交通运输工程学报

2025年第25卷第6期封面与目录

2025-12-28

交通运输工程学报. 2025 25(6): -.

针对环境振动关注频段的地铁整体道床进出站轮轨相互作用力计算方法

孙微, 刘全民, 刘林芽 — 2025-12-28

孙微, 刘全民, 刘林芽为准确预测和控制地铁进出站过程引发的环境振动问题，发展了一套适用于地铁进出站加减速过程的高效轮轨相互作用力计算方法。基于移动时域格林函数法，构建了地铁列车匀速运行工况下的轮轨相互作用力计算模型，并将计算结果与频域轮轨力计算法的结果进行了对比验证；进一步考虑轨道参数激励的影响，构建了参数激励的等效粗糙度样本，通过移动粗糙度和格林函数的求解方法，得到了变速运行条件下的轮轨力时程，并对其频谱特性进行分析。研究结果表明：在3~600 Hz，2种方法所得轮轨力频谱基本吻合，动态轮轨力波动范围约为50~90 kN，与轴荷载相比波动幅度达20 kN；参数激励在过枕频率(27.8、55.6 Hz等)处产生显著峰值，等效粗糙度曲线呈跨中余弦分布；所提出的方法能够快速、高效地求解环境振动主要关注频段内地铁进出站全过程的非稳态轮轨中高频相互作用力；在计算性能上，有效规避了构建过长轨道模型以及求解大规模自由度矩阵轮轨力的传统难题；在模型精度方面，考虑了轨道引入的参数激励特性以及轮轨非线性接触，使模型更贴合实际工程情况。本方法为准确预测地铁进出站引起的环境振动提供了可靠的输入，对合建类项目的减振设计与环境评估提供了参考。交通运输工程学报. 2025 25(6): 1-11.

基于SSA-CNN的无砟轨道结构参数识别

刘全民, 付维旺, 宋立忠, 高亏, 宋子威 — 2025-12-28

刘全民, 付维旺, 宋立忠, 高亏, 宋子威为获取无砟轨道在服役过程中的原位结构参数，结合无砟轨道有限元模型与数据驱动的麻雀搜索算法(SSA)-卷积神经网络(CNN)提出了轨道结构参数识别方法；建立了无砟轨道有限元模型，在给定参数空间内计算不同参数下的频响函数，形成数据集，并将70%的数据作为训练集，剩下的数据作为测试集；训练集频响函数作为输入，轨道结构参数作为输出，训练SSA-CNN参数识别模型，并通过测试集进行了验证；开展无砟轨道锤击试验，将实测频响函数输入参数识别模型，识别扣件刚度、阻尼和CA砂浆弹性模量，并将识别出的参数值代入轨道有限元模型，计算相同激励下的振动响应，计算结果与测试结果吻合良好。分析结果表明：通过含10%高斯噪声的数据集训练提出的参数识别模型，扣件刚度、阻尼和CA砂浆弹性模量识别结果的平均绝对百分误差分别为7.90%、1.00%、3.03%，验证了参数识别模型的可靠性；得到的参数识别方法可以利用锤击试验数据来准确识别轨道结构参数；在识别扣件参数或扣件损伤时应选用钢轨的振动响应，而识别CA砂浆层弹性模量或脱空时则应选择轨道板的振动数据；提出的无砟轨道结构参数识别方法可为无砟轨道层间连接构件的服役状态的检测和评估提供有效的分析工具。交通运输工程学报. 2025 25(6): 12-22.

电加热道岔融雪系统传热方式优化

贺清, 李宗霖, 王晓光, 李飞 — 2025-12-28

贺清, 李宗霖, 王晓光, 李飞为解决道岔电加热元件能耗高、热效率低、融雪不彻底的问题，以60 kg·m^-1钢轨18号道岔为研究对象，基于有限元和固体流体传热物理场分析方法，构建了“道岔-加热元件-积雪-空气”的物理模型。模型表面定义为开放边界，底部定义为热绝缘，在相同初始条件下，对比了轨腰、轨坡、轨腰加轨坡3种加热方式的仿真效果，提出了在滑床台侧面加装导热板的优化方法，并在不同温度和不同风速风向情况下进行了仿真分析。分析结果表明：在控制总功率的前提下，轨坡加热方式较另外2种加热方式的滑床台温度上升更明显；安装导热板后，由于导热板热响应速度更高，使加热元件产生的热量向滑床台传递；在-5 ℃和-15 ℃的环境温度以及无积雪的情况下，有导热板相较于无导热板的一般情况，加热元件升温到相应温度的时间缩短了40%，增加20 mm的积雪后，较一般情况也缩短了20%以上；基本轨近端积雪融化速度低于一般情况，之后速度升高，对远端积雪的融化更快且更为彻底；不同风向作用于道岔部分的不同位置，产生不同的升温抑制效果，风速越高，使得温度上升越缓慢，越快到达吸收热量与散失热量基本一致的平衡状态；建立的道岔尖轨部分导热板传热模型可为不同地区现场优化功率，加热元件功率选择和精准控制加热时间提供理论依据。交通运输工程学报. 2025 25(6): 23-35.

基于响应面法的多孔混凝土材料优化与跨尺度增强机制

曲广雷, 刘振爽, 刘杲朋, 郑木莲, 唐得 — 2025-12-28

曲广雷, 刘振爽, 刘杲朋, 郑木莲, 唐得为提升多孔混凝土(PC)的力学性能和耐久性，系统研究了玄武岩纤维(BF)、纳米SiO₂(NS)和纳米CaCO₃(NC)对PC的增强作用。通过单因素试验确定3种增强材料的掺量范围，并基于响应面法(RSM)，以3种增强材料的掺量作为变量因素，以PC透水系数、抗压强度和抗折强度为响应指标，设计试验并建立回归模型；通过统计分析和模型优化，研究3种增强材料的交互效应，结合渴求函数确定了最佳掺量比例；进一步通过宏观性能与微观结构对比分析，揭示了其跨尺度协同增强机制。研究结果表明：单掺BF、NS和NC均能在一定范围内提升PC的抗压强度和透水系数；3种材料的增强作用并非简单的线性叠加，而是表现出显著的交互效应，RSM优化出BF的最佳体积分数为0.34%，NS和NC的最佳质量分数分别为0.38%和0.47%；相比增强前，优化后的PC透水系数、抗压强度和抗折强度分别提升了72.9%、63.6%和96.6%，且具有良好的抗冻融性能；BF主要通过介观尺度上的“桥联”效应提升PC的韧性，而NS和NC则通过微观尺度上的火山灰效应、成核效应和填充效应，促进水化产物的生成，改善基体和界面过渡区的致密性，从而增强PC的力学性能和耐久性；基于RSM进行纤维-活性纳米材料优化设计，可显著提升PC综合性能，为PC的性能优化和工程应用提供理论依据和试验基础。交通运输工程学报. 2025 25(6): 36-50.

超高性能混凝土的脆性系数和抗压强度设计值

杨简, 罗俊伟, 陈宝春, 罗霞, 孙同庆, 王文荣 — 2025-12-28

杨简, 罗俊伟, 陈宝春, 罗霞, 孙同庆, 王文荣为探讨超高性能混凝土(UHPC)的脆性系数和抗压强度设计值，开展了2组试验研究(Ⅰ组和Ⅱ组)。Ⅰ组试验针对11种工程常用强度等级的UHPC进行缺口梁抗折试验，测试其断裂韧性，并以其作为脆性系数的对立指标间接推导各强度等级UHPC的脆性系数，Ⅱ组试验通过15批次UHPC棱柱体与立方体试件的抗压测试，研究抗压强度测试的形状效应，整合试验数据与国内外相关文献数据构建数据库，进行数值分析以确定UHPC标准棱柱体与标准立方体试件的抗压强度比值。试验结果表明：在相同抗压强度等级下，随着抗拉性能等级的提升，UHPC的韧性显著增强；随着试件尺寸增大，棱柱体与立方体之间的强度比值即形状效应逐渐加剧，但增长趋势趋于平缓；基于试验数据并综合参考现行相关标准中关于脆性系数的取值方法，提出了适用于各等级UHPC的脆性系数推荐值；数值分析得出UHPC标准棱柱体与标准立方体试件的抗压强度比值为0.89；参照普通混凝土抗压强度设值的确定方法，结合所确定的脆性数与形状效应系数，提出了11个用UHPC强度等级的抗压强度设计值推荐取值，为UHPC结构设计规范的完善提供了试验依据和系数支持。交通运输工程学报. 2025 25(6): 51-60.

考虑电力设施失效的区域路网桥梁震后修复决策方法

温佳年, 危丽燕, 张望欣, 韩强 — 2025-12-28

温佳年, 危丽燕, 张望欣, 韩强为降低地震灾害对区域交通系统运行的负面影响，增强公路交通基础设施的震后恢复能力，研究了资源受限条件下区域路网桥梁群的震后修复决策问题；基于路段通行成本函数与交叉口控制延误模型，构建了能够量化交通功能随设施损伤和修复动态变化的区域路网交通性能分析方法；引入2类依存机制，建立了考虑电力设施失效的区域路网桥梁韧性评估模型；以桥梁和电力设施联合修复次序为优化变量，设计了基于韧性最优准则的双层修复决策模型，其中上层为整数规划模型，用于求解桥梁和电力设施的最优修复调度，下层为用户均衡流量分配模型，旨在动态评估桥梁和电力设施服务状态变化对交通用户出行效率的影响；以Centerville社区的交通-电力耦合网络为算例，对模型的有效性和应用价值进行了分析验证。分析结果表明：修复决策方法能够有效解决考虑电力设施失效与多重资源约束的区域路网桥梁修复优化问题，准确再现震后交通功能动态演化过程；相比传统基准策略，近似最优修复策略在网络恢复效率与抗震韧性方面均显著提升；相互依存关系对修复次序优化具有显著影响，忽略功能和修复依存关系将导致区域交通功能与抗震韧性被高估。研究成果可为区域交通基础设施的灾后恢复决策与抗震韧性提升提供科学参考。交通运输工程学报. 2025 25(6): 61-74.

桥梁裂缝病害检测的轻量化YOLOv8-ALTE算法

杨炜, 方虹苏, 唐湘松, 高维勇, 周勇军 — 2025-12-28

杨炜, 方虹苏, 唐湘松, 高维勇, 周勇军针对复杂条件下桥梁裂缝检测方法效率低下、检测精度较低及漏检率较高等问题，提出一种基于改进YOLOv8的轻量化算法YOLOv8-ALTE。以YOLOv8-N模型为基础，将其C2f模块融合一种具备感知多尺度特征信息的轻量化卷积模块ALConv，以丰富所提取特征图中的裂缝信息；在网络特征提取模块浅层网络中嵌入三元注意力，以提高模型对桥梁裂缝病害的定位及识别准确度；通过参数共享设计了轻量化解耦头代替原解耦头，可有效降低模型计算复杂度；引入多参数距离交并比损失代替原回归损失，使模型可具备更高边界框回归效率及精度；通过人工标注方式构建了多种复杂背景条件下的桥梁裂缝检测图像数据集，采取多种数据增强方式对其进行整理及扩充，利用精确率、召回率、平均精度AP50与AP50-95及浮点运算次数FLOPs作为定量评价指标，通过对比、模块融合、注意力结合及消融试验对模型进行综合评估。试验结果表明：YOLOv8-ALTE精确率、召回率、平均精度AP50与AP50-95及FLOPs分别为93.9%、83.5%、89.0%、73.8%及8.0，在综合性能上均优于原YOLOv8-N及各对比模型，论证了所提出算法YOLOv8-ALTE的优越性，可在运算效率提升的同时对桥梁裂缝进行高效精确识别。交通运输工程学报. 2025 25(6): 75-89.

收缩徐变作用下的大跨度斜拉桥上无砟轨道受力特性

闫斌, 潘雨亭, 娄徐瑞利, 曾志平 — 2025-12-28

闫斌, 潘雨亭, 娄徐瑞利, 曾志平建立了考虑钢轨、扣件、轨道板、底座板、滑动层、砂浆层、桥梁、摩擦板和端刺等部件的(117.9+240.0+117.9) m高速铁路预应力混凝土矮塔斜拉桥-无砟轨道系统仿真模型；以铁路桥涵规范TB 10002—2017、公路规范JTG 3362—2018和欧洲规范Eurocode 2为例，首次探讨了无砟轨道收缩徐变效应下高速铁路大跨度矮塔斜拉桥上无缝线路受力特性；分析了存梁时间、混凝土相对湿度等设计参数的影响。研究结果表明：随着服役时间的延长，轨道结构的受力逐渐增大；单独考虑桥梁收缩徐变效应时，钢轨最大拉应力为4.9 MPa，出现在右侧梁端处，最大压应力为5.2 MPa，出现在固结机构附近；单独考虑无砟轨道收缩徐变效应时，钢轨最大拉应力为0.9 MPa，最大压应力为1.1 MPa，均出现在右侧梁端处；同时考虑桥梁和轨道的收缩徐变效应时，钢轨最大拉应力为7.7 MPa，出现在右侧梁端处，最大压应力为6.5 MPa，出现在固结机构附近。延长存梁时间、加强混凝土养护可减小收缩徐变效应对轨道结构的影响。研究结果可为大跨度桥梁与无砟轨道设计提供重要参考。交通运输工程学报. 2025 25(6): 90-97.

油液双向流式抗蛇行减振器简化物理参数模型

黄彩虹, 杨连鹏 — 2025-12-28

黄彩虹, 杨连鹏为满足快速、精确的动力学仿真需求，建立了油液双向流式抗蛇行减振器的简化物理参数模型。基于油液双向流式抗蛇行减振器工作原理，通过合理分配压缩行程中压缩阻尼阀与底座阻尼阀的流量，实现静态阻尼特性曲线与压力-流量曲线的转换，进而构建了适用于该类型减振器的简化阻尼阀模型；计算各阀系流通流量，考虑油液泄漏效应与压缩效应，建立了各腔室的宏观压力流量方程；采用龙格库塔法对各腔室压力进行数值求解，从而描述减振器的动态行为；根据抗蛇行减振器实际工作状态，进行减振器动态特性的仿真与台架试验对比，分析了单向流式与双向流式减振器动态特性差异及其关键影响因素。研究结果表明：仿真与测试的减振器力-位移曲线、力-速度曲线及作用力时域曲线高度一致，后处理得到的动态刚度、动态阻尼与测试结果的误差在10%以内，模型能准确反映减振器的动态行为；在1 s正弦激扰作用下，复杂物理参数模型的仿真时间超过300 s，而简化物理参数模型在不同频率下的仿真时间均不超过0.5 s，显著提高仿真效率；与单向流式减振器相比，双向流式减振器拉压行程油液回路短，其力-位移曲线的面积更大、对称性更好，表现出更高的动态刚度；空气溶解率和泄漏间隙增加会显著降低减振器的动态刚度和动态阻尼，增大橡胶接头刚度可提升减振器的动态刚度和动态阻尼，但其影响在橡胶接头刚度达到一定水平后逐渐减弱，此时减振器串联刚度主要由油液弹性主导。建立的模型将简化物理参数模型拓展至双向流式抗蛇行减振器，计算效率高，适用于整车动力学仿真。交通运输工程学报. 2025 25(6): 98-111.

三模块虚拟轨道列车分布式驱动的转矩分配研究

陈勇, 左建勇, 曹文祥, 刘宏达, 吴磊 — 2025-12-28

陈勇, 左建勇, 曹文祥, 刘宏达, 吴磊为优化分布式驱动虚拟轨道胶轮列车的稳定性，结合列车动力分配特性构建了驱动力分配模型，该分配模型先进行总驱动力模块间分配，再实现模块中车轮间驱动力分配；一次分配根据加速度一致原则将总驱动力按比例分配给每模块车辆；二次分配则是利用分层控制方法进行各模块车辆单元中4个车轮动力分配，上层期望横摆力矩控制器输出车辆在运行时该模块的期望横摆力矩和总驱动力，下层设计稳定性目标函数，利用二次规划法以驱动力不超过路面附着力为不等式约束、以四轮驱动力之和等于单车总驱动力以及四轮驱动横摆力矩之和等于车辆期望横摆力矩为等式约束求解目标函数，根据求解结果得到了各车轮在运行时所需驱动力矩；通过建立三模块虚拟轨道列车动力学模型，搭建联合仿真平台，验证该策略的可行性，对比分析了该策略与驱动力矩平均分配的分配情况。研究结果表明：所建立的驱动力矩分配模型能有效实现驱动力矩的分配，首次分配前铰接点纵向、横向铰接力分别为6.4 kN和7.7 kN，相较第2个铰接点的铰接力偏大，表明该分配策略对车间铰接系统的力学平衡无影响；曲线行驶状态下，靠近曲线侧车轮分配到的驱动力矩高于远离曲线侧车轮分配到的驱动力矩，首车、中间车、尾车在曲线内、外侧驱动力矩差值依次相校于内侧驱动力矩增加了6.6%、16.6%和24.9%，说明尾车有足够的附加横摆力矩通过曲线，更易于通过曲线；对比驱动力矩平均分配，该策略可在弯道处实现内外车轮转矩差，保证附加的横摆力矩通过弯道。该策略为多轴铰接型的驱动力矩分配研究提供新的研究思路，并为虚拟轨道列车向更高运能、更长编组方向发展提供理论支撑。交通运输工程学报. 2025 25(6): 112-123.

摩托车防抱死制动系统液压控制单元压力响应特性分析

曾科, 傲其, 王小琛, 尹晓军, 段浩, 胡二江 — 2025-12-28

曾科, 傲其, 王小琛, 尹晓军, 段浩, 胡二江为探究及优化摩托车防抱死制动系统中液压控制单元(HCU)在不同工作状态下的压力响应特性，基于团队自主研发的针对博世ABS9-HCU的控制程序，开展了压力响应特性测试，并对控制效果进行了参数响应优化研究。分析结果表明：常规泄压开始后35~45 ms内轮缸压力呈线性下降，轮缸线性压降幅度占总压降的70%~80%，压力线性下降过程的响应特性决定整个常规泄压阶段的HCU性能，不同初始压力下45 ms内即可实现泄压效果；常规增压开始后，轮缸线性压升时长随初始压力增加(1.0→3.5 MPa)逐渐缩短(51.1→21.6 ms)，线性压升幅度占总压升的90%以上，压力线性上升结束后常规增压已基本完成；随着初始压力增大，阶梯控制完成所需周期数逐渐减少，当初始压力较低时各周期压力变化幅度更均匀，单周期压力变化幅度方差更小；阶梯控制过程对单周期增压和泄压时长极为敏感，单周期增压时长应在4~20 ms以内，单周期泄压时长不应超过12 ms；通过更改保压时长可以控制压力的变化趋势；单周期压升幅度的离散程度随着周期数的增加而增加，阶梯控制周期数应控制在3个；电机工作时长应小于泄压时长；3.00 MPa初始压力工况优化后取得了良好的压力控制效果，轮缸最大单周期压降幅度下降了62%，且单周期压降幅度的方差仅为0.004 7 (MPa)²。研究为摩托车ABS的控制系统开发提供了数据指导和理论支撑。交通运输工程学报. 2025 25(6): 124-134.

基于深度学习的铝合金自冲铆接头成形质量预测

刘洋, 郭浩, 吴庆军, 张静静, 解东旋, 庄蔚敏 — 2025-12-28

刘洋, 郭浩, 吴庆军, 张静静, 解东旋, 庄蔚敏为了解决模拟建模过程复杂、试验成本高、效率低的问题，提出了一种基于数据驱动的自冲铆接头成形质量预测方法。采用图像分割技术对试验获得的自冲铆接头截面图像进行预处理，生成了用于模型训练的接头成形截面类别区分图，详细标注了铆钉、上板、下板和背景的不同部分，为模型提供了丰富的视觉信息；基于试验图像获得模型的数据集，建立基于卷积神经网络的条件生成对抗模型体系结构的深度学习模型，将上下板材厚度与铆钉长度整合成一个包含3个标量的向量作为该网络模型的输入；在模型训练阶段，设计了15种不同的铆接工艺参数组合，分2个阶段对模型进行训练和预测，通过大量试验数据的训练和参数调整，模型的学习效果不断优化；在预测阶段，将模型的输出与试验获取的接头截面图像进行了对比分析，重点对标了钉脚张开度和残余底厚这2个关键几何参数。研究结果表明：训练后的深度学习模型可以准确预测不同基板厚度和铆钉长度组合的接头截面形状，钉脚张开度和残余底厚的平均预测精度分别为92.03%和92.48%；构建的自冲铆接头成形质量预测模型精度较高，提高了连接工艺的设计效率。交通运输工程学报. 2025 25(6): 135-145.

面向网联自动驾驶混行场景的车道通行能力与路阻函数研究

李同飞, 赵梦晴, 熊杰, 周文涵, 窦雪萍 — 2025-12-28

李同飞, 赵梦晴, 熊杰, 周文涵, 窦雪萍针对未来人工驾驶车辆与网联自动驾驶车辆(CAV)混行场景，基于安全车头时距分类、CAV编队规模上限的不同假设，分别推导了混行车道通行能力、以自然车辆数表示的路阻函数的计算表达式；为使不同交通组成的混合交通流之间具有可比性，利用以当量交通量表示的路阻函数，反推出CAV的车辆换算系数(PCE)；在未对不同跟驰模式的安全车头时距取值做简化假设的前提下，依据CAV技术发展水平划分积极、中立和保守3种技术场景，分别对应不同的安全车头时距，通过理论分析与数值试验的方法探讨了CAV渗透率、编队规模上限对混行车道通行能力、路阻函数和CAV的PCE的影响。研究结果表明：混行车道通行能力、路阻函数和CAV的PCE计算表达式均是CAV渗透率和编队规模上限的二元函数，而上述函数关于任一单一变量的单调性则直接取决于安全车头时距的取值；当渗透率为0.4时，考虑CAV编队规模上限较无编队情况下的混行车道通行能力在积极技术场景下增加5.04%，中立技术场景增加10.93%，保守技术场景增加4.55%；在积极、中立技术场景下，CAV能够有效减少交通拥堵和延误，在保守技术场景下网联自动驾驶技术的发展水平较低，路段阻抗随CAV渗透率的增大呈现先增大后减小的趋势。交通运输工程学报. 2025 25(6): 146-156.

基于时空网络的城际公交化列车开行方案优化

朱昌锋, 安醇, 唐兆鑫, 成琳娜, 王傑, 章超, 符云琪 — 2025-12-28

朱昌锋, 安醇, 唐兆鑫, 成琳娜, 王傑, 章超, 符云琪针对城际旅客出行中的有限理性行为，构建了考虑旅客出行时间偏差的决策价值函数，刻画了有限理性条件下城际铁路客流分配过程；将列车运行时刻信息离散化，构建了城际铁路公交化开行方案时空网络，并以企业运营成本和旅客出行成本最小化为优化目标，综合考虑了车流及客流时空守衡、列车停站时间、列车安全间隔、列车开行数量等约束条件，进而构建了城际公交化列车开行方案的多目标优化模型；考虑到模型求解的复杂性，通过构建列车开行备选集，设计了基于备选列车集和NSGA-Ⅱ的开行方案优化模型求解算法；以长株城际铁路公交化线路为实例，验证了模型及算法的有效性。研究结果表明：停站模式和开行数量直接影响旅客出行成本和运营成本，提高非站站停列车开行比例仅会减少部分旅客的出行成本，但造成整体旅客出行成本增大，而在均开行站站停列车的条件下，随开行数量增大，旅客出行成本降低，但企业运营成本攀升；随着开行数量增加，城际公交化列车平均断面满载率不断下降且不同列车断面满载率的差异性分布特征显著。该研究构建的优化模型及求解算法可为制定科学的开行方案提供理论决策支撑。交通运输工程学报. 2025 25(6): 157-168.

基于雾天退化图像的高速公路U形去雾车道线检测网络

隋胜春, 何永明, 裴玉龙, 张龙龙, 金玉凤 — 2025-12-28

隋胜春, 何永明, 裴玉龙, 张龙龙, 金玉凤提出了一种基于雾天退化图像的高速公路U形去雾车道线检测网络(UDLD-Net)框架，融合图像去雾增强与轻量化车道线检测两大核心模块；基于U-Net架构搭建了去雾增强模块UD-Net，创新性引入多尺度自适应提升解码器Boosting与反投影特征融合模块，通过分层特征提取机制实现大气光精准估计；结合车道线空间先验特性定义检索区域，构建了轻量级车道线检测网络(LD-Net)，将计算量缩减至全图检测的1/2；通过特征翻转融合技术增强对称特征鲁棒性，引入二阶差分损失函数约束车道线曲率平滑性，搭配一维化特征处理与双损失函数设计。研究结果表明：用UD-Net去雾增强模块在SF-Highway数据集上测试，处理后图像结构相似性达0.867，峰值信噪比提升至21.527 dB，显著提升了雾天图像对比度与细节清晰度；LD-Net轻量级检测网络在TuSimple数据集上实现262帧·s^-1的检测速度与96.52%的F1分数，有效兼顾检测速度与精度；UDLD-Net在Haze-Highway真实雾天数据集上实现269帧·s^-1的检测速度与91.16%的F1分数，较传统语义分割方法精度提升5.8%、速度提升3.7倍；该网络在不同雾浓度场景下均能稳定保持高精度与高实时性，其去雾增强与轻量化检测的协同设计有效平衡了检测性能与计算效率；经大量试验数据测试验证，UDLD-Net在雾天车道线检测的精度和速度上均达到先进性能水平，可为雾天高速公路智能车辆环境感知提供高效可靠的车道线检测技术方案。交通运输工程学报. 2025 25(6): 169-185.

考虑枢纽平衡的干支通多层航空运输网络优化模型

姜雨, 林操, 龙颖, 薛清文 — 2025-12-28

姜雨, 林操, 龙颖, 薛清文为推动干支通多层航空运输网络构建和高效运行，考虑轴辐式航线网络的多层级特性以及通用航空与干支运输网络的衔接规则，研究了干支通多层航空运输网络优化方法。以网络运输成本和枢纽建设成本最小、最长运输时间最小、枢纽不平衡利用率最小为目标函数，构建了考虑容量限制的r分配非严格轴辐式网络多目标优化模型；结合多目标优化模型的特点，设计VNS-NSGA-Ⅲ进行求解，引入变邻域搜索算法，设计了6种不同的邻域结构来避免陷入局部最优；选取华北地区的部分机场进行小规模与大规模干支通航线网络建模求解，验证VNS-NSGA-Ⅲ的有效性，并进行了参数灵敏度分析。研究结果表明：相同参数条件下，与其他算法相比，VNS-NSGA-Ⅲ的反向世代距离最小(0.043 78)，证明其获得的Pareto解具有更好的多样性和收敛性；灵敏度分析结果表明普通枢纽数量从2增至8时，成本、时间和不平衡利用率目标分别下降了21.94%、23.20%和50.00%，中心枢纽数量从2增至5时，3个目标分别下降了13.86%、13.08%和33.52%；对于不同的分配策略，多分配模型在成本和时间目标上优于单分配模型，但多分配模型在增强路径灵活性的同时，容易增加关键枢纽负载，造成枢纽利用不均衡；枢纽选址结果、分配策略以及非枢纽连通性显著影响网络的流量分布情况和目标函数值。交通运输工程学报. 2025 25(6): 186-199.

基于远海岛屿的海上常态巡航救助系统选址-路径优化

吴迪, 朱玉玺, 武文龙, 胡生, 刘可, 刘保利 — 2025-12-28

吴迪, 朱玉玺, 武文龙, 胡生, 刘可, 刘保利为提高远海群岛的海上救助能力，研究了救助基地选址与救助船巡航路径的集成优化问题；考虑海上救助力量的覆盖范围和响应时间限制，建立了以基地建设、运营成本最小和救助时间最短为评价指标的双目标数学模型，优化了基地和海上值班点的选址及救助船的配置、巡航路径和巡航周期；根据研究问题所具有的选址数量可变、连续空间选址及选址与路径优化相互耦合等特征，设计了嵌入模糊C-均值聚类和模拟退火的非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ集成优化算法对模型进行求解；为验证模型及算法的有效性，选取中国南海南沙群岛的实地数据进行了案例分析。研究结果表明：相较于现有文献中的改进NSGA-Ⅱ及多目标模拟退火算法，本文算法在最优Pareto前沿解逼近度、解集分布均匀性、多样性及非劣解数量等关键性能指标上均具有显著优势，相关指标提升幅度为19.13%~960.00%；对海上常态巡航救助系统救助时间和总成本的影响因素进行敏感性分析，研究发现，在救助船配置相同的情况下，民船聚集分布较民船随机分布，平均救助时间降低61.50%，总成本降低18.38%，而民船数量对总成本和平均救助时间的影响较小；在相同聚集度下，不同远海岛屿分布和数量下Pareto前沿解明显重合，表明救助时间和总成本对远海岛屿分布和数量的变化均不敏感；而海上值班点数量对救助时间影响较大，当值班点数由5个增加到29个时，平均救助时间降低80.46%。交通运输工程学报. 2025 25(6): 200-218.

基于前馈控制的高密度停车场自主泊车动态分配模型

杨佳逸, 梅振宇, 唐崴, 巩津瑞, 冯驰 — 2025-12-28

杨佳逸, 梅振宇, 唐崴, 巩津瑞, 冯驰为解决智能化和集约化停车设施发展下高密度自动驾驶停车场车位动态分配优化问题，提出主动式前馈预测控制的车位动态分配模型(P3DD)；基于模型预测控制框架，针对停车场内车辆到达、离开以及潜在的冲突进行了车位分配的动态优化决策；构建了卷积神经网络-长短期记忆网络(CNN-LSTM)以滚动预测未来车辆到达和离开时间；以最小化综合停车成本为目标，构建了综合考虑行驶距离、移动次数、取车等待时间和响应失败率的优化目标函数，在预测控制环境中采用禁忌搜索的优化算法优化实时分配决策；基于杭州市多个停车场的实际数据，在不同停车布局和停车需求与容量比条件下，测试了P3DD优化性能。研究结果表明：相较于采用被动启发式规则的基线模型，P3DD能够通过主动预测和实时优化决策，直接面向停车系统性能指标进行优化，在9个算例中改进率范围为44.8%~56.5%，车辆综合停车成本平均下降48.0%；CNN-LSTM模型对未来2 h车辆到达/离开时间的预测准确度平均达0.81；在不同停车布局和停车需求与容量比条件下的测试显示，随着停车布局堆栈深度增加，P3DD的优化效果提升，在停车需求与供给均衡时优化效果最佳；此外，P3DD具备良好的适应性和扩展性，为高密度停车场的动态资源分配提供了一种高效且灵活的解决方案。交通运输工程学报. 2025 25(6): 219-228.

基于滚动时域优化的动态车队协同驻站控制策略

赖心荷, 徐婷, 姜瑞森, 邓恺龙, 张梁颢, 张志顺 — 2025-12-28

赖心荷, 徐婷, 姜瑞森, 邓恺龙, 张梁颢, 张志顺引入车队协同优化机制，构建了以车头时距偏差和乘客车内等待时间为目标的车队协同驻站控制策略优化模型；设计了基于自适应遗传算法(AGA)和多起点邻域搜索算法(MNS)的混合启发式算法(AGA-MNS)对控制策略优化模型进行求解；通过西安市实际数据对控制结果进行分析，讨论了最大驻站控制时间以及车头时距偏差权重等因素对驻站控制策略的影响。研究结果表明：基于滚动时域优化的动态车队协同驻站控制策略能够减少37.4%的车头时距偏差和乘客车内等待时间，相比于传统单车驻站控制策略，基于滚动时域优化的动态车队协同驻站控制策略的优化比例提高了8.19%；相比于AGA，AGA-MNS的求解时间减少了13.03%，求解结果标准差降低了0.07 min；随着最大驻站时间的增加，目标函数值持续减少，当最大驻站控制时间大于29 s后目标函数保持稳定；随着车头时距偏差权重的增加，控制策略会设置更长的驻站控制时间以保证车头时距稳定性，当车内等待时间权重等于0.5时，控制策略会设置驻站控制时间使系统目标函数最小。交通运输工程学报. 2025 25(6): 229-242.

基于随机矩阵动态时空网络的交通流量预测

唐郑熠, 陈豫超, 黄贻望, 王金水, 邢树礼 — 2025-12-28

唐郑熠, 陈豫超, 黄贻望, 王金水, 邢树礼为了更灵活地建模交通数据中复杂多变的时空结构并提升其对异常交通模式的识别能力，提出了一种新型的随机矩阵动态时空网络(Random Matrix-based Dynamic Spatiotemporal Network, RM-DTSN)模型，该模型引入了时空随机矩阵嵌入机制，摒弃了对预定义邻接矩阵的依赖，能够根据输入的数据动态调整节点间的空间交互强度，从而更精准地表达节点间异构关系与动态空间结构；为了增强对时间序列依赖的建模能力，RM-DTSN设计了独立注意力机制，能更有效地捕捉不同时间步之间的短期与长期动态特征；此外，模型融合残差分解与门控机制，能够有效提取多层次的时空特征，不仅在保留关键信号的同时抑制噪声干扰，提升了对异常交通信号的鲁棒性，还缓解了深层网络中的梯度消失问题。研究结果表明，在关键交通数据集上，RM-DTSN取得了显著的性能提升：在PeMSD3数据集上，其均方根误差(RMSE)为24.79，相比经典时空图网络STGCN(30.42)降低了18.5%；平均绝对误差为14.38，较当前最优模型DDGCRN(14.63)降低了1.71%；在PeMSD8数据集上，RMSE为23.62，相比广泛应用的时序卷积模型TCN(35.79)显著降低了34.0%。试验结果充分验证了RM-DTSN在不同预测场景中的稳定性和泛化能力。RM-DTSN为复杂交通环境下的流量预测提供了一种高效且鲁棒的解决方案，在智慧交通、路径规划和城市调度等实际场景中展现出广阔的应用前景，特别适用于应对高维交通数据中的突发拥堵、线路异常等复杂预测任务。交通运输工程学报. 2025 25(6): 243-254.

迎浪中船舶垂荡纵摇非线性运动建模与仿真

王帅, 任俊生, 刘兆春, 唐浩云, 张广斌 — 2025-12-28

王帅, 任俊生, 刘兆春, 唐浩云, 张广斌为了提高航海模拟器的行为真实感，使用混合Green函数法构建船舶运动数学模型，对船舶垂荡运动和纵摇运动进行求解。基于已有Rankine源数学模型，通过人为引入虚拟控制面将计算域分为内外域两部分，内域使用Rankine源法，外域使用Green函数法，构建混合Green函数三维时域线性数学模型并对船舶运动的波浪力进行求解，对Wigley Ⅰ型船不同方法的仿真结果进行分析；为进一步考虑非线性因素对船舶航行的影响，基于四叉树法对船体网格进行动态生成，对船舶运动的傅汝德-克雷洛夫(F-K)力和静恢复力进行求解，对Wigley Ⅰ型船不同的波长船长比和不同方法的仿真结果进行了可行性分析。研究结果表明：提出的线性数学模型计算效率远高于Rankine源法，垂荡仿真结果与试验结果误差为10.86%，纵摇仿真结果与试验结果误差为14.28%；而当非线性数学模型波长船长比为1.25时，计算所得的垂荡F-K力幅值结果、纵摇F-K力幅值结果与Green函数非线性时域计算所得的计算结果相差均较小，误差都在5.00%以内，与三维线性时域相比误差较大，误差在30.00%以内；当非线性数学模型波长船长比为2时，计算所得的垂荡F-K力幅值结果、纵摇F-K力幅值结果与Green函数非线性时域计算所得的计算结果相差均较小，其误差都在3.00%以内，与三维线性时域相比误差较大，误差在20.00%以内；由于非线性方法需要在瞬时湿表面上计算，而线性方法在平均湿表面上计算，导致垂荡F-K力计算结果相差较大；与试验结果对比，计算所得的垂荡幅值响应因子和三维线性时域方法均和试验结果误差不大，误差均在20.00%以内；相对于纵摇幅值响应因子，波长船长比为1.75时存在共振现象导致2种方法误差均较大，波长船长比不等于1.75时，提出的方法误差明显小于三维时域方法误差。建立的三维时域非线性数学模型可以应用在航海模拟器上，可用于航海动态仿真数值分析。交通运输工程学报. 2025 25(6): 255-270.

基于MDS-YOLO的轻量级隧道表观病害检测算法

张振海, 孙岩, 李哲远 — 2025-12-28

张振海, 孙岩, 李哲远针对隧道表观病害检测中存在复杂环境干扰严重、多尺度病害特征难以准确提取与高效识别的问题，提出了一种基于改进YOLOv8的轻量级隧道表观病害检测算法MDS-YOLO，以YOLOv8n模型为基础进行改进。在骨干网络中设计多尺度特征融合(C2f_MSFA)模块替代原C2f特征提取模块，通过部分通道卷积与多尺度特征融合方式，有效提取并聚合来自不同层级的特征图，增强模型对尺寸差异显著的病害目标的感知与表达能力；在颈部网络中引入动态上采样模块(DySample)替代传统上采样方法，根据输入特征内容自适应学习采样参数，增强上采样阶段的特征还原能力和空间信息保持效果，提高了特征融合的精度和效率；构建共享卷积检测头(SC_Detection)，利用共享卷积策略与组归一化策略，在降低参数量和计算复杂度的同时提升了模型的检测效率和稳定性。试验结果表明：MDS-YOLO模型在渗漏水、裂缝、衬砌脱落3类隧道表观病害检测任务中检测精度较改进前分别提升了2.2%、3.4%、4.4%，平均检测精度达到74.2%，较基准模型YOLOv8n提升3.4%；模型参数量由3.00×10⁶压缩至1.97×10⁶，减少34.3%；计算量由8.1×10⁹降低至5.6×10⁹，减少30.9%；模型体积从5.96 MB压缩至4.00 MB。该算法在保证检测精度的同时实现了模型的轻量化，满足隧道巡检、边缘计算等实际场景中对高精度与低计算资源并重的应用需求。交通运输工程学报. 2025 25(6): 271-283.

城市轨道交通车站站台车致噪声限值

马蒙, 李玉路, 张胜龙, 石熠, 徐栋, 宋天浩 — 2025-12-28

马蒙, 李玉路, 张胜龙, 石熠, 徐栋, 宋天浩为开展中国国家标准《城市轨道交通车站站台声学要求和测量方法》的修订工作，确定合理的站台噪声烦恼度限值，采用主观评价与客观测量相结合的方法，将车站工作人员的主观感受纳入限值确定依据之中。对中国4个城市的337个车站开展了站台噪声测量，向车站工作人员发放噪声烦恼度调查问卷并回收有效样本4 211份。通过逻辑斯蒂函数拟合，建立了等效声压级与烦恼度主观评分及不同程度烦恼度百分比的暴露-响应关系。研究结果表明：约18%的受访者主观反馈对噪声高度烦恼，且烦恼度评分随年龄和每周在站台工作时长增加而上升；在所测站台中，超过95%的平均声压级介于65~85 dB(A)，其中9.2%和1.5%的站台平均声压级分别超过80 dB(A)和85 dB(A)；地面车站和高架车站的站台噪声平均水平通常高于同一条线路的地下车站；从站台类型来看，虽然统计层面上站台类型对噪声水平的影响不大，但岛式站台的噪声水平平均值和中位值均略高于侧式站台。建议将城市轨道交通车站站台等效声压级限值设定为80 dB(A)，该限值能够确保约92%的车站达标，同时使约79%的车站工作人员免于高度烦恼。对于候车时间短、流动性大的乘客，其烦恼度百分比要远低于上述结果。该推荐值已被采纳，最终被列入修订版国家标准GB/T 14227—2024。交通运输工程学报. 2025 25(6): 284-292.

基于错时序因果变量和分目标训练的车辆事故风险分类分层评估方法

牛世峰, 母俊杰, 濮泽昱, 赵辰浩 — 2025-12-28

牛世峰, 母俊杰, 濮泽昱, 赵辰浩针对现有模型利用“历史因素-历史事故”关系替代“历史因素-未来事故”关系带来的评估精度降低问题，提出了一种面向交管实际的车辆未来事故风险分层评估方法。基于海量静态交管数据，围绕车辆属性、历史违法与历史事故等信息设计并确定表征指标，将历史静态指标与未来事故风险错位匹配，构建了错时序因果数据集；耦合交管部门事故风险预防预控多维多层需求，利用分目标训练方法，基于样本加权训练高、中、低精度子模型，并以逻辑规则集成输出了高、中、低、极低4级风险。分析结果表明：相较同时序建模，错时序显著提升识别性能；所设计融合模型针对5种车型均表现出优异的综合性能，各车型准确率与召回率分别为78.78%~93.80%与72.01%~93.98%，极低风险识别精确率大于97%，不同风险等级预测精准度梯度变化，满足不同事故风险车辆梯度识别的需求；模型具有较好的鲁棒性，迁徙用于不同年份和特定车型评估时，整体准确率为82.71%，整体召回率为93.67%，辨识效果虽会受到一定的影响，但最终辨识效果仍能较好地满足实际使用需求，尤其是模型对极低风险车辆的识别精准率保持在99.60%的高水平。可见，错时序数据集构建与分目标训练方法能够有效提升车辆未来事故风险识别性能，为交管部门开展分层分级的风险防控提供了可行技术路径。交通运输工程学报. 2025 25(6): 293-306.