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基于注意力机制的堆叠LSTM短时船舶交通流预测模型

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大连海事大学学报 2024年第1期50卷 57-65页

作者：廉清云孙伟李润生上海海事大学商船学院上海201306 上海海事大学信息工程学院上海201306

针对由短时船舶交通流数据的非线性与非平稳性特征导致的预测精度低的问题,提出基于注意力机制的堆叠LSTM船舶交通流预测模型。采用堆叠式LSTM神经网络捕捉短时船舶交通流数据的时序特征,并通过引入注意力机制更好地学习全局性特征,以... 详细信息

针对由短时船舶交通流数据的非线性与非平稳性特征导致的预测精度低的问题,提出基于注意力机制的堆叠LSTM船舶交通流预测模型。采用堆叠式LSTM神经网络捕捉短时船舶交通流数据的时序特征,并通过引入注意力机制更好地学习全局性特征,以提高船舶交通流预测精度。提取长江下游三个航段的船舶AIS数据构建船舶交通流数据集,并将其用于本文模型的训练和测试。结果表明,相较HA、ARIMA、GPR、LSTM和Seq2Seq等基线模型,在交通流量宏观参数预测中,本文模型的均方根误差和平均绝对误差两个评价指标均有所降低;与最优基线模型相比,本文模型在船舶交通流预测中表现出更高的精度,其均方根误差降低4.05%,平均绝对误差降低4.04%。

关键词：内河交通船舶交通流预测长短时记忆网络(LSTM) 堆叠LSTM 注意力机制

第三系半成岩富水砂岩隧道水平高压旋喷桩加固机理及参数分析

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岩土工程学报 2024年

作者：许劲松徐华张海涛王秋懿李宝华成都理工大学环境与土木工程学院四川省复杂地质TBM智能掘进与灾害防控工程技术研究中心云南交投集团投资有限公司同济大学土木工程学院

第三系半成岩具备弱胶结、遇水软化等特征，隧道建设时易诱发涌水突泥和坍塌等地下地质灾害。依托云南临清高速公路王家寨隧道，结合现场地质条件与现有工程案例，采用水平高压旋喷桩对软弱围岩进行超前预加固。结合地基梁理论解析、数... 详细信息

第三系半成岩具备弱胶结、遇水软化等特征，隧道建设时易诱发涌水突泥和坍塌等地下地质灾害。依托云南临清高速公路王家寨隧道，结合现场地质条件与现有工程案例，采用水平高压旋喷桩对软弱围岩进行超前预加固。结合地基梁理论解析、数值模拟与现场监测方法，研究第三系半成岩水平高压旋喷桩加固机理及不同桩体参数对围岩加固效果的影响，并给出桩体参数建议范围，为类似工程提供参考。研究表明：旋喷桩加固后解析解与数值解的剪力与弯矩分布规律较为一致，在开挖未支护段桩体所受弯矩、剪力最大，最易发生断裂破坏；当围岩水压力在300kPa时旋喷桩体最大拉应力达598.21kPa，接近桩体极限抗拉强度，水压力小于300kPa时水平旋喷桩能有效发挥梁、拱协同作用，拱棚效应与阻水效果显著，能将围岩压力传递给桩体后端及拱肩、边墙处，围岩沉降与地下水压得到有效控制，这与现场监测结果基本吻合；桩径、桩长、咬合厚度及搭接长度变化对桩体应力影响较大，影响程度为咬合厚度>桩长>搭接长度>桩径，建议在第三系半成岩富水砂岩隧道围岩水压力小于300kPa进行超前预加固时，水平旋喷桩桩体参数范围为：桩径65～70cm、桩长10～13m、咬合厚度25cm、搭接长度3～4m。

关键词：第三系半成岩水平高压旋喷桩加固机理现场监测桩体参数分析

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高速公路客货混行交通流元胞传输模型

北京交通大学学报 2024年

作者：刘颖张鹏交通运输部规划研究院

针对客货混行引发的交通流稳定性下降、交通安全风险增加以及运行效率降低等问题，构建一个多车道客货混行交通流元胞传输模型，从宏观角度研究不同货车渗透率下的高速公路客货混行交通流特性。首先，利用微观车辆跟驰模型，分析均质小... 详细信息

针对客货混行引发的交通流稳定性下降、交通安全风险增加以及运行效率降低等问题，构建一个多车道客货混行交通流元胞传输模型，从宏观角度研究不同货车渗透率下的高速公路客货混行交通流特性。首先，利用微观车辆跟驰模型，分析均质小汽车和货车交通流的基本图特征，提出不同货车渗透率下的客货混行交通流基本图模型。然后，采用具体参数表征换道、有限加速度造成的道路交通容量下降效应，刻画客货混行交通流中货车对直行和换道流量的影响，采用Logit模型计算多因素影响下的换道交通流量，构建多车道客货混行交通流元胞传输模型。最后，通过高速公路多场景仿真实验验证模型的有效性。研究结果表明：所提出的模型可准确模拟高速公路上的客货混行交通流演变过程；货车渗透率是影响混行交通运行的关键因素，在交通事件导致车道数减少时，货车渗透率超过0.6会导致交通拥堵难以消散。研究成果可为高速公路客货混行交通流特性研究提供分析工具，为客货混行下的交通管理和疏导策略制定提供理论方法。

关键词：交通运输规划与管理道路交通流客货混行元胞传输模型

基于整体节点理念的钢盖梁与混凝土墩柱连接结构优化设计

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桥梁建设 2024年第3期54卷 129-134页

作者：梁全章郭文华广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司广东广州510507

针对传统钢盖梁设置套筒外包混凝土墩柱方案墩梁连接位置刚度突变、应力集中及施工定位精度要求高的问题,基于梁柱整体节点理念,以门式框架墩为例,提出一种钢盖梁与钢套筒连接结构优化方案。该方案将连接位置处钢盖梁和钢套筒腹板设计... 详细信息

针对传统钢盖梁设置套筒外包混凝土墩柱方案墩梁连接位置刚度突变、应力集中及施工定位精度要求高的问题,基于梁柱整体节点理念,以门式框架墩为例,提出一种钢盖梁与钢套筒连接结构优化方案。该方案将连接位置处钢盖梁和钢套筒腹板设计为整体节点板,钢盖梁和钢套筒翼缘板加劲肋一一对应,并将现场接头设置在钢盖梁侧。以某公路工程匝道桥为背景,采用有限元软件分析其门式框架墩采用传统方案与优化方案的受力性能,并将优化方案应用于实桥。结果表明:该优化方案传力顺畅,结构应力集中程度较低,构造合理;该优化方案施工较为简单,容错性更好,具有良好的推广应用前景。

关键词：桥梁工程门式框架墩钢盖梁混凝土墩柱墩柱连接构造结构优化有限元法

考虑制动、荷载转移、纵坡的雨天小客车弯道安全车速模型

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重庆交通大学学报（自然科学版） 2024年第2期43卷 75-83页

作者：许金良曾卓穆明浩俄广迅长安大学公路学院陕西西安710054 山东高速集团有限公司创新研究所山东济南250101

为了确定降雨环境下小客车弯道安全车速,基于瞬时轴线,建立了考虑纵坡、制动加速度及轮胎荷载转移的小客车侧滑速度模型;通过实地采集不同水膜厚度下的摩擦系数,得到了这二者之间的回归方程;结合摩擦椭圆原理,得到了考虑制动、驾驶人行... 详细信息

为了确定降雨环境下小客车弯道安全车速,基于瞬时轴线,建立了考虑纵坡、制动加速度及轮胎荷载转移的小客车侧滑速度模型;通过实地采集不同水膜厚度下的摩擦系数,得到了这二者之间的回归方程;结合摩擦椭圆原理,得到了考虑制动、驾驶人行为特性的综合摩擦系数分配方法;提出确定弯道车速的计算流程图,得到了不同降雨强度下以横向侧滑和纵向停车为指标的弯道车速。研究结果表明:当水膜厚度为0时,得到的侧滑速度值比点质量模型低35%左右;当水膜厚度小于2 mm时,摩擦系数降低最快,对车速影响最大;当水膜厚度大于2 mm时,摩擦系数变化幅度小且规律不明显;降雨对小客车弯道安全车速影响显著,仅小雨时就会导致车速平均降低15%左右;取一般最小半径计算时,不同降雨强度下的纵向停车速度均小于横向侧滑速度。

关键词：交通工程降雨环境摩擦系数车辆侧滑弯道车速

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高速公路客货混行交通流元胞传输模型

北京交通大学学报 2024年第4期48卷 115-122页

作者：刘颖张鹏交通运输部规划研究院北京100028

针对客货混行引发的交通流稳定性下降、交通安全风险增加以及运行效率降低等问题,构建一个多车道客货混行交通流元胞传输模型,从宏观角度研究不同货车渗透率下的高速公路客货混行交通流特性.首先,利用微观车辆跟驰模型,分析均质小汽车... 详细信息

针对客货混行引发的交通流稳定性下降、交通安全风险增加以及运行效率降低等问题,构建一个多车道客货混行交通流元胞传输模型,从宏观角度研究不同货车渗透率下的高速公路客货混行交通流特性.首先,利用微观车辆跟驰模型,分析均质小汽车和货车交通流的基本图特征,提出不同货车渗透率下的客货混行交通流基本图模型.然后,采用具体参数表征换道、有限加速度造成的道路交通容量下降效应,刻画客货混行交通流中货车对直行和换道流量的影响,采用Logit模型计算多因素影响下的换道交通流量,构建多车道客货混行交通流元胞传输模型.最后,通过高速公路多场景仿真实验验证模型的有效性.研究结果表明:所提出的模型可准确模拟高速公路上的客货混行交通流演变过程;货车渗透率是影响混行交通运行的关键因素,在交通事件导致车道数减少时,货车渗透率超过0.6会导致交通拥堵难以消散.研究成果可为高速公路客货混行交通流特性研究提供分析工具,为客货混行下的交通管理和疏导策略制定提供理论方法.

关键词：交通运输规划与管理道路交通流客货混行元胞传输模型

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3D打印混凝土弯曲疲劳性能研究

铁道科学与工程学报 2024年第8期21卷 3237-3247页

作者：杜仕朝康春霞邬晓光刘仲洋北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124 交通运输部公路科学研究院北京100088 河北建筑工程学院经济管理学院河北张家口715000 长安大学桥梁与隧道陕西省重点实验室陕西西安710064 河北建筑工程学院土木工程学院河北张家口715000

为研究3D打印混凝土弯曲疲劳性能,通过216根3D打印试件弯曲疲劳试验,分析不同钢纤维体积率ρ_(f)和纤维长度l_f对构件弯拉强度和弯曲疲劳性能的影响规律,基于双参数Weibull分布理论推导不同失效概率下的疲劳寿命计算公式,提出不同失效... 详细信息

为研究3D打印混凝土弯曲疲劳性能,通过216根3D打印试件弯曲疲劳试验,分析不同钢纤维体积率ρ_(f)和纤维长度l_f对构件弯拉强度和弯曲疲劳性能的影响规律,基于双参数Weibull分布理论推导不同失效概率下的疲劳寿命计算公式,提出不同失效概率下的疲劳方程lg S=lg a-b lg N,并进一步分析钢纤维ρ_(f)l_(f)/d_(f)对构件疲劳性能的影响规律。研究结果表明:3D打印混凝土构件疲劳破坏实际是钢纤维发挥阻裂作用的过程,在裂缝产生、扩展、收缩、再扩展、再收缩直至破坏的过程中,裂缝的宽度、长度和深度一直在发生变化,从宏观角度是材料强度和弹性模量不断下降的过程,而微观角度是材料内部组织结构不断劣化的过程。3D打印构件中掺入的钢纤维能够有效阻止横向裂缝的产生和扩展,显著提升混凝土构件的抗弯拉强度、阻裂能力和耐疲劳性能,使其破坏形式由突然脆性破坏过渡为具有韧性的塑性破坏。钢纤维ρ_(f)l_(f)/d_(f)是影响构件抗弯拉疲劳性能的重要因素,在相同的应力比S=0.65作用下,钢纤维ρ_(f)l_(f)/d_(f)由0增至0.60时,构件疲劳次数N提高了252%;相同的疲劳次数N=10^(6)作用下,钢纤维ρ_(f)l_(f)/d_(f)由0增至0.60时,应力比提高了9.15%。3D打印混凝土试件中,钢纤维体积率ρ_(f)比钢纤维长度l_f对疲劳性能的影响程度更明显。研究结果为进一步推动3D打印技术在道路、桥梁等基础设施领域的应用,促进交通行业智能化、工业化发展具有重要意义。

关键词： 3D打印试件弯曲疲劳性能 Weibull分布钢纤维塑性破坏

伸缩缝及支座病害对简支梁桥车致动力响应的影响研究

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振动工程学报 2024年第2期37卷 286-296页

作者：侯剑岭刘灵灵吴喜德许维炳陈彦江王瑾刘钧岩王博李岩张轩交通运输部水运科学研究所北京100088 北京工业大学城市建设学部北京100124 哈尔滨工业大学交通科学与工程学院黑龙江哈尔滨150090 中建二局第一建筑工程有限公司北京100176

中小跨径桥梁在中国公路桥梁中占比大,其伸缩缝服役环境恶劣,易发生损伤造成过往车辆剧烈振动、桥梁支座损伤等病害。为探明伸缩缝、支座参数对简支梁桥车致动力响应的影响,建立了车⁃伸缩缝⁃桥梁耦合动力响应(VBCV⁃J)数值分析方法,并通... 详细信息

中小跨径桥梁在中国公路桥梁中占比大,其伸缩缝服役环境恶劣,易发生损伤造成过往车辆剧烈振动、桥梁支座损伤等病害。为探明伸缩缝、支座参数对简支梁桥车致动力响应的影响,建立了车⁃伸缩缝⁃桥梁耦合动力响应(VBCV⁃J)数值分析方法,并通过实测数据验证了该方法,进而开展了伸缩缝、支座参数影响规律的研究。研究结果表明:车速与车辆的振动密切相关,在车速较高、路面状况“一般”时,伸缩缝、梁端的冲击效应会超出规范值。伸缩缝中梁高于路面会导致该部件的冲击效应增大明显,反之则有所减小;而伸缩缝中梁高于或低于路面,均会造成该桥梁端冲击效应增大。伸缩缝弹性支撑刚度的降低、主梁边支座脱空均会引起伸缩缝、主梁梁端的冲击效应增大。支座刚度降低则主要导致主梁整体的冲击效应增大。伸缩缝的破损不仅影响自身冲击效应,还会大幅增大简支梁桥梁端构件的冲击作用,在设计和养护中,应对伸缩缝及梁端构件给予足够的重视。

关键词：简支梁桥伸缩缝支座参数分析

仿生叶剖面厚度分布对螺旋桨水动力性能影响的数值分析

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船海工程 2024年第2期53卷 66-71页

作者：杨杰高洪涛大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026 大连海事大学船舶与海洋工程学院辽宁大连116026

为进一步分析船舶螺旋桨几何特征的变化对水动力性能的影响,通过参数化的仿生设计方法改变叶剖面的厚度分布并采用SST k-ω湍流模型及Schnerr-Sauer空化模型对具有不同叶剖面形状的仿生船舶螺旋桨进行敞水特性和空化形貌的数值模拟。计... 详细信息

为进一步分析船舶螺旋桨几何特征的变化对水动力性能的影响,通过参数化的仿生设计方法改变叶剖面的厚度分布并采用SST k-ω湍流模型及Schnerr-Sauer空化模型对具有不同叶剖面形状的仿生船舶螺旋桨进行敞水特性和空化形貌的数值模拟。计算结果表明,合理设计仿生叶剖面的厚度分布可以在一定程度上提高不同进速下的效率和减少桨叶表面的空化面积,但随着仿生叶剖面的最厚点逐渐靠近导边,桨叶表面的空化发展也会提前发生。

关键词：仿生叶剖面螺旋桨空化水动力性能