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2011年  第11卷  第3期

道路与铁道工程
Double iteration solving method of resistance partial factor
YAN Lei, ZHANG Xue-lin, HE Shuan-hai
摘要: The characteristics of nested loop for reflection transformation method and interpolation method were analyzed, a double iteration solving method of resistance partial factor was presented, and its program was designed by using VB. The resistance partial factors of bridge components were calculated when the effect ratios of living load to dead load were 0.10, 0.25, 0.50, 1.00, 1.50, 2.50. The resistance was modified by multiplying load effect combination value by resistance partial factor, and the corresponding reliability index was checked. Computation result indicates that component reliability index computed by using the method is larger than its target index. Their relative deviation is between 0.62%-0.92% under general operation state for vehicle, and it is between 0.62%-0.74% under dense operation state for vehicle. The result shows that the method is reliable and emphasis on safety.更多>
2011, 11(3): 1-5. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.03.001
摘要(762) HTML (72) PDF (335KB) (501)
Effect of hot weather on compressive strength of steel slag concrete
SELMAN M H, HE Shuan-hai
摘要: Steel slag concrete specimens were molded, in which the mass fractions of steel slag were respectively 10%, 30% and 50%. Ordinary concrete specimens and steel slag concrete specimens were respectively put into the waters with 40 ℃, 50 ℃ and 60 ℃, their compressive strengths and ultrasonic pulse velocities (UPV) were measured, and the effect of hot weather on the compressive strength of steel slag concrete was analyzed. Analysis result shows that the compressive strengths of concretes cured in hot weather do not decrease at different ages.The maximum compressive strength of steel slag concrete is 61 MPa at age 90 d, and is 18% bigger than that of ordinary concrete.Obviously, steel slag concrete has higher compressive strength in hot weather compared with ordinary concrete.更多>
2011, 11(3): 6-9. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.03.002
摘要(716) HTML (75) PDF (425KB) (468)
集料CBR颗粒流模拟与强嵌挤粗集料骨架级配设计
戴学臻, 蒋应军, 任皎龙, 董国军, 孙廷选, 刘根昌
摘要: 应用PFC2D模拟了集料加州承载比(CBR) 试验, 分析了单规格粗集料、合成粗集料与粗细混合集料的CBR变化规律, 提出了强嵌挤粗集料骨架级配, 并对其力学性能进行了室内试验验证。研究结果表明: 19~31.5 mm集料构成了具有强嵌挤力的主骨架结构, 最佳质量分数为50%~70%;9.5~19 mm和4.75~9.5 mm集料具有填充主骨架空隙或干涉主骨架结构形成的作用, 4.75~9.5 mm集料最佳质量分数为10%;粗细集料最佳比例为65∶35, 此时粗细混合集料CBR值最大, 大于540%;由强嵌挤粗集料骨架级配组成的混合料的CBR和抗压强度分别为规范级配的1.19倍和1.10倍以上, 证明了粗集料级配具有良好的力学性能。更多>
2011, 11(3): 10-15. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.03.003
摘要(783) HTML (104) PDF (776KB) (563)
沥青混合料车辙试验改进方法
关宏信, 张起森, 刘敬
摘要: 分析了现行规范中车辙试验方法与路面实际存在的区别, 提出在检验重载车辙时降低加载速度, 补充开展沥青面层的全厚式车辙试验, 在全厚式试件中形成温度梯度的车辙试验改进方法。改进了车辙试验机, 提出不同加载速度下车辙试验时长确定方法和动稳定度计算方法, 利用改进车辙试验机开展了沥青混合料重载低速车辙试验、均匀温度场与温度梯度下全厚式试件的车辙试验, 并基于车辙试验改进方法提出了沥青混合料抗车辙性能评价方法。试验结果表明: 加载速度降低2/3将使沥青混合料动稳定度下降50%~70%, 全厚式试件动稳定度比表面层沥青混合料动稳定度低20%~50%, 这样可充分解释上坡沥青路面产生的车辙现象, 车辙试验改进方法可行。更多>
2011, 11(3): 16-21. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.03.004
摘要(818) HTML (148) PDF (373KB) (613)
回填施工对覆土波纹钢板拱桥受力性能的影响
王全录, 刘保东, 杨成栋, 冯丽, 王元丰
摘要: 根据有限元软件和内蒙古某座拱桥参数, 用beam3二维梁单元模拟波纹钢板, 用plan42二维实体单元模拟回填土体, 建立了考虑回填高度与拱圈相互作用的平面模型, 计算了不同回填高度下的拱圈弯矩和轴力, 分析了回填高度对拱圈应力和变形的影响。计算结果表明: 在对称回填施工过程中, 拱圈最大径向绝对位移约为0.9 mm, 拱圈最大、最小应力分别约为10-、27 MPa; 在不对称回填施工过程中, 拱圈最大径向绝对位移约为1.4 mm, 拱圈最大、最小应力分别约为12、-18 MPa, 且最大径向绝对位移和最大应力均出现在拱圈右侧的1/8跨度附近。在回填施工过程中, 应重点监控拱圈右侧1/8跨度附近拱圈的应力和变形。更多>
2011, 11(3): 22-28. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.03.005
摘要(934) HTML (126) PDF (1157KB) (518)
磨耗车轮与曲线钢轨接触关系
张军, 贾小平, 孙传喜, 孙丽萍
摘要: 利用轮轨型面测量仪测量了SS4机车JM3型磨耗车轮型面和小半径曲线钢轨型面, 采用样条曲线拟合方法获得了车轮几何型面, 选取5种不同磨耗程度的车轮型面, 建立了三维轮轨接触有限元模型, 计算了轮轨接触斑面积和接触应力。计算结果表明: Ⅰ型车轮与磨耗钢轨接触时, 接触斑面积最小, 仅为183 mm2, Von Mises应力最大值为1 459 MPa, 应力主要集中在轮缘根部; Ⅱ型车轮与磨耗钢轨接触时, 接触斑面积为294 mm2; Ⅲ型车轮与磨耗钢轨接触时, 接触斑面积明显增大, Von Mises应力最大值为1 137 MPa, 应力分布比较均匀, 轮缘磨耗减缓; Ⅳ型车轮与磨耗钢轨接触时, Von Mises应力最大值为890 MPa; Ⅴ型车轮与磨耗钢轨接触时, Von Mises应力最大值为953 MPa, 但轮缘磨耗已到极限。更多>
2011, 11(3): 29-33. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.03.006
摘要(984) HTML (211) PDF (888KB) (569)
载运工具运用工程
长大重载列车系统动力学
池茂儒, 蒋益平, 张卫华, 王勇
摘要: 利用循环变量法解决了长大重载列车的自由度难题, 考虑了列车纵向、横向和垂向性能之间的耦合关系, 建立了长大重载列车三维空间耦合动力学模型, 分析了牵引、制动和惰行工况下的长大重载列车在直线轨道、曲线轨道和坡道上的动力学性能。仿真结果表明: 在牵引工况下, 列车头部和尾部车辆比列车中部车辆的动力学性能差; 在制动工况下, 列车中部车辆比列车头部和尾部车辆的动力学性能差; 在惰行工况下, 列车不同位置车辆的动力学性能差别较小; 在曲线轨道上, 3种工况对列车动力学性能影响最大, 所以应尽量以牵引、制动工况通过直线轨道, 以惰行工况通过曲线轨道。更多>
2011, 11(3): 34-40. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.03.007
摘要(763) HTML (157) PDF (1120KB) (576)
时速250km以上高速列车制动模式曲线算法
上官伟, 蔡伯根, 王晶晶, 王剑, 王利
摘要: 研究了时速250 km以上高速列车制动系统, 分析了高速列车的运行阻力、制动力与制动距离。根据目标距离模式曲线理论, 建立了高速列车的制动模式曲线分段迭代模型。应用MAT-LAB/Simulink软件, 分析了CRH2-300型高速列车在平直道上、15‰与25‰直坡道上的运行阻力的变化, 对比了CRH2-300型和CRH3型高速列车在制动初速为300 km.h-1时的常用和紧急制动曲线。计算结果表明: 在平直道上, CRH2-300型高速列车紧急制动距离为2 786.68 m, CRH3型高速列车紧急制动距离为3 319.37 m, 均满足紧急制动距离小于3 700 m的制动要求; 仿真制动曲线和实际制动曲线基本一致, 验证了分段迭代算法的有效性。更多>
2011, 11(3): 41-46. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.03.008
摘要(1195) HTML (213) PDF (989KB) (723)
车轮多边形化对车辆运行安全性能的影响
吴磊, 钟硕乔, 金学松, 李玲
摘要: 用Timoshenko梁、Euler梁分别模拟钢轨、直线电机定子与反力板, 用集中质量块、三维实体有限元分别模拟有砟轨道、板式轨道, 建立了直线电机车辆/轨道耦合动力学模型, 分析了2种轨道上不同磨耗程度车轮对轮轨法向力和脱轨系数的影响。计算结果表明: 当车辆以速度为60 km.h-1通过半径为300 m的曲线轨道时, 在板式轨道上的轮轨法向力最小、最大值分别为55.34、112.53 kN, 脱轨系数最大值为0.290, 在有砟轨道上的轮轨法向力最小、最大值分别为60.70、123.00 kN, 脱轨系数最大值为0.289;当车辆以速度为60 km.h-1通过半径为600 m的曲线轨道时, 在板式轨道上的轮轨法向力最小、最大值分别为52.93、107.59 kN, 脱轨系数最大值为0.064, 在有砟轨道上的轮轨法向力最小、最大值分别为59.45、112.33 kN, 脱轨系数最大值为0.071;当车辆以速度为90 km.h-1通过波长为100 mm的3种深度的凹坑时, 在板式轨道上的轮轨法向力最小、最大值分别为49.54、114.36 kN, 脱轨系数最大值为0.024, 在有砟轨道上的轮轨法向力最小、最大值分别为50.19、134.29 kN, 脱轨系数最大值为0.031。各种工况下的脱轨系数均在安全限度以内, 不会引起脱轨。更多>
2011, 11(3): 47-54. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.03.009
摘要(817) HTML (114) PDF (1384KB) (592)
高速列车车内中高频气动噪声计算方法
刘加利, 张继业, 张卫华
摘要: 利用SST k-w湍流模型计算了高速列车的外部非定常流场, 提取了车身表面的脉动压力; 基于统计能量分析理论, 建立了高速列车车内中高频气动噪声分析模型, 确定了模型中各个子系统的参数, 计算了由车外脉动压力诱发产生的车内气动噪声。计算结果表明: 高速列车车头的脉动压力变化最剧烈; 在中高频范围内, 司机室和乘客室的声压级随着频率的增大而减小, 在频率为0.5 kHz时, 司机室的最大声压级为93.79 dB, 乘客室的最大声压级为81.99 dB; 在各个频率下, 司机室3个声腔的声压级的最大差值为3.89 dB, 乘客室3个声腔的声压级的最大差值为8.69 dB; 司机室的声压级大于乘客室的声压级, 司机室中部声腔的声压级最大, 且主要能量输入来自于车窗和底板。通过对车窗进行有效设计及改善车内吸声性能, 能够降低车内气动噪声。更多>
2011, 11(3): 55-60. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.03.010
摘要(779) HTML (73) PDF (758KB) (550)
交通运输规划与管理
2009年中国高速公路网运输状态
肖润谋, 陈荫三, 李彬
摘要: 以中国高速公路联网收费系统数据库为主, 并辅以收费站典型抽样调查, 分析了中国高速公路网运输状态。与2008年相比, 2009年高速公路网客运密度同比增长7.96%;小客车(不大于7座) 完成旅客周转量的43.30%, 同比上升了2.29%;Ⅰ型和Ⅳ型客车平均运行速度略有下降, 而Ⅱ型和Ⅲ型客车平均运行速度略有上升; 货运密度同比上升了4.58%, 汽车列车完成货物周转量的76.14%, 货运车辆的空车走行率为19.84%, 同比略有下降; 超限30%以上的货车比重为4.62%;2009年中国高速公路运输保持高速增长态势, 高速公路交通事故呈现平稳下降态势, 同比下降了13.40%。更多>
2011, 11(3): 61-67. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.03.011
摘要(450) HTML (78) PDF (2130KB) (425)
双车道公路超车视距计算方法
王润琪, 周永军, 肖传恩
摘要: 从安全行车角度分析了影响双车道公路超车视距的5个因素, 设计了超车汽车、被超车汽车和对向来车三者在双车道公路的行车示意图, 建立了计算超车汽车从开始超车到完成超车所需超车视距的数学模型。确定了汽车制动距离、同车道车头间距等计算参数, 运用数学解析方法, 提出了超车视距的具体计算公式。选择不同设计速度和行车速度, 计算了小汽车和货车在双车道公路的超车视距。分析结果表明: 双车道公路超车视距与公路设计速度、超车汽车的超车速度、被超车汽车和对向来车的行驶速度、同车道车头间距有关; 当被超车汽车和对向来车的速度小于超车速度一半时, 超车视距的计算值才接近规定值; 从安全角度看, 中国双车道公路超车视距规定值偏小。更多>
2011, 11(3): 68-73. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.03.012
摘要(500) HTML (203) PDF (609KB) (597)
受限单分配枢纽选址问题的并行蚁群算法
崔小燕, 李旭宏, 毛海军, 张永, 杨平乐
摘要: 研究了受限单分配枢纽选址问题的特点, 以网络运输总成本和固定设施费用之和为最小化目标函数, 建立了具有较少变量的混合整数线性规划模型, 应用并行蚁群算法对模型进行求解, 并结合澳大利亚邮政数据进行选址仿真试验。计算结果表明: 对于最难求解的50个节点的双紧约束问题, 算法运算时间为3.59 s, 远低于已有的其他算法; 各算例的运算偏差不大于0.09%。可见, 并行蚁群算法具有良好的求解效率和计算稳定性。更多>
2011, 11(3): 74-81. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.03.013
摘要(530) HTML (39) PDF (781KB) (598)
基于优势度的风险控制方案选择模型
鲍君忠, 刘正江, 王利东
摘要: 分析了单一参照指标选择风险控制方案存在的片面性, 考虑样本在指标上的序关系及其差异程度, 提出了基于优势度的风险控制方案多参照指标选择模型。模型中充分利用了数据所包含的信息, 实现了专家主观因素与数据客观规律相结合的功能, 并可通过调整权重向量突出某个指标在排序中的作用。以国际海事组织的油船和普通杂货船综合安全评估报告提供的风险控制方案为例, 采用模型进行方案优选。分析结果表明: 在各种权重向量下, 算例1中方案2、5、6和算例2中方案1、2、3、6、13的优势度都较大, 属于比较理想的方案; 算例2中方案的优势度随着总灾难转移费用的不断增加而逐渐减小, 总灾难转移费用可作为风险控制方案的优先选择指标。可见, 模型具有较强的适应性。更多>
2011, 11(3): 82-87. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.03.014
摘要(686) HTML (103) PDF (549KB) (808)
转弯航路碰撞风险模型
曲玉玲, 韩松臣, 张明
摘要: 引入时间变量和时间间隔变量, 分析了飞机之间任意时刻的标称间隔和碰撞风险, 建立了基于时间间隔分布、飞机流率、机型比例与转弯角的碰撞风险模型, 计算了转弯航路的碰撞风险, 分析了不同参数对碰撞风险的影响。分析结果表明: 碰撞风险是随着航段起始点到转弯点的距离与飞机流率的增大而逐渐增大, 随着飞机到达转弯点的最小时间间隔的增大而逐渐减小。可见, 此模型简单可靠。更多>
2011, 11(3): 88-92. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.03.015
摘要(548) HTML (66) PDF (293KB) (465)
带有模糊参数的电子废弃物逆向物流规划模型
刘枚莲, 李丹, 邱建伟
摘要: 通过对彩色电视、电冰箱、空调、洗衣机、电脑、手机6种电子废弃物的逆向物流网络结构的选择, 建立了带有模糊参数的电子废弃物逆向物流规划模型。利用容差法将模糊约束条件清晰化, 把模糊规划模型转化为确定型的线性规划模型, 利用WinQSB软件对模型求解。结合广西的交通运输发展状况, 参照其他地区电子废弃物回收处理成本, 计算了不同置信水平下的广西电子废弃物再制造中心、检测中心和填埋场的位置, 确定了广西电子废弃物逆向物流网络。研究结果表明: 在置信水平分别为0.80、0.90、0.95时, 广西电子废弃物逆向物流网络节点的功能没有发生变化, 再制造中心的处理量分别为24 532.22、5 089.72、5 368.5 t。更多>
2011, 11(3): 93-99. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.03.016
摘要(632) HTML (45) PDF (639KB) (556)
交通信息工程及控制
平台式惯导系统两点校的常值误差分析
杨晓东, 邓太光
摘要: 为估计和补偿各种误差源引起的综合校正误差, 针对平台式惯导系统综合校正中的两点校, 从理论上分析了外部测量信息误差和惯性平台水平误差角对陀螺常值漂移综合校正效果的影响, 推导了陀螺常值漂移误差限与校正时间间隔的关系, 并对受外部测量信息误差影响的两点校过程进行了仿真。研究结果表明: 在目前的外部测量信息精度和平台水平精度下, 两次重调的间隔时间为10 h时, 两类误差最大值的量级均为0.001 (°).h-1; 两点校对陀螺常值漂移的估计误差与两类误差均成线性关系; 提高外部测量信息精度和惯性平台的水平精度是提高两点校精度的关键。更多>
2011, 11(3): 100-104. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.03.017
摘要(530) HTML (100) PDF (395KB) (541)
基于CTM的交通信号多目标优化方法
杨东霞, 巨永锋
摘要: 研究了城市交通信号的控制与优化问题, 以整个网络延误、油耗以及路网机动车尾气排放量为优化目标, 推导了基于元胞传输模型的网络延误、油耗以及路网机动车尾气排放量计算公式, 建立了一种基于元胞传输模型的城市交通信号控制的多目标优化方法, 并利用多目标遗传算法进行了优化求解。仿真结果表明: 应用此方法在轻度、中度、重度交通流状况下形成了绿波带, 可以实现对交通信号的协调控制, 同时实现了对路口交通信号的优化设置。更多>
2011, 11(3): 105-111. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.03.018
摘要(731) HTML (136) PDF (655KB) (738)
区域交通流协调控制方法
梁超, 范炳全, 韩印
摘要: 根据Agent技术和模糊控制方法, 提出了区域交通流协调控制方法。以路段拥挤度和绿灯持续时间为输入变量, 以绿灯修正延长时间为输出变量, 确定了变量数据的获取方式以及变量之间的对应关系, 设计了协调控制器。根据下游交叉口配时的不同方案, 制定了不同的模糊控制规则, 修正了控制策略, 并运用MATLAB进行仿真。仿真结果表明: 采用Agent技术和模糊控制方法后, 平均总延误为127.431 s·km-1, 下降了约9.9%;路段平均流量密度为18.828 veh·km-1; 路段平均流量为9 597 veh·h-1; 平均车速为17.798 km·h-1, 提高了约6.3%。可见, 路网密度明显降低, 交通状况明显改善。更多>
2011, 11(3): 112-117. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.03.019
摘要(685) HTML (107) PDF (635KB) (512)
基于Kriging插值的无检测器路段交通数据插补方法
邹海翔, 乐阳, 李清泉, 叶嘉安
摘要: 从交通流扩散的特点和人的先验知识出发, 提出采用Kriging插值法对路网中无检测器路段进行交通数据插补。基于交通数据空间相关性的特征, 对交通数据进行空间建模, 从而以空间距离作为度量基准对未知路段交通数据进行估计。利用南昌市浮动车系统中提取的路段行程速度作为试验数据, 进行了试验验证。研究结果表明: 在城市交通中各个典型时段行程速度的插补值标准差可以控制在8 km·h-1以内; 在针对路网形态差异较大的中心区和湖区分别进行的试验中, 行程速度的平均绝对误差都保持在2~5 km·h-1之间。可见, 该方法具有良好的时态和区域移植性。更多>
2011, 11(3): 118-126. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.03.020
摘要(815) HTML (196) PDF (1573KB) (757)