沥青混合料在长寿命沥青路面的路用性能

    李兵;

    为研究高模量沥青混合料在长寿命沥青路面中的路用性能,将高沸点石油融入基质沥青中制备高模量沥青黏结剂(high modulus asphalt binder, HMAB),进行针入度、软化点、脆点和动态模量试验,对掺加HMAB制备的高模量沥青混合料(high modulus asphalt mixture, HMAM)进行动态模量、湿度敏感性、车辙试验和疲劳试验。结果表明:与普通沥青黏结剂相比,HMAB的刚度显著增大,但低温性能降低;在高温条件下,HMAM的动态模量比普通沥青混合料大,抗水破坏性能比普通沥青混合料增大约10%,抗永久变形能力显著优于普通沥青混合料,抗疲劳开裂能力优于普通沥青混合料。

    2025年03期 v.33;No.131 74-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1173K]
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工程机械

  • 爬壁机器人永磁轮优化设计

    闫海涛;徐凤辉;张云;

    为解决爬壁机器人永磁轮体积较大、质量较大、吸附力较小等问题,以减小永磁轮质量并增大吸附力为设计目标,结合轻量化设计方法,对永磁轮两侧的导磁盘进行结构优化设计。采用电磁场仿真软件ANSYS Maxwell对永磁轮进行建模仿真分析,获取磁力线分布情况,通过减少磁力线稀疏区域或对永磁轮吸附铁磁壁面无直接作用区域的导磁材料,增加磁力线密集区域的导磁材料,增大永磁轮的吸附力。通过调整导磁盘的主要结构参数,仿真分析永磁轮与铁磁壁面间吸附力的变化规律,得到吸附力最大时导磁盘的结构参数,对优化后导磁盘的吸附力进行仿真和实物测试验证。结果表明:优化后导磁盘质量为232.54 g,比优化前减小16.24%;优化后永磁轮与铁磁壁面间吸附力仿真结果为487.65 N,比优化前增大20.74%;50次永磁轮拉力测试结果均大于吸附力仿真结果,测试平均拉力为493.83 N,表明优化结构后永磁轮质量和吸附力指标达到设计目标。

    2025年03期 v.33;No.131 79-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 2457K]
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  • 基于LSTM-MPC的四旋翼无人机不平衡负载姿态控制

    方应才;张东升;

    为解决四旋翼无人机姿态控制中不平衡负载及控制系统非线性问题,采用长短期记忆(long short-term memory, LSTM)神经网络与模型预测控制(model predictive control, MPC)优势互补方法,提出LSTM-MPC策略。通过LSTM神经网络预测姿态变化,增强无人机姿态控制系统对误差的预判能力;将MPC作为前馈控制,动态优化控制输入,二者结合显著提高系统控制精度。采用MATLAB对四旋翼无人机不平衡负载姿态控制进行仿真试验,仿真结果表明:采用LSTM-MPC策略对四旋翼无人机滚转角、俯仰角和偏航角期望值跟踪效果的均方根误差比采用MPC策略分别减小13.33%、12.31%和11.11%,比采用模糊比例-积分-微分(proportional-integral-derivative, PID)策略分别减小14.05%、25.33%、23.81%。采用某品牌F450四旋翼无人机平台搭载0.6 kg负载开展不平衡负载姿态控制飞行测试,测试结果表明:采用LSTM-MPC策略的四旋翼无人机滚转角、俯仰角和偏航角实际输出结果与期望值的平均误差分别为3.91%、5.31%和1.10%,表明LSTM-MPC策略能有效提高四旋翼无人机不平衡负载姿态控制的飞行稳定性。

    2025年03期 v.33;No.131 86-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 3402K]
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车辆工程

  • 微型电动车再生制动模拟试验系统建模与仿真

    周壮;周长峰;王利民;徐泽;

    为准确模拟微型电动车再生制动工况,采用软件MATLAB/Simulink搭建微型电动车再生制动试验系统模型,进行再生制动仿真分析,计算驱动电机在强制动和弱制动模式下微型电动车的再生制动效率。仿真结果表明:该微型电动车加速踏板开度为95%时,驱动电机在强、弱制动模式下的再生制动效率分别为60.3%和14.6%,期望强、弱再生制动效率分别为60.0%、15.0%,二者基本吻合;制动减速度越大、再生制动时间越长,再生制动能量越大,驱动电机强制动模式可增大制动再生能量,延长微型电动汽车的续驶里程。

    2025年03期 v.33;No.131 94-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 3314K]
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  • 《山东交通学院学报》稿约

    <正>《山东交通学院学报》创刊于1993年,是由科技部和国家新闻出版总署批准,山东省教育厅主管、山东交通学院主办的国内外公开发行的学术性期刊。国际标准连续出版物号:ISSN 1672-0032,国内统一连续出版物号:CN 37-1398/U。本刊以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,坚持“百花齐放、百家争鸣”和理论与实践相结合的方针,反映交通行业的科研成果,以质量求生存、求发展,为社会主义精神文明和物质文明服务,为促进学校教学和科研服务。

    2025年03期 v.33;No.131 102页 [查看摘要][在线阅读][下载 86K]
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