为评估干湿循环作用对黄土边坡浅层土体强度的劣化效应，对甘肃定西Q
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原状黄土开展了不同干湿循环路径下的室内直剪试验，分析干湿循环次数、循环幅度与下限含水率对土体抗剪强度的影响，建立了考虑干湿循环三参数的强度劣化模型，并运用强度折减法对比了不同干湿循环路径下黄土路堑浅层边坡的长期稳定性。试验结果表明：随着干湿循环次数增加，原状黄土的黏聚力呈现先减小后趋于稳定的变化趋势，可采用双曲线函数进行拟合，内摩擦角呈线性下降趋势，10次干湿循环后，原状黄土黏聚力与内摩擦角的最大劣化度分别为27.64%与9.88%；在相同干湿循环次数下，循环幅度对原状黄土黏聚力和内摩擦角的劣化效应大于下限含水率；干湿循环过程中黄土路堑浅层边坡的长期稳定性系数遵循指数下降函数，不同干湿循环路径下边坡稳定性系数最大降幅为61.5%，且在6次循环后稳定性系数降幅约占总减小值的85%；干湿循环中循环幅度和下限含水率影响着黄土路堑浅层边坡稳定性，表现为随着下限含水率增大，浅层边坡稳定性系数先增大后趋于稳定，但随着循环幅度增大，稳定性系数线性减小；工程实际中边坡不同深度土体含水率变化范围不同，干湿循环路径存在差异，在进行黄土路堑边坡长期稳定性分析时建议考虑土体的干湿循环分层效应。
2023, 23(4): 104-115.
doi:
10.19818/j.cnki.1671-1637.2023.04.007
总结了路面检测重要研究成果, 分析了路面损坏、平整度、车辙、抗滑性能(构造深度) 和结构强度(弯沉) 检测技术的发展现状, 研究了路面检测技术的不足与发展方向。研究结果表明: 国内外路面检测技术的发展经历了3个阶段, 从早期传统的人工检测到20世纪末的半自动化检测, 发展到目前的无损自动检测; 无损自动检测的主要特点是快速与智能化, 采用多源传感器协同工作, 并且集成在多功能道路检测车上, 能够同时检测路面损坏、平整度、车辙、抗滑性能和结构强度以及道路线形与沿线设施等; 在路面损坏检测方面, 采用数字图像检测技术, 实现了路面裂缝的快速检测; 在路面平整度检测方面, 采用激光位移传感技术, 实现了快速自动化检测; 在路面车辙检测方面, 采用激光和数字图像技术, 实现了非接触智能化检测; 在路面抗滑性能和结构强度检测方面, 建立了铺砂法与贝克曼梁法检测结果的相关关系, 实现了基于激光技术的路面构造深度与弯沉快速检测; 为了减少外界因素对现有检测技术和检测设备的干扰, 提高检测信号的信噪比, 应该开发适合各种工况下的路面检测和数据处理方法, 实现路面检测高效化与智能化。
中国高速铁路是世界高速铁路发展中重要的一部分，从历史观点(人类社会发展的必然)和全球视野(世界高速铁路发展的延续)两方面重点回顾了中国高速铁路的崛起和发展历程，从宏观角度分析了世界高速铁路发展的时间轴，阐述了4次世界工业革命不断催生交通运输技术的重大进步，指出了世界高速铁路的发展都要经历4个阶段：酝酿、探索、成熟、发展。美国最早提出建设高速铁路，但至今还在酝酿期。日本、法国、德国等仍然处于探索期。只有中国高速铁路已进入快速发展期。围绕中国高速铁路取得的巨大历史成就，阐述了中国高速铁路引进、消化、吸收再创新到自主创新的过程，阐明了中国高速铁路之所以取得世界瞩目的重大成就，从政策层面看，主要是因为中国在吸收各国探索经验的基础上，在政府统筹下集中力量办大事，充分整合和利用企业、高校、科研院所等的资源优势，创建了轨道交通国家技术创新体系；从技术层面看，主要原因是取得了技术突破、理论突破和试验突破三大重要突破。探讨了高速铁路发展面临的技术挑战，论述了高速铁路关键技术的研究进展，展望了后高铁时代轮轨高铁和磁悬浮高铁的发展方向，提出了智能高铁、智慧高铁、数字高铁等未来发展思路，以期为中国高速铁路的未来走向和发展提供参考，助力中国交通强国伟大梦想的实现。
从磁悬浮轨道交通的基本原理、磁悬浮列车的技术特点等角度出发，简述了世界各国高速磁悬浮轨道交通的发展概况，对比了常导电磁悬浮、永磁电动磁悬浮、低温超导电动磁悬浮和高温超导磁悬浮等4种磁悬浮方式的研究历史、悬浮特点、悬浮间隙、悬浮能耗、控制系统、技术成熟度与应用情况；采用文献调研、比对、分析、提炼等方法，综述了国内外高校、研究机构和企业对于高速磁悬浮的研究进展；比较了各类磁悬浮轨道交通的原理、技术优势和劣势，分析了高速磁悬浮轨道交通在应用方面的可行性与不足，探讨了4种磁悬浮方式的技术经济性和应用前景与场景；提出了当前发展高速及超高速真空管道磁悬浮轨道交通亟待解决的牵引制动控制、动力和热力学、安全救援、管道密封性能与抽真空效率、无线通信、车内环境控制等6个关键科学问题，并介绍了中国原创高温超导磁悬浮的基础研究及关键技术研发进展与研发计划。研究结果表明：在400~600 km·h
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速度范围可采用常导电磁悬浮或超导磁悬浮技术；在600~1 000 km·h
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速度范围可采用超导磁悬浮技术；1 000 km·h
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及以上的速度可采用高温超导磁悬浮与真空管道或电动磁悬浮与真空管道的磁悬浮技术；作为一种前瞻性研究，高温超导与真空管道磁悬浮关键技术的突破和验证对推动中国乃至世界轨道交通快速发展具有重大而深远的意义。
为了解近20年世界拱桥的发展情况, 分析了钢拱桥、混凝土拱桥和钢管混凝土拱桥等拱桥的建设和技术创新, 展望了拱桥今后的发展趋势。分析结果表明: 在活载比重较大、动力问题比较突出的高速铁路桥梁中, 拱桥刚度大, 应用优势突出。在跨径方面, 3种大跨径拱桥的平均跨径分别为464、370和425 m, 且最大跨径不断增大, 以钢管混凝土拱桥最为明显。在材料方面, 高强钢在钢拱桥中的应用趋势并不明显; 混凝土拱桥的材料强度随着跨径的增大而不断提高, 超高性能混凝土已经得到应用; 钢管混凝土拱桥的拱肋材料强度在不断提高; 超高性能砂浆的提出将有助于提高圬工拱桥的竞争优势。在结构方面, 主拱采用新材料和钢腹板(杆)-混凝土组合截面, 与其他结构形成组合结构, 以及桥面连续化、轻型化和强调强健性, 是重要的技术进步。在施工技术方面, 钢管混凝土劲性骨架施工法、转体施工法和快速施工法等的发明, 推动着拱桥施工技术的进步。在结构创新与技术进步的推动下, 由于拱桥在美观、经济、结构等方面的独特优势, 今后仍将被大量修建; 超高性能混凝土有望为拱桥发展带来革命性的变化; 在跨径方面, 近期可望取得明显突破的是混凝土拱桥; 桥面系与主拱共同受力、连续化、轻型化和强调强健性也是重要发展方向。
分析了超高性能混凝土(UHPC)的收缩特性及其随时间发展的一般规律, 总结了材料组成、养护制度与内部温湿度场对UHPC收缩的影响。研究结果表明: UHPC收缩早期(0~7 d)发展快, 占总收缩的61.3%~86.5%, 中期(7~28 d)发展缓慢, 占总收缩的13.5%~27.9%, 后期(28 d后)趋于稳定; UHPC以自收缩为主, 占总收缩的78.6%~90.0%, 是早期开裂的主要诱因; 收缩测试起始时间可取试件成型后1 d(24 h), 终止时间可取90 d或120 d; 在结构设计时, 可参考各国规范取收缩为500~800
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, 热养护后可不考虑残余收缩; 对于收缩预测模型, 各国规范尚未统一, 多借鉴现有的收缩模型, 应完善与修正收缩预测模型; 对于材料组成, 目前集中于纤维、矿物掺合料的种类和掺量对收缩的定量影响, 且各组分对收缩的影响不同, 评价指标较为单一, 应结合结构用途、制备工艺与施工过程等进行综合评价; 对于内部温度与湿度场, 研究对象主要集中于28 d后的普通混凝土与高强高性能混凝土, 应深入研究胶凝材料含量大、组分差异性明显、活性矿物掺合料掺量高的UHPC早期内部温度与湿度场; 为了降低收缩, 基本采用内养护, 添加膨胀剂、减缩剂与粗骨料等措施。可见: 为了减小UHPC收缩的同时又不降低其力学性能, 应该优化UHPC配比, 合理使用外加剂, 采取适当养护制度等措施。
分析了自动驾驶汽车自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control, ACC) 和协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control, CACC) 车辆跟驰模型, 从系统控制原理、车车通信技术与车间时距方面阐述了ACC与CACC车辆的异同点; 将目前主流ACC/CACC车辆跟驰模型分为3类: 基于智能驾驶的车辆跟驰模型、加州伯克利大学PATH实验室车辆跟驰模型与基于控制论的车辆跟驰模型, 总结3类车辆跟驰模型的建模思路与主要优缺点; 从道路通行能力、交通安全和交通流稳定性3方面, 分析了ACC/CACC车辆对交通流特性的影响, 及其研究现状与未来发展趋势。研究结果表明: 不同的ACC/CACC车辆跟驰模型对通行能力的影响存在较大差别, ACC/CACC车辆有利于提升交通安全性, 但由于缺乏统一的安全性评价指标, 难以量化ACC/CACC车辆对交通安全性的影响程度; 小规模实车试验验证了ACC车辆具有不稳定的交通流特性, 否定了ACC车辆稳定性数值仿真结果, 而数值仿真试验和小规模实车试验均表明CACC车辆可较好提升交通流稳定性, 因此, 完全依赖于计算机仿真试验无法获得令人信服的结论, 实车试验是ACC/CACC研究的必要途径; 为了完善ACC/CACC在交通领域的研究, 应构建不同ACC/CACC车辆比例下的混合交通流基本图模型、智能网联环境下的ACC/CACC车辆跟驰模型建模方法与ACC/CACC混合交通流稳定性解析方法。
为了提高交通标志识别的正确率和实时性, 提出了一种基于HOG-Gabor特征融合与Softmax分类器的交通标志识别方法。采用Gamma矫正方法提取HOG特征, 采用对比度受限的自适应直方图均衡化方法提取Gabor特征, 基于线性特征融合原理, 将提取的HOG和Gabor特征向量直接串联, 得到刻画交通标志的融合特征向量, 采用Softmax分类器对融合特征向量进行分类, 采用德国交通标志识别基准(GTSRB) 数据库测试了所提方法的有效性, 比较了基于单特征与融合特征的交通标志识别效果。试验结果表明: 在图像增强过程中, 针对HOG特征, 采用Gamma矫正方法的分类正确率最大, 为97.11%, 针对Gabor特征, 采用限制对比度的直方图均衡化方法的分类正确率最大, 为97.54%;采用Softmax分类器的最小分类正确率为97.11%, 耗时小于2s;针对HOG-Gabor融合特征, 采Softmax分类器的识别率高达97.68%, 因此, 基于HOG-Gabor特征融合与Softmax分类器的交通标志识别方法的识别率高, 实时性强。
针对轨道交通预制拼装桥墩的受力特点, 提出了采用灌浆套筒和预应力筋连接的拼装方案; 设计了3种不同类型桥墩, 包括整体现浇试件(RC)、预应力钢绞线和灌浆套筒连接的预制拼装试件(PCSS) 与精轧螺纹钢筋和灌浆套筒连接的预制拼装试件(PCTS), 采用拟静力试验方法分析了各种桥墩的各种拟静力指标, 比较了桥墩的抗震性能。试验结果表明: PCSS和PCTS试件的各指标非常接近, 最大误差为2.2%;灌浆套筒会使传统塑性铰区上移至套筒顶部, 说明灌浆套筒对传统塑性铰区域具有局部增强作用, 建议对塑性铰的箍筋加密区高度应额外增加1个套筒高度; 采用预应力筋使试件的混凝土轴压力增大了1倍, 相应的开裂荷载也增大了约1倍; PCSS试件的屈服荷载和极限荷载正负向均值比RC试件分别提高了31%和34%, 等效屈服位移、极限位移和偏移率均值分别比RC试件提高了17%、13%、13%, 但是PCSS试件的延性系数平均降低了10%;在偏移率为6%时, PCSS试件的残余位移均值是RC试件的61%, 显示了较好的自复位能力; 与RC试件相比, PCSS试件的刚度提高了13%。相比于精轧螺纹钢筋, 钢绞线可以适当弯曲与成束, 面积调整灵活, 因此, 采用无黏结预应力筋和灌浆套筒连接的桥墩试件具有良好的使用性能和抗震性能, 可作为预制拼装轨道桥墩的推荐方案。
为了在发生重大突发公共卫生事件时提高城市医疗物资的应急救援效率, 减少人员伤亡与经济损失, 在分析重大突发公共卫生事件特点与应急物流特征的基础上, 将需求紧迫度作为配送影响因素, 提出以辖区人口、感染确诊及疑似病例、医疗物资需求点规模、医护人员数量和医疗物资缺口率为评价指标的医疗物资需求点需求紧迫度评价指标体系; 针对医疗物资应急物流的特点, 调整医疗物资配送时间窗参数, 建立由车辆行驶成本、配送延误惩罚成本和无配送延误补贴费用组成的总配送费用函数, 并考虑配送车辆载重、配送时间窗、医疗物资需求紧迫度等约束条件, 构建使总配送费用最少与需求紧迫度高的需求点优先配送的双重目标, 优化了医疗物资的配送路径; 依托SPSS、Yaahp和MATLAB软件平台, 结合算例, 利用层次分析法与遗传算法求解考虑与不考虑需求紧迫度的医疗物资应急物流配送路径优化模型。研究结果表明: 重大突发公共卫生事件下, 相对于不考虑需求紧迫度的配送路径, 考虑需求紧迫度的最优配送路径不仅对需求紧迫度较高的医疗物资需求点进行优先配送, 同时还使总配送费用减少了5.8%;需求紧迫度的引入能极大地改善调度的盲目性, 基于配送车辆载重、配送时间窗、医疗物资需求紧迫度等约束条件所构建的双目标优化模型能够有效地提高应急救援效率和减少不必要的调度成本。
根据智能汽车技术发展特点和趋势提出了人机共驾的概念; 从切换的发起者、强制性与计划性三方面论述了人机共驾智能汽车控制权切换的分类方法, 分析了广义和狭义2种分类的特点和应用范围; 从驾驶人的认知、驾驶负荷、反应力等方面剖析了人机共驾中人因的特性及其对控制权切换安全性的影响, 总结了控制权切换的试验研究方法和人机交互形式, 指出了控制权切换安全性研究存在的问题和未来发展方向。分析结果表明: 人机共驾智能汽车的应用范围是L2~L3级自动驾驶, 特点是人与系统彼此协同完成动态的驾驶任务; 由系统主动发起、驾驶人被动接管的控制权切换情形与安全性更被业内关注; 驾驶人能有效地对当前驾驶状态进行认知和评估, 进而接管车辆操作, 并最终规避风险, 是保证控制权切换安全性的关键; 人因是影响控制权安全平稳切换的重要因素, 主要表现为认知水平偏低, 切换前后驾驶负荷阶跃式突变, 次任务的影响机理不明确, 反应力随切换场景的不同而差异显著等; 该领域的主要研究还包括接管绩效的评价, 切换时机与人机交互方式的优化以及试验手段的提升等。
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