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2009年  第9卷  第5期

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道路与铁道工程
喷涂型沥青路面预防性养护材料性能评价指标及方法
张超, 王春清, 杨书祥, 王玉顺
摘要: 为有效发挥喷涂型沥青路面养护材料的功能, 根据防止或延缓沥青的老化性能, 抵御水侵入路面结构内部的防水性能, 以及抗滑性、耐久性和耐油污性等路用性能要求, 采用5种不同喷涂型预防性养护材料进行研究, 通过室内试验建立针对这类材料路用性能评价指标和方法。分析结果认为: 添加养护材料的沥青老化前、后残留延度比能够较好地反映养护材料的抗老化性, 良好的养护材料渗水系数应降低80%以上, 其抗滑性以测得的摆值不低于沥青路面的验收标准, 并可通过磨耗试验后摆值变化规律和车辙试验的动稳定度的降低程度分别建立喷涂型养护材料的耐久性和抗油污性的评价方法。更多>
2009, 9(5): 1-6. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.001
摘要(623) HTML (95) PDF (488KB) (700)
筋土界面摩擦特性影响因素分析
凌天清, 周滨, 吴春波, 郑智能
摘要: 以整体式单向聚乙烯土工格栅与钢塑复合加筋带为加筋材料, 以含细粒土砂为填料, 设计了高速公路拓宽工程加筋边坡。通过室内拉拔试验对填料在不同含水量和不同压实度条件下与土工格栅之间的摩擦特性进行分析, 并对比了原样土工格栅、去除横肋的土工格栅和土工加筋带三者之间的界面摩擦特性。分析结果表明: 在填料含水量高于填料的最佳含水量时, 筋土界面强度随着含水量增加而降低, 且变化明显, 随着填料压实度的提高而不断增强, 加筋效果也明显增强; 土工格栅的横肋对筋土界面特性影响非常明显, 贡献率高达50%以上。更多>
2009, 9(5): 7-12. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.002
摘要(730) HTML (133) PDF (1050KB) (564)
在役混凝土桥梁构件可靠性实用评估方法
闫磊, 吕颖钊, 贺拴海, 蒋静
摘要: 为了实现对在役混凝土桥梁构件可靠性的快速评估, 建立了考虑活载影响修正系数及评估基准期影响的汽车荷载效应概率模型, 给出了基于抗力分项系数和界限系数的在役混凝土桥梁构件承载力等级的评定标准。以构件的受力状态、抗力损伤程度、汽车荷载效应与恒载效应之比及评估基准期4个主要因素为依据, 通过大量运算提出了在役桥梁构件承载能力可靠性评估方法。依据《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB/T50283—1999)中的方法求得一座在役桥梁可靠指标为4.21, 对应结构安全等级为二级; 采用本文方法得到检算指标为0.994, 评价结果为二类, 与规范评定的结果接近, 表明该方法简便、可行。更多>
2009, 9(5): 13-19. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.003
摘要(603) HTML (117) PDF (624KB) (773)
近断层地震动作用下减隔震桥梁空间动力分析
王统宁, 刘健新, 于泳波
摘要: 采用非线性时程分析法, 分析了减隔震桥梁和非减隔震桥梁的三维地震响应。通过对比减隔震桥梁在不同地震动激励下的动力响应, 研究了减隔震桥梁承受近断层地震动的响应特性。通过对比减隔震和非减隔震桥梁纵向地震位移, 研究了近断层地震动对铅销橡胶支座的减震性能的影响。研究结果表明: 与普通地震动激励相比, 在近断层长周期脉冲型地震动激励下, 减隔震桥梁减震率由54.4%降低为18.3%, 隔震支座的减震效果降低了; 在近断层脉冲地震动作用下, 减隔震桥梁梁体纵向位移为179.6mm, 非减隔震桥梁为151.6mm, 铅销橡胶支座增大了梁体的纵向位移, 易造成相邻梁体的碰撞或落梁, 因此, 近断层地区桥梁不宜采用铅销橡胶支座隔震。更多>
2009, 9(5): 20-25, 31. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.004
摘要(629) HTML (92) PDF (935KB) (488)
钢轨感应电流分布特性
吴广宁, 雷栋, 董安平, 王万岗, 艾兵
摘要: 利用微元法, 推导了钢轨感应电流的数学模型。以大秦铁路实时同步测试数据为基础, 分析了电气化铁道钢轨感应电流的形成机理、分布特性、影响因素及其对钢轨电压的影响。实测数据对比表明: 该模型误差在10%以内, 可以满足工程要求; 机车与牵引变电所的距离越大, 钢轨感应电流越大, 其分布为中间大, 两端小; 衰减常数越大, 钢轨感应电流越大, 感应电流饱和速度越快; 钢轨感应电流具有降低钢轨电压的效果, 机车与牵引变电所的距离越大, 效果越明显, 随着距离的增加, 感应电流对钢轨电流输入点的电压最大可以降低55%。更多>
2009, 9(5): 26-31. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.005
摘要(597) HTML (97) PDF (825KB) (422)
载运工具运用工程
基于延续算法的六轴机车蛇形运动分岔分析
高学军, 李映辉, 高庆
摘要: 以六轴机车系统为研究对象, 采用Vermeulen-Johnson蠕滑理论和一分段线性函数分别计算轮轨滚动接触蠕滑力和轮缘力, 研究了机车系统运行于理想平直轨道上的蛇形运动分岔问题。将基于切向量进行预测、牛顿迭代进行校正、可逐步求解整个系统解分支曲线的延续算法应用于机车系统的Hopf分岔及周期解的追踪和求解。计算结果表明: 车辆系统在速度达到53.700m.s-1时, 从稳定的定常解分岔出一不稳定的周期解, 该周期解在速度降到50.855m.s-1时又恢复了稳定, 在此过程中出现的亚临界Hopf分岔会引起系统摆振幅值出现突跳与迟滞现象; 在低速及高速情况下的一些速度区间, 机车系统都有可能出现多种摆振形式共存的非线性动力学现象。更多>
2009, 9(5): 32-36. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.006
摘要(511) HTML (90) PDF (639KB) (487)
直线感应电机车辆建模与动力学仿真
刘彬彬, 曾京, 罗仁, 邬平波
摘要: 为了研究采用直线感应电机(LIM)驱动的地铁车辆的动力学性能和直线感应电机的悬挂特性, 建立了直线感应电机的经典电磁力学模型和有限元模型、地铁车辆系统多体动力学模型。在直线感应电机的经典电磁力学模型中, 考虑了纵向边端效应、横向边端效应和气隙等因素的影响。采用数值方法求解电机的牵引力、法向力和点头力矩, 对比了经典模型和有限元模型的计算结果。仿真结果表明: 直线感应电机力学模型能反映直线感应电机力学特性, 满足地铁车辆动力学仿真要求; 直线感应电机地铁车辆动力学特性与电机气隙变化规律和悬挂方式密切相关, 不同的电机悬挂方式各有利弊; 合适的电机悬挂方式和气隙控制策略能提高车辆运行稳定性, 降低轮轨磨耗和改善车辆曲线通过性能。更多>
2009, 9(5): 37-43. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.007
摘要(695) HTML (113) PDF (1560KB) (433)
基于轴距预瞄的汽车半主动悬架控制及试验
贝绍轶, 袁传义, 冯俊萍
摘要: 为了研究轴距预瞄控制技术对半主动悬架系统性能的影响, 构建了基于轴距预瞄的1/2车辆半主动悬架综合模型, 结合神经网络和PID控制理论, 提出了单神经元自适应PID控制算法, 设计了轴距预瞄半主动悬架单神经元PID控制系统, 进行了仿真计算。为研究单神经元自适应PID控制策略的有效性及其控制系统的可靠性, 同时进行了基于轴距预瞄的实车道路试验。研究结果表明: 与被动悬架系统相比, 在车速为50km.h-1时, 车身质心垂直加速度的峰值和标准差分别减少了20.91%和19.11%;车速为60km.h-1时, 分别减少了24.42%和26.85%, 并且俯仰角加速度也有一定程度降低, 较好改善了车辆的行驶平顺性。更多>
2009, 9(5): 44-48. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.008
摘要(713) HTML (143) PDF (787KB) (579)
基于舒适性及道路友好性的拖挂车辆悬架参数优化方法
郑仲浪, 吕彭民
摘要: 为了分析悬架系统对车辆舒适性和道路友好性的影响和选择合理的车辆悬架参数, 建立了七自由度的四轴拖挂车辆动力学模型。以拖车车身垂向加速度和各轴轮胎对路面的动作用力为目标函数, 通过统一目标函数法, 对拖挂车辆的各悬架参数进行多目标优化设计。优化后, 拖车车身垂向加速度下降了21.43%, 对路面具有最大作用力的拖车后轮的动载力减小了17.72%。优化结果表明: 合理选择拖挂车辆悬架参数不但可保证车辆行驶的舒适性, 而且还能明显减小重载车辆对路面的动作用力, 减轻对路面的损伤。更多>
2009, 9(5): 49-54. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.009
摘要(555) HTML (113) PDF (685KB) (472)
发动机泄漏辅助制动数值模拟
罗福强, 杭瑾, 何仁
摘要: 为了研究发动机泄漏辅助制动系统的工作过程, 应用计算流体力学软件Fluent建立了发动机泄漏辅助制动系统的数值模拟计算模型, 利用压力曲线对模型进行了验证, 计算了发动机泄漏制动时的缸内压力和流场分布情况。发现: 发动机泄漏辅助制动系统工作时, 排气门预开间隙大, 则缸内所能达到的压力峰值小, 得到的制动功率小。在压缩过程开始阶段与膨胀过程中, 出现了气体由排气道倒流入气缸中的现象, 且转速低, 排气门开度大时, 倒流现象出现得早。分析结果表明: 适当选择排气门预开间隙, 可以提高发动机泄漏辅助制动系统的制动功率。更多>
2009, 9(5): 55-61. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.010
摘要(588) HTML (155) PDF (1765KB) (402)
基于核主成分分析的小波尺度谱图像特征提取
孙丽萍, 陈果, 谭真臻
摘要: 分析了转子不平衡、不对中、碰摩及油膜涡动的尺度谱图像特征, 提出利用核主成分分析(KPCA)对故障信号的小波尺度谱进行特征提取的方法。利用ZT-3多功能转子试验台获取上述4种故障各32个样本, 对其进行连续小波变换和KPCA特征提取, 并同时提取了相同样本条件下的尺度谱纹理特征和频谱特征。最后利用参数自适应支持向量机模型对提取的特征进行了分类测试。分析结果表明: KPCA方法所提取特征的平均识别效果均达到90%以上, 高于尺度谱纹理特征和频谱特征的分类结果, 能够有效提取尺度谱的特征, 有利于转子故障的智能诊断。更多>
2009, 9(5): 62-66. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.011
摘要(441) HTML (110) PDF (506KB) (295)
交通运输规划与管理
基于ArcGIS的基础路网规划方法
虎啸, 吴群琪, 陈雪, 卢昕玮, 蒋静
摘要: 为了解决中国公路运输的“瓶颈”问题, 分析了现有公路网的干线路网和基础路网的范畴, 研究了公路建设费用、土地占用成本、运输成本、路网使用效率4个因素对基础路网布局规划的影响, 以有利于国民经济和社会发展产生的运输需求为目标, 构造了基础路网规划的四因素模型和算法, 开发了模型与算法的集成软件ArcGIS。分析结果表明: 规划后的基础路网使用效率能相对保持在70%~80%内, 能够清楚地反映研究区域的运输需求流量和流向, 因此, 集成软件ArcGIS可行。更多>
2009, 9(5): 67-72. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.012
摘要(665) HTML (92) PDF (1294KB) (465)
面向实时短时交通流预测的过程神经元网络建模
宋国杰, 胡程, 谢昆青, 彭锐
摘要: 为了充分利用交通流的时空过程特性, 进行交通流的实时预测, 将过程神经元网络和数据流在线学习技术引入到短时交通流预测中。充分考虑交通流的日周期、周周期等内在特性, 结合过程神经元网络和小波变换, 实现对历史数据的多尺度过程特征处理。构建了路网整体预测过程神经元网络模型, 并采用主成分分析方法, 利用交通流空间相似性的影响对模型进行优化。基于Harr小波技术提出具有自适应和实时性预测特征的在线学习算法。试验结果表明: 该模型的预测准确性优于普通神经网络, 平均百分比相对误差降低6%~8%, 预测时间至少降低67%, 具有较高的性能, 能满足短时交通流实时预测的需求。更多>
2009, 9(5): 73-77. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.013
摘要(613) HTML (111) PDF (618KB) (506)
基于模糊逻辑与离散选择模型的混合疏散人口估计模型
安实, 崔建勋, 王健
摘要: 为了合理预测潜在危险区域人员是否参与疏散的决策行为, 以模糊逻辑与离散选择模型为理论基础, 构建了能够反映影响人员疏散决策行为的因素及其影响程度的混合预测模型。该模型以二项Logit模型为主体结构, 兼用模糊逻辑对主观、定性变量进行处理, 在显著性分析的基础上, 筛选对疏散决策行为影响较大的解释变量并确定其在效用函数中的系数。采用美国Andrew飓风的疏散行为调查数据, 估计和测试了该混合模型, 并将其与以往相关模型的预测结果进行了对比。分析结果表明: 该混合模型对测试样本的预测准确度达到了85%, 相对于以往的疏散行为预测模型, 对于调查数据具有更高的拟合度和更好的预测效果。更多>
2009, 9(5): 78-82. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.014
摘要(592) HTML (101) PDF (579KB) (460)
基于跟驰理论的内河航道通过能力计算模型
朱俊, 张玮
摘要: 为了确定合理的航道建设规模与布局, 分析了航道通过能力的内涵, 给出了航道理想通过能力具体定义, 并运用最优化原理和非线性跟驰理论, 建立了船头间距与船舶速度之间的函数关系, 进而从微观角度建立了航道通过能力的计算模型。结合不同等级航道的实际状况, 对航道通过能力进行了验算, 并与其他模型的计算结果进行对比。计算结果表明: 二~五级航道理论通过能力分别为11.42×104、5.72×104、3.66×104、2.75×104t, 与其他模型的计算结果较为接近, 因此, 以临界船头间距和临界速度为基础的微观模型能够精确计算出各级航道的通过能力。更多>
2009, 9(5): 83-87. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.015
摘要(637) HTML (90) PDF (413KB) (572)
公路交通事故预测的灰色残差模型
李刚, 黄同愿, 闫河, 黄席樾
摘要: 对随机性较强的公路交通事故, 提出了采用灰色残差模型来减小预测误差, 模型用多个指数函数的线性叠加来分段描述事故预测值, 克服了灰色模型只能描述单调变化的过程, 仅适用于预测具有较强指数变化规律事故序列的缺点。对影响灰色残差建模的修正对象、数据选取、数据预处理和修正方法等多种因素作了详细分析和划分, 并归纳出4种实用的灰色残差模型。实例分析结果表明: 与灰色模型相比, 各种灰色残差模型的预测误差降低了70%~80%, 其中采用残差直接建模、一次还原的灰色残差模型, 复杂程度低, 预测误差小于5%。更多>
2009, 9(5): 88-93. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.016
摘要(544) HTML (108) PDF (674KB) (515)
基于灰色-径向基函数神经网络的交通事故多元预测模型
刘兆惠
摘要: 为实现多影响因素作用下的道路交通事故预测, 将灰色系统理论和神经网络理论相结合, 发挥灰色理论提高可用信息利用率、弱化数据序列波动性的优点及神经网络特有的非线性适应性信息处理能力, 提出道路交通事故灰色-径向基函数神经网络多元预测模型, 并以某算例进行了不同预测方法结果对比。分析结果表明: 与灰色系统预测和径向基函数神经网络预测相比, 多元预测模型平均绝对误差、平均绝对百分比误差分别降低50.0%和12.5%, 不等系数降低54.5%和16.6%, 有效度提高2.7%和0.3%, 说明该组合预测能够有效提高系统建模效率与模型精度。更多>
2009, 9(5): 94-98. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.017
摘要(627) HTML (88) PDF (536KB) (478)
多用户弹性需求下组合出行动态拥挤收费模型
张华歆
摘要: 应用动态交通分配和随机效用理论, 放宽OD矩阵固定不变以及出行者都是同质的假设条件, 研究了多用户弹性需求下组合方式出行的动态拥挤收费问题。提出了与动态组合出行条件等价的变分不等式模型, 建立了动态拥挤收费的双层模型, 设计了对应的启发式算法。算例结果表明: 拥挤收费削减高峰期出发率的效果比较突出, 能将部分高峰时段的出发流量分流至非高峰时段; 拥挤收费对低VOT出行者的诱导作用最大, 低VOT出行者为了避免缴费更愿意更改出行时间或出行路径; 实施拥挤收费后的社会福利总和有所增加, 说明其不仅可以缓解个别路段的拥挤状况, 还可以提高交通系统的整体使用效率。更多>
2009, 9(5): 99-105. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.018
摘要(572) HTML (60) PDF (691KB) (486)
提速条件下铁路货物运到期限计算方法
朱昌锋, 李引珍
摘要: 分析了提速条件下现行运到期限计算方法存在的问题, 研究了提速条件下铁路各货运产品的日均运行运价公里, 并对统计结果进行了χ2检验。提出了提速条件下运到期限的计算方法, 并根据统计分析结果和有关文献, 确定了各参数的取值范围, 该计算方法可根据货运产品类别和运输区段线路状况进行动态调整。分析结果表明: 各类货运产品的日均运行运价公里服从正态分布; 利用现行运到期限计算方法得到的运到期限与货物实际送达时间的最大差值为4.5d, 而利用新的计算方法得到的最大差值仅为0.8d, 说明该计算方法能比较客观地反映提速条件下各类货运产品的送达时间。更多>
2009, 9(5): 106-110. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.019
摘要(550) HTML (151) PDF (604KB) (460)
集装箱航运服务多属性组合拍卖模型与算法
杨华龙, 东方, 郑斌, 计明军
摘要: 为了解决集装箱航运服务交易成本过高的难题, 提出了集装箱航运服务组合拍卖交易方法, 从托运人的视角出发, 选取运价、承运人服务质量、信誉、网络覆盖能力等指标作为确定集装箱航运服务组合拍卖赢家(或赢家组合)的标准, 建立了集装箱航运服务多属性组合拍卖模型, 并通过将其分解为4个单目标规划问题, 设计了基于欧氏距离的目标规划算法。模拟算例结果表明: 多属性组合拍卖比选择单一承运人时的效用值增加了2.429, 说明该模型及算法有效。更多>
2009, 9(5): 111-115. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.020
摘要(488) HTML (99) PDF (411KB) (432)
交通信息工程及控制
基于占先度的驾驶员冲突避碰决策模型
肖永剑, 杨建国, 王兆安
摘要: 从冲突避让的角度对城市交叉口内机动车驾驶员的穿越行为进行了分析, 应用场图工具研究了驾驶员在进行车流穿越时的决策过程, 提出了有异于可接受间隙模型的、基于占先度的驾驶员冲突避碰决策模型。利用实地采集的数据对驾驶员的临界占先度阈值的分布参数进行了标定, 并通过科尔莫戈罗夫验证法进行统计学假设检验。分析结果表明: 437组实地冲突样本中, 有82.2%的驾驶员决策行为为正常决策, 17.8%的决策行为为异常决策, 说明驾驶员在决策过程中存在一个临界的心理占先度, 并且驾驶员的临界占先度阈值服从正态分布N(0, 0.22)。更多>
2009, 9(5): 116-120. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.021
摘要(641) HTML (170) PDF (561KB) (565)
驾驶员行为模式的因子分析和模糊聚类
张磊, 王建强, 杨馥瑞, 李克强
摘要: 为了研究驾驶员的驾驶行为模式及人群聚类特点, 基于标准化驾驶员行为问卷开展了以中国非职业驾驶员为样本的驾驶行为自填式调查, 通过统计分析验证了问卷的有效性和可信性, 并基于因子分析方法, 从问卷结果中提取出驾驶能力因子和驾驶风格因子, 实现了对驾驶员驾驶行为模式的量化描述。进而以提取出的因子为特征, 采用模糊C均值聚类分析的方法建立了驾驶员行为模式的类别分布空间。对比分析表明: 驾驶能力因子值越大, 驾驶员驾驶能力越低; 驾驶风格因子值越大, 驾驶员驾驶风格越激进; 聚类结果与驾驶员主观自我评估的分布趋势一致, 能力偏弱、风格偏激进的聚类人群具有较高的事故驾驶员比率。更多>
2009, 9(5): 121-126. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.022
摘要(665) HTML (158) PDF (678KB) (1044)

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