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接管场景驱动下非驾驶任务对驾驶人视觉与生理特征的影响

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交通运输系统工程与信息 2024年第3期24卷 290-298页

作者：张磊彭金栓陈晓利重庆交通大学交通运输学院重庆400074 招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067

为研究驾驶人在接管车辆控制权过程中视觉与生理特征的变化规律,本文构建面向城市道路与高速公路工况下的6类接管场景,开展模拟驾驶试验,提取视觉特征、心电特征、皮电特征等维度的参数,利用双因素方差分析确定影响驾驶人状态参数的因... 详细信息

为研究驾驶人在接管车辆控制权过程中视觉与生理特征的变化规律,本文构建面向城市道路与高速公路工况下的6类接管场景,开展模拟驾驶试验,提取视觉特征、心电特征、皮电特征等维度的参数,利用双因素方差分析确定影响驾驶人状态参数的因素。研究结果表明:接管场景类型和非驾驶任务对驾驶人瞳孔面积变化率、注视熵、兴趣区域注视概率、心率增长率、心率变异性、皮电增长率等具有显著影响(p 道路工况下,驾驶人瞳孔面积变化率(M=26.91,SD=10.17)高于高速公路(M=21.32, SD=7.69);认知分心状态的注视熵(M=3.84, SD=1.53)小于基线状态(M=4.46, SD=1.87)且视觉搜索范围显著减少(p 研究结果可为驾驶人接管绩效的评估与提升,自动驾驶人机交互方式的优化等提供重要参考。

关键词：智能交通接管特征双因素方差分析接管场景视觉特征生理特征

知识-数据驱动的沉管隧道接头安全状态分析方法

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隧道建设(中英文) 2024年

作者：丁浩周陈一郭鸿雁周云腾招商局重庆交通科研设计院有限公司公路隧道国家工程研究中心

为解决沉管隧道接头薄弱环节安全状态不断演变且难以直接感知的技术难点，本文以港珠澳大桥海底沉管隧道为工程背景，通过分析既有监测数据，总结了管节接头的变形模式，揭示了管节接头张合变形与结构温度的强相关性，明确了潮位变化对... 详细信息

为解决沉管隧道接头薄弱环节安全状态不断演变且难以直接感知的技术难点，本文以港珠澳大桥海底沉管隧道为工程背景，通过分析既有监测数据，总结了管节接头的变形模式，揭示了管节接头张合变形与结构温度的强相关性，明确了潮位变化对接头剪切变形的显著影响。在此基础上提出了一种知识-数据驱动的沉管隧道接头变形快速推演方法：通过建立沉管隧道精细化有限元模型，开展海量典型变形模式下力学行为分析，构建沉管隧道变形服役行为数据集；利用BP神经网络，建立了基于仿真接头服役行为特征的沉管隧道接头全断面变形推演模型，实现了基于有限实测数据的接头全断面变形快速重构。该方法在港珠澳大桥沉管隧道的现场管养中得到成果应用，以2023年台风“苏拉”为例，基于台风登陆过程中接头的局部位移实测数据，推演了接头剪力键及止水带关键点位处管节接头的变形情况，结果表明，该沉管隧道接头系统整体受台风影响较小。所提出的分析方法能够一定程度上替代复杂、耗时的仿真分析，弥补沉管隧道接头薄弱环节的感知空白，提升实测数据对沉管隧道结构状态评估的指导意义。

关键词：知识-数据驱动沉管隧道管节接头安全状态仿真分析神经网络

基于突变理论的隔水岩体失稳分析及安全厚度计算

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中国安全科学学报 2024年第3期34卷 76-83页

作者：方林龚晟王桂林余浩招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067 重庆大学土木工程学院重庆400044

为了保障岩溶突水隧道施工和运营安全,基于弹性梁模型,应用突变理论建立岩溶突水顶板在动力扰动下失稳的双尖点突变模型;综合考虑围岩性质、静水压力、动力扰动等因素,分析岩溶突水隧道顶板的失稳机制和破坏条件,建立其失稳突变的判别方... 详细信息

为了保障岩溶突水隧道施工和运营安全,基于弹性梁模型,应用突变理论建立岩溶突水顶板在动力扰动下失稳的双尖点突变模型;综合考虑围岩性质、静水压力、动力扰动等因素,分析岩溶突水隧道顶板的失稳机制和破坏条件,建立其失稳突变的判别方程,并采用Matlab软件编程,求解顶板的最小安全厚度;同时,为了避免当静水压力过大时,突变理论公式的不合理性,单独计算仅在静水压力的情况下的最小安全厚度,并取两者计算值中的更大值。结果表明:隔水岩体是否保持稳定是由岩体内外因素共同决定的;岩体跨度越长,岩体最小安全厚度越大;岩体弹性模量越大,岩体最小安全厚度越小。在振动频率一定时,爆破荷载越大,岩体最小安全厚度越大;在爆破荷载的大小一定时,爆破振动的频率越大,岩体最小安全厚度越小;静水压力越大,岩体最小安全厚度越大。该岩溶突水隧道顶板安全厚度计算方法具有可行性与较高的准确性。

关键词：突变理论隔水岩体失稳安全厚度动荷载静水压力

知识-数据驱动的沉管隧道接头安全状态分析方法——以港珠澳大桥海底沉管隧道为例

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隧道建设（中英文） 2024年第9期44卷 1752-1761页

作者：丁浩周陈一郭鸿雁周云腾招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067 公路隧道国家工程研究中心重庆400067

为解决沉管隧道接头安全状态不断变化且难以直接感知的技术难点,以港珠澳大桥海底沉管隧道为工程背景,通过分析既有监测数据,总结管节接头的变形模式,揭示管节接头张合量与结构温度的强相关性,明确潮位变化对接头剪切变形的显著影响。... 详细信息

为解决沉管隧道接头安全状态不断变化且难以直接感知的技术难点,以港珠澳大桥海底沉管隧道为工程背景,通过分析既有监测数据,总结管节接头的变形模式,揭示管节接头张合量与结构温度的强相关性,明确潮位变化对接头剪切变形的显著影响。在此基础上提出一种基于知识-数据驱动的沉管隧道接头变形快速推演方法,通过建立沉管隧道精细化有限元模型,开展海量典型变形模式下的沉管隧道结构力学行为分析,构建沉管隧道变形服役行为数据集;利用BP神经网络,建立基于仿真接头服役行为特征的沉管隧道接头全断面变形推演模型,实现基于有限实测数据的接头全断面变形快速重构。该方法在港珠澳大桥海底沉管隧道的现场管养中得到成功应用。以2023年台风“苏拉”为例,基于台风登陆过程中接头的局部位移实测数据,推演接头剪力键及止水带关键点位处管节接头的变形情况。结果表明,该沉管隧道接头系统整体受台风影响较小。

关键词：知识-数据驱动沉管隧道管节接头安全状态仿真分析神经网络

动静荷载下岩溶突水隧道安全厚度计算方法研究

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中国安全科学学报 2024年

作者：方林龚晟王桂林余浩重庆大学土木工程学院招商局重庆交通科研设计院有限公司

为了保障岩溶突水隧道施工和运营安全，基于弹性梁模型，应用突变理论建立岩溶突水顶板在动力扰动下失稳的双尖点突变模型；综合考虑围岩性质、静水压力、动力扰动等因素，分析岩溶突水隧道顶板的失稳机制和破坏条件，建立其失稳突变的... 详细信息

为了保障岩溶突水隧道施工和运营安全，基于弹性梁模型，应用突变理论建立岩溶突水顶板在动力扰动下失稳的双尖点突变模型；综合考虑围岩性质、静水压力、动力扰动等因素，分析岩溶突水隧道顶板的失稳机制和破坏条件，建立其失稳突变的判别方程，并采用Matlab软件编程，求解顶板的最小安全厚度；同时，为了避免当静水压力过大时，突变理论公式的不合理性，单独计算仅在静水压力的情况下的最小安全厚度，并取两者计算值中的更大值。结果表明：隔水岩体是否保持稳定是由岩体内外因素共同决定的；岩体跨度越长，岩体最小安全厚度越大；岩体弹性模量越大，岩体最小安全厚度越小。在振动频率一定时，爆破荷载越大，岩体最小安全厚度越大；在爆破荷载的大小一定时，爆破振动的频率越大，岩体最小安全厚度越小；静水压力越大，岩体最小安全厚度越大。该岩溶突水隧道顶板安全厚度计算方法具有可行性与较高的准确性。

关键词：动力扰动突水突变理论岩溶隧道顶板最小安全厚度

基于改进YOLOv5s的公路隧道火灾烟雾智能检测算法

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中国公路学报 2024年

作者：邓实强丁浩蒋树屏杨孟刘帅陈建忠李文锋重庆交通大学土木工程学院招商局重庆交通科研设计院有限公司

隧道火灾快速感知为隧道运营安全提供重要保障，为隧道应急处置提供关键性决策信息。然而，现有的视频图像火灾烟雾检测方法在公路隧道复杂环境下存在准确性和时效性问题，并且缺乏基础视频图像数据。为此，本文通过开展实体公路隧道火... 详细信息

隧道火灾快速感知为隧道运营安全提供重要保障，为隧道应急处置提供关键性决策信息。然而，现有的视频图像火灾烟雾检测方法在公路隧道复杂环境下存在准确性和时效性问题，并且缺乏基础视频图像数据。为此，本文通过开展实体公路隧道火灾试验，创建高清视频图像数据集，以真实隧道场景下模拟的火灾烟雾视频图像为研究对象，提出一种基于改进YOLOv5s的智能检测算法。在模型中，使用增强后的Mosaic方法对训练数据增强；引入Transformer Encoder模块增强网络全局特征提取的能力，改善较小烟雾目标特征提取较为困难的问题，以提升网络性能；利用最新的轻量级卷积方法GSConv替换掉部分卷积模块Conv，减少网络参数的同时保持网络性能，达到压缩网络目的；添加轻量级高效通道注意力模块ECA，通过局部跨通道交互策略缓解监控摄像机远距离与火灾初期烟雾漏检问题，在少参数量增加的情况下进一步提升网络性能；使用CIoU损失函数与SiLU激活函数的组合让网络得到更快地收敛。为验证本文算法的有效性，选用YOLOv3、YOLOv3-efficientnet、YOLOv5s、YOLOX、YOLOv7、YOLOv7-tiny、SSD七种目标检测算法进行对比分析。结果表明：在自建的公路隧道火灾烟雾数据集上，本文算法的检测精确度达到97.27%，mAP@0.5为97.85%。尽管在原网络基础上提升的幅度仅为1.83%和1.13%，但相较于其他七种对比算法，本文算法对远距离和火灾初期的小尺寸烟雾目标有更好的检测效果，明显改善了漏检情况。此外，算法的检测速度为86.2FPS，能够满足隧道火灾检测的时效性要求，同时利用重庆真武山隧道火灾视频验证了算法的可靠性，为实现隧道复杂环境下的火灾快速感知提供了技术支持。

关键词：隧道工程烟雾检测火灾试验目标检测 YOLOv5s

基于改进YOLOv8的轻量化道路病害检测方法

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计算机工程与应用 2024年第14期60卷 175-186页

作者：胥铁峰黄河张红民牛晓富重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054 招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400000

针对复杂场景下道路病害检测模型占用内存空间大、计算复杂度高和检测速度难以满足实时目标检测要求等问题,提出一种面向复杂自然场景的轻量级道路病害检测模型DGE-YOLO-P。将网络中的C2f融合可变形卷积设计C2f_DCNv3模块增强对物体形... 详细信息

针对复杂场景下道路病害检测模型占用内存空间大、计算复杂度高和检测速度难以满足实时目标检测要求等问题,提出一种面向复杂自然场景的轻量级道路病害检测模型DGE-YOLO-P。将网络中的C2f融合可变形卷积设计C2f_DCNv3模块增强对物体形变的建模能力,并对输入特征信息进行降维处理,有效降低模型参数量和计算复杂度。设计GS-Decoupled head检测模块,降低检测头参数的同时实现全局信息的有效聚合。同时,设计E-Slide Loss权重函数,为困难样本分配更高权重,充分学习道路病害中的难样本数据,进一步提高模型检测精度。采用通道剪枝减少模型冗余通道,有效压缩模型体积并提高检测速度。实验结果表明,DGE-YOLO-P模型相较于YOLOv8n模型mAP提高2.4个百分点,而模型参数量、计算量和模型大小分别降低58.1%、66.7%和55.5%。检测速度FPS由34帧/s提高到51帧/s。

关键词：道路病害检测复杂场景 YOLOv8n 轻量化模型剪枝

可回收高性能双固化环氧树脂的制备及其电气性能

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复合材料学报 2024年第8期41卷 4103-4112页

作者：王浩欢秦岭王天兴史玲娜吴金锁文森国家山区公路工程技术研究中心招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067 重庆大巴山新材料有限公司重庆401120 重庆高速工程顾问有限公司重庆401120

环氧树脂为交通电气化进程提供了优异的绝缘、支撑和保护功能,但传统环氧树脂难以回收,这不符合绿色交通的可持续发展目标。现有的可回收环氧树脂综合性能较差,限制了其在交通电气化进程中的应用,亟需开发高性能可回收的环氧树脂。本文... 详细信息

环氧树脂为交通电气化进程提供了优异的绝缘、支撑和保护功能,但传统环氧树脂难以回收,这不符合绿色交通的可持续发展目标。现有的可回收环氧树脂综合性能较差,限制了其在交通电气化进程中的应用,亟需开发高性能可回收的环氧树脂。本文提出了光敏油基树脂和环氧树脂的光-热双固化方法,利用酯交换机制,在无催化剂的高温高压环境下实现了双固化环氧树脂的回收,同时回收树脂仍保持出色的理化和电气性能。结果表明:回收前双固化环氧树脂的综合性能良好;回收树脂的粒径越小、热压压强越大,回收后树脂的理化和电气性能越好,在220℃、10 MPa的环境下热压3 h后回收树脂的综合性能较优,弯曲和拉伸强度恢复率分别为92.0%和93.7%,工频下介电常数和介质损耗与回收前相差不大,击穿强度恢复率达到98.4%。该树脂在推进交通电气化的过程中具有一定潜力和应用前景。

关键词：可回收高性能酯交换双固化环氧树脂力学性能电气性能

考虑薄壁箱梁阻尼下的车-桥耦合振动解析理论与应用

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中国公路学报 2024年第8期37卷 1-16页

作者：莫向前杨永斌史康高丝雨耿波袁佩郑植国家山区公路工程技术研究中心重庆大学土木工程学院招商局重庆交通科研设计院有限公司

阻尼作为桥梁的固有属性，可以显著减小桥梁的动力响应，从而提高行车的安全性和舒适性。然而，为方便求解移动车辆下的空间桥梁动力学方程，通常会忽略桥梁阻尼的影响。因此，以单轴双自由度车辆通过单箱单室空间薄壁箱梁为例，推导了... 详细信息

阻尼作为桥梁的固有属性，可以显著减小桥梁的动力响应，从而提高行车的安全性和舒适性。然而，为方便求解移动车辆下的空间桥梁动力学方程，通常会忽略桥梁阻尼的影响。因此，以单轴双自由度车辆通过单箱单室空间薄壁箱梁为例，推导了考虑薄壁箱梁阻尼影响下车-桥耦合振动解析解。依据该解析解验证了利用车辆响应或轮胎-桥梁接触点响应识别桥梁扭转-弯曲耦合频率与竖向弯曲频率的可行性。此外，桥梁截面的单对称轴形式使得其质心与剪切中心不重合，导致桥梁横向与扭转运动耦合，而竖向运动相对独立。考虑桥梁双向阻尼特性，即允许为竖向运动和横向-扭转运动分配不同的阻尼比。同时，基于横截面刚性假设推导了车辆的摇摆和竖向接触响应，实现了桥梁扭转-弯曲频率和竖向频率的分离，并通过残余接触点响应技术消除了路面粗糙度的影响。研究结果表明：（1）通过摇摆和竖向接触响应可分别识别桥梁的前几阶扭转-弯曲耦合频率和竖向频率；（2）竖向和扭转-弯曲方向的阻尼比只影响自身方向频率的可见性，尤其是高阶频率；（3）残余接触响应技术表现出一定的鲁棒性，即在较差的路面状态下仍表现出较好的识别效果；（4）实际工程应用时，建议检测车以10 m·s-1(36 km·h-1)的速度运行。

关键词：桥梁工程薄壁梁解析解车桥耦合阻尼