2025年 02期
基于PreScan的AEB系统控制策略
吕晓娇;李方媛;徐月云;赵长利;郑刘源;为提高雨、雾等恶劣天气下汽车自动紧急制动(automatic emergency braking, AEB)系统的适用性，提出一种基于有限状态机的分级预警与分级制动控制策略。综合考虑驾驶员特性和车辆运行状态，优化碰撞时间(time to collision, TTC)预警阈值与制动临界安全距离，通过控制制动减速度变化率，提高制动过程中的驾乘舒适性。在中国新车评价规程(China New Car Assessment Program, C-NCAP)2021版提出的前车静止(car-to-car rear stationary, CCRs)、前车匀速(car-to-car rear moving, CCRm)和车辆碰撞纵向行驶自行车(car-to-bicyclist longitudinal adult, CBLA-50)典型工况下，构建雾天测试场景，通过软件PreScan和MATLAB/Simulink联合仿真AEB分级控制策略，并与固定TTC阈值控制策略进行对比，验证AEB分级控制策略的可行性。仿真结果表明：天气状况为雾天时，固定TTC阈值控制策略在CCRs、CCRm、CBLA-50工况下避撞成功率分别为28.6%、66.7%、60.0%,车速较高时，无法实现避撞；分级控制策略在CCRs、CCRm、CBLA-50工况下的避撞成功率分别为100.0%、100.0%、93.3%,有效避撞的同时保证制动时的驾乘舒适性。
基于改进YOLOv5s算法的轨道扣件缺陷检测
张兴盛;阮久宏;沈本兰;李金城;华超;针对轨道扣件缺陷复杂程度较高、严重影响列车行车安全、人工巡检效率较低等问题，提出一种基于计算机视觉的轨道扣件缺陷检测算法。考虑轨道扣件缺陷的特征以及检测时所处复杂作业环境，采用ConvNeXt V2模块代替YOLOv5s算法主干网络前端C3模块，采用Efficient Rep网络改进YOLOv5s算法主干网络末端，引入具有动态非聚焦机制的损失函数WIoU加快YOLOv5s算法模型计算收敛速度，形成改进YOLOv5s算法(CR-YOLOv5s算法),检测轨道扣件缺陷状态，开展消融试验，并与快速区域卷积神经网络(faster region-based convolutional neural networks, Faster R-CNN)算法、单阶多层检测(single shot multibox detector, SSD)算法、YOLOv3算法、YOLOv4算法检测进行对比试验。试验结果表明：CR-YOLOv5s算法的召回率为89.3%,平均检测精度均值为95.8%,平均检测时间为10.1 ms, 3项指标均优于其他4种算法；与YOLOv5s算法相比，CR-YOLOv5s算法的召回率均值提高5.7%,平均检测精度均值提高4.0%,平均检测时间延长1.0 ms。综合考虑轨道扣件状态检测任务要求、召回率、平均检测精度均值、平均检测时间等因素，采用CR-YOLOv5s算法检测轨道扣件缺陷状态更具优势。
基于车辆轨迹数据的城市道路驾驶行为分析
康佳宜;咸化彩;曾辉莉;为提高城市道路交通安全，以车辆轨迹数据为基础，以济南市经十路某路段为研究对象，将道路划分为120个有效路段，研究道路坡度、交叉口、车道、公交车站、人行横道、辅道、交通吸引点等交通条件对车辆加速占比和减速占比的影响，选取主要影响因素建立驾驶行为与交通条件的多元Logistic回归分析模型，并选取长5 km的城市主干路为案例验证模型的适用性。结果表明：平坦路段、有交叉口路段更易产生加速和减速行为；有人行横道路段的车辆加速占比较无人行横道路段大，减速占比较无人行横道路段小；加速占比拟合回归模型和减速占比拟合回归模型预测结果准确率分别为73.91%、78.26%,模型适用性良好。
基于EWM-FCE模型的高速公路行车风险分析
郭懿天;张萌萌;潘景宜;为准确评估高速公路行车风险，综合考虑微观驾驶行为和宏观交通环境，选取速度离散度、加速度变化率、碰撞时间占比、空间占有率及中大型车占比为行车风险的评价指标，提出基于熵权法(entropy weighting method, EWM)与模糊综合评价(fuzzy comprehensive evaluation, FCE)的EWM-FCE高速公路行车风险评价模型。通过问卷调查数据标定EWM-FCE模型的组合隶属度函数，以山东省某高速公路路段为例，评价此路段的行车风险，并将其评价结果与传统三角形隶属度函数及梯形隶属度函数进行对比，验证EWM-FCE模型的准确性。结果表明：该高速公路路段的行车风险等级为超低风险；采用组合隶属度函数的EWM-FCE模型相较于采用三角形隶属度函数及梯形隶属度函数时，评价结果准确率分别提高7.5%和7.6%。
基于YOLO-NPDL的复杂交通场景检测方法
张浩晨;张竹林;史瑞岩;曹士杰;王文翰;雷镇诺;为提高复杂交通场景下车辆目标检测模型的检测精度，以YOLOv8n(you only look once version 8 nano)为基准模型，设计具有复合主干的Neck-ARW(包括辅助检测分支、RepBlock模块、加权跳跃特征连接)颈部结构，减少信息瓶颈造成沿网络深度方向的信息丢失；引入RepBlock结构重参数化模块，在训练过程中采用多分支结构提高模型特征提取性能；添加P2检测层捕捉更多小目标细节特征，丰富网络内小目标的特征信息流；采用Dynamic Head自注意力机制检测头，将尺度感知、空间感知和任务感知自注意力机制融合到统一框架中，提高检测性能；采用基于层自适应幅度的剪枝(layer-adaptive magnitude based pruning, LAMP)算法，移除模型的冗余参数，构建YOLO-NPDL(Neck-ARW,P2,Dynamic Head, LAMP)车辆目标检测模型。以UA-DETRAC(university at Albany detection and tracking)数据集为试验数据集，分别进行RepBlock模块嵌入位置试验、不同颈部结构对比试验、剪枝试验、消融试验、模型性能对比试验，验证YOLO-NPDL模型的平均精度均值。试验结果表明：RepBlock模块同时嵌入辅助检测分支和颈部主干结构时对多尺度目标的特征提取能力更优，在训练过程中可保留更多的细节信息，但参数量和计算量均增大；采用Neck-ARW颈部结构后模型的平均精度均值EmAP50、EmAP50-95分别提高1.1%、1.7%,参数量减小约17.9%,结构较优；剪枝率为1.3时，模型参数量、计算量分别减小约38.0%、24.0%,冗余通道占比较少，结构较紧凑；与YOLOv8n模型相比，YOLO-NPDL模型在参数量基本相同的基础上，召回率增大2.7%,EmAP50增大2.7%,达到94.7%,EmAP50-95增大6.4%,达到79.7%;与目前广泛使用的YOLO系列模型相比，YOLO-NPDL模型在较少参数量的基础上，检测精度较高。YOLO-NPDL模型在检测远端目标、雨天及夜景等实际复杂交通情景中无明显误检、漏检情况，可检测到更多的远端小目标车辆，检测效果更优。
世界一流海洋港口指标体系构建及评价
张丛;常琳;杨斌;张永波;王言哲;李振;马哲;孙肃徽;王继业;为推动我国港口高质量发展，建设世界一流海洋港口，培育发展海洋新质生产力和助推港口转型升级，调研分析港口各类评价指标体系，基于世界一流海洋港口内涵，以基础支撑、全球枢纽等6个一级指标和集装箱码头长度、最大吃水深度等26个二级指标，构建世界一流海洋港口的评价指标体系。选取全球20个具有代表性的海洋港口，采用层次分析-优劣解距离法(analytic hierarchy process-technique for order preference by similarity to ideal solution, AHP-TOPSIS)进行实证分析及研究评价。评价结果表明：我国港口在基础支撑、全球枢纽、数智高效、绿色可持续4个一级指标表现优异，在4个一级指标评价中，我国8个代表性港口中均有6个进入排名前10位；国外代表性港口在航运服务、开放包容2个一级指标表现突出，在2个一级指标评价中，国外12个代表性港口中分别有8个、9个进入航运服务、开放包容2个一级指标评价排名前10位。我国在推进世界一流海洋港口建设中应大力发展航运服务产业，积极营造开放包容环境，持续以海洋新质生产力赋能港口转型升级。
基于有限元和角位移场的深挖路堑稳定性分析
董舒静;赵瑜隆;展玉华;吴国华;马文龙;为保证公路深挖路堑的稳定性，测试风化岩石土的无侧限抗压强度、堆积密度、毛体积密度、颗粒级配与压碎值，采用有限元软件ABAQUS模拟边坡稳定性，分析深挖路堑的变形影响因素，采用切片法布设角位移传感器监测路堑变形，根据监测数据建立角位移场。结果表明：边坡失稳破坏可分为初始变形阶段、匀速变形阶段、临滑阶段3个阶段；第二横断面坡脚出现塑性应变区，随时间增加出现裂缝，坡脚抗滑能力下降，中下部岩石土向下运动，坡脚塑性区域缓慢向上扩展，运动一段时间后，边坡上部出现塑性区，下部塑性区迅速蔓延，直至贯通坡顶发生失稳破化；第三横断面坡顶易开裂，其余传感器监测角速度变化趋势及变化原因与第二横断面基本一致；角位移场深红色区域角位移最大，变形最显著，应在此位置放置传感器，以便及早预警。
温度对设置缓冲层水泥混凝土路面层间结合系数的影响
王兵;孙丰哲;董肇明;胡洪溪;樊丽然;胡朋;为研究设缓冲层的水泥混凝土路面各层间的结合状态，以AC-13沥青混合料为缓冲层，强度等级C30的混凝土为路面面层，水泥稳定碎石为基层制作试件，通过改造土工直剪仪剪切盒，在竖向荷载分别为0.327、0.627、0.927、1.227 kN,在温度分别为15、30、60℃下进行层间剪切试验。试验结果表明：相同温度下，水泥稳定碎石与缓冲层界面、水泥混凝土与缓冲层的层间抗剪强度均随竖向荷载的增大而增大；相同竖向荷下，2个界面的层间抗剪强度均随温度升高而减小，摩阻因数、黏聚力和层间结合系数随温度升高而减小。各参数变化规律一致，可用层间结合系数综合表征层间结合状态。
小型加筋土试件电阻率响应特征
赵亚文;刘勇;刘长青;为研究加筋土试件电阻率随加载时间、荷载及筋带应变变化的耦合关系，采用万能压力机和模具配合压制加筋土试件，在设计位置埋设CPE3020型钢塑复合拉筋带，采用万用表测量加筋土试件电阻率变化，研究其电阻率响应特性。试验结果表明：加筋土试件电阻率随加载时间、荷载和筋带应变的增大而减小；相同压实度下，含水率越高，加筋土试件电阻率越小；相同含水率下，压实度越大，加筋土试件电阻率越小；压实度越小，加筋土试件电阻率突变越早，试件承载能力越弱；压实度越大，加筋土试件电阻率突变越晚，试件承载能力越强；加筋土试件破坏时，电阻率突变对预测加筋土试件破坏程度问题有较好的响应特征。
土工格栅加筋泡沫轻质土抗折性能试验研究
李银河;刘勇;张宏博;为研究土工格栅加筋泡沫轻质土的抗折性能，将水、水泥、发泡剂按一定质量比配备，满足流值为160～200 mm,采用4种不同的土工格栅加筋层数(0、1、2、3)和3种湿密度(600、700、800 kg/m3),将边长95 mm的正方形和宽95 mm、长395 mm的矩形土工格栅放入试模指定位置，养护28 d后脱模，制备土工格栅加筋泡沫轻质土试件，对其进行无侧限抗压强度试验和四点弯曲试验，从位移-荷载曲线、破坏形态、位移-荷载特征、无侧限抗压强度和抗折强度等方面分析湿密度和加筋层数对泡沫轻质土抗折性能的影响。试验结果发现：施载后土工格栅加筋泡沫轻质土由脆性破坏变为弹塑性破坏，根据黏结应力机制将荷载传递到试件内部，显著提高泡沫轻质土的抗折性能；在加载过程中，前期主要由泡沫轻质土承担荷载，后期主要由土工格栅承担荷载；加入土工格栅明显提高泡沫轻质土的无侧限抗压强度和抗折强度，最大无侧限抗压强度为3.16 MPa,抗折强度最大可提高168%;建立基于湿密度和加筋层数的无侧限抗压强度拟合方程，发现无侧限抗压强度与抗折强度之比与湿密度间相关性较好。