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2022年  第22卷  第4期

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综述
水路交通技术发展趋势
严新平, 贺亚鹏, 贺宜, 范爱龙, 刘佳仑, 张笛
摘要: 对水路交通技术趋势相关文献开展文献计量分析，从主要研究国家、作者与关键词等方面梳理了研究脉络；综合国内外水路交通发展指导政策、前瞻报告与典型案例，分析并总结了水路交通技术发展现状，研判了未来水路交通技术发展趋势。研究结果表明: 水路交通技术将朝着以下5个方向发展。在水路运载工具方面，运输船舶逐步少人化，内河、近海、深远海船舶发展趋于谱系化；在航运基础设施方面，航道设施、能源供给、信息网络发展趋于一体化，并且船岸协同能力增强，船舶远程操控可实现，岸基船舶控制中心建设成为水运基础设施重要组成部分；在船舶动力方面，日趋严格的减排目标推动船用清洁能源发展，船舶动力系统将呈现多能源化和电动化；在船舶航行方面，多船协同运输可提高运输效率，内河、近海船舶编队航行成为运输新模式；在海事监管与安全方面，智能系统的应用使船舶人因事故逐步降低，智能无人系统救援成为现实。研究成果可以有效指导水路交通系统的未来规划、设计、建设与应用，为培育和发展水运新业态，逐步实现未来新一代航运系统提供有力支撑。更多>
2022, 22(4): 1-9. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.001
摘要(1856) HTML (384) PDF (13353KB) (416)
船舶编队控制综述
柳晨光, 贺治卜, 初秀民, 吴文祥, 李松龙, 谢朔
摘要: 研究了船舶编队控制的特点，从船舶编队控制结构、编队路径规划、编队运动建模和编队运动控制4个方面分别对现状和方法进行分析；介绍了船舶编队控制原理，描述了船舶编队领导-跟随结构、虚拟结构、图论结构、基于行为结构的数学表示方法及应用场景；针对船舶编队路径规划，总结了编队环境建模、全局路径规划和局部避碰规划等最新方法及其特点，展示了基于粒子群优化算法的船舶编队局部避碰效果；针对船舶编队控制运动建模，构建了考虑干扰、控制时延和约束的船舶编队水动力模型，并将该模型在船舶编队过闸控制场景中进行了验证；针对船舶编队运动控制，归纳了典型集中式、分散式和分布式编队控制器特点，指出分布式编队控制器具有更好的鲁棒性和可扩展性，设计了基于分布式模型预测控制的编队航行控制器。研究结果表明：目前船舶编队控制技术瓶颈主要体现在有人/无人编队共融、岸端驾控为主的内河船舶编队控制、不确定干扰下的船舶编队控制、通信受限下船舶编队鲁棒控制、特殊水域船舶编队控制和船舶编队控制一致性等方面；在未来船舶编队发展中，应重点解决船舶编队分布式协同控制、船舶编队任务多元化控制、基于生物群体机制的船舶编队控制、特殊水域船舶编队控制、人工智能技术在船舶编队控制中的应用等问题。更多>
2022, 22(4): 10-27. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.002
摘要(1658) HTML (584) PDF (8741KB) (246)
绿色集装箱港口节能减排策略综述
彭云, 李相达, 王文渊, 任莉
摘要: 综述了绿色集装箱港口节能减排策略，总结了国内外针对在港船舶、场桥、集卡与岸桥节能减排的措施与减排效果量化方面的研究成果，提出了未来的研究方向。研究结果表明：船用替代燃料(包括液化天然气、生物燃料、新能源)减排效果明显，针对替代燃料动力船应用困难问题，未来可重点研究替代燃料配套设施建设时序、补贴政策确定等问题；船舶采用岸电技术依据各地区碳排放系数不同可减少48.0%~70.0%的船舶在泊CO2排放，考虑岸电设施使用率低等问题，港口岸电定价、船舶与码头配套设施改造时序等问题成为未来研究重点；降低船速可减少8.0%~20.0%的船舶在港CO2排放；降低船舶非生产等待时间及辅助作业时间，并不能显著降低船舶在港CO2排放，后续还可进一步研究如何通过港口资源合理调度等方式减少船舶在港等待时间；设立硫排放控制区可减少33.0%~34.6%的SO2排放，还可继续研究排放控制区对船舶运营与港口运营的影响；场桥、集卡与岸桥节能减排措施主要为设备改造及优化调度，未来可继续研究既有设施设备节能改造时序，并分析在港船舶与装卸设备各减排措施集成下的综合减排效果；新能源供电系统在港口中的应用尚处于起步阶段，未来可研究港口新能源电力系统设计方法，构建清洁低碳的港口能源体系。更多>
2022, 22(4): 28-46. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.003
摘要(1862) HTML (556) PDF (1623KB) (225)
氢燃料电池动力船舶关键技术综述
徐晓健, 杨瑞, 纪永波, 张新宇, 姜磊, 李坤
摘要: 梳理了当今世界上现有氢燃料动力船舶类型，总结了氢燃料动力船舶的特点，分析了氢燃料电池动力船舶关键技术的研究现状，包括：标准规范、动力源、氢制取、氢储存与氢安全；结合船舶的航行环境、结构与运行工况等，提出了氢燃料电池动力船舶各关键技术所面临的挑战，以及应对挑战的措施建议。研究结果表明：目前，全球氢燃料动力船舶数量有限，多为内河湖泊小型客船，以氢燃料电池为主要动力来源，主要采用35 MPa高压气瓶存储氢燃料；氢燃料电池动力船舶的相关标准规范仍处于制定阶段，可参照氢燃料电池汽车建造、测试和使用方面的标准规范要求；氢燃料电池主要以质子交换膜燃料电池(PEMFC)应用最为广泛，催化剂、双极板、膜电极以及密封材料等均对PEMFC性能具有重要影响；为提高燃料电池对船舶的适用性，建议发展大功率燃料电池模块，并开展燃料电池在湿热、盐雾、倾斜、摇摆状态下的环境适应性研究；中国的制氢产业目前仍以煤炭制氢为主，应大力发展可再生能源制氢。短期内，高压气态储氢是最可行的船上储氢方式，应研究轻质、耐压、高储氢密度的新型储罐，提高储氢密度和安全性；为保证氢燃料电池动力船舶安全性，应综合运用定性和定量风险分析方法，明确风险场景，对氢泄漏、扩散、燃烧与爆炸的发展规律与后果进行仿真分析与风险评估，并提出风险缓解措施。更多>
2022, 22(4): 47-67. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.004
摘要(1926) HTML (455) PDF (10708KB) (303)
民用机场乘客登机流程优化综述
柏强, 武帅, 曹蕊, 蒙思源, 徐誌蔓
摘要: 基于近年来民用机场乘客登机流程优化研究，从面向乘客、面向飞机、面向研究方法和面向新冠肺炎疫情方面分析了当前研究现状和研究成果，探讨了民用机场乘客登机流程优化的方法及措施，根据现有研究的不足展望了未来的研究方向。研究结果表明：面向乘客的优化研究通常将群体乘客作为主要考虑因素，以最小登机时间及登机干扰作为目标函数建立相关模型，并针对不同优先级乘客和迟到乘客进行分组考虑；WilMA和RP是综合性能较优的2种登机策略，Side-Slip新型座椅对登机时间影响最显著；乘客登机优化的求解方法包括模型法和仿真法，其中模型主要包括统计物理模型和数学模型，仿真包括元胞自动机和智能体；面向新冠肺炎疫情的登机研究更多地考虑了乘客的健康问题，并将登机时间和健康风险作为评估登机优劣的两大主要指标；未来研究需综合不同登机策略的优点以弥补单个策略的不足；自主性强的智能体仿真和未突出个体性差异的元胞自动机仿真需要相互结合；优化模型应考虑更多因素，寻找求解质量更高的启发式算法；需更加注重社交距离、戴口罩乘客人数及群体登机人数等对疫情环境下登机流程的影响研究；疫情防控常态化情况下如何最大化乘客安全和登机效率也是重要的研究方向。更多>
2022, 22(4): 68-88. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.005
摘要(1564) HTML (544) PDF (2367KB) (118)
道路与铁道工程
粗-中-细集料配比设计与空隙率等值线分析
刘玉, 周愉惠, 黄兹润, 马加集, 汪海年, 尤占平
摘要: 为了使矿质混合料达到工程要求，合理搭配不同粒径的集料颗粒，分析了矿质混合料中的集料粒径分布范围，把集料颗粒划分为粗、中和细三档，建立以粗料占比为横轴、中料占比为纵轴、细料占比为斜轴的三角坐标系，提出一种基于三角坐标系的粗、中和细集料配比设计方法；以粒径比和初始粒径为指标，建立粗、中和细料的27种组合，每种组合选择36种占比，通过离散元数值仿真试验，计算了972组虚拟试件的空隙率；构建了不同粒径比的空隙率等值曲线图，研究了粗、中、细集料组合及其占比对空隙率的影响规律。分析结果表明：初始粒径对空隙率的影响较小；粒径比对空隙率影响很大，随着粒径比增大空隙率逐渐减小；空隙率等值线具有明显的规律，随着粒径比的增大，等值线越来越密，区域性规律也越来越显著；初始粒径和粒径比作为混合料配比的2种指标，对空隙率影响程度不同，后者可作为主要指标；粗、中和细料的体积占比对空隙率的影响在三角坐标系中呈等值线变化，具有区域特征，在三角坐标系的三个顶点附近空隙率出现最大值，横轴中点附近空隙率出现最小值，且斜轴两侧空隙率具有明显差异，最大约为2.8%，斜轴以下空隙率相对较小；空隙率等值线的凸点指向纵轴顶点，凹口指向横轴中部，且等值线疏密程度可以表征空隙率差异程度。更多>
2022, 22(4): 89-101. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.006
摘要(565) HTML (135) PDF (12749KB) (139)
温拌再生沥青胶结料二次老化性能
李强, 陆杨, 王家庆, 孙光旭, 赵曜
摘要: 为研究温拌再生沥青胶结料的二次老化性能，以2种常用温拌剂为基础，考虑再生剂与不同改性剂复杂耦合作用，提出3种不同的再生方案；基于动态剪切流变试验，分析3种不同温拌再生方案下的沥青胶结料在二次老化前后、不同二次老化程度下的黏弹性能、抗车辙性能及抗疲劳性能的变化规律，通过傅里叶红外光谱试验和环境扫描电镜试验分析了不同温拌再生方案下沥青胶结料表面化学官能团及其微观结构的变化规律。研究结果表明：Sasobit温拌剂较大程度提高了再生沥青胶结料在二次老化后的弹性特征及抗车辙性能，但其疲劳寿命在5%应变水平及二次老化作用下小于10 000次；Evotherm 3G与SBR胶乳及胶粉的结合在一定程度提升了再生沥青胶结料在二次老化后的高温性能，且保留了原有的低温性能，其与SBR胶乳的结合呈现出最佳的黏弹性能，而其与胶粉的结合呈现的不可恢复蠕变柔量在二次老化后仍小于0.05，展现出极佳的抗车辙性能；微观化学物理特性分析结果揭示了不同再生方案下的二次老化机理，其化学官能团及微观结构表征的变化规律与动态流变剪切特性的变化规律呈现出较好的相关性。更多>
2022, 22(4): 102-116. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.007
摘要(579) HTML (191) PDF (8665KB) (103)
水泥路面接缝传力杆周围混凝土损伤塑性分析
周正峰, 罗君豪, 康玉峰
摘要: 为揭示水泥路面接缝传力杆周围混凝土的受力特性与损伤机理，基于ABAQUS有限元软件，介绍了混凝土损伤塑性(CDP)模型及其参数确定方法，应用CDP模型模拟了混凝土试件单轴拉伸和压缩试验，通过对比模型试验结果验证了CDP模型参数的准确性；在此基础上，建立了接缝设置传力杆的水泥路面三维有限元模型，分析了在不同轴载作用下水泥路面接缝传力杆周围混凝土的塑性应变、损伤因子和等效应力的分布和发展规律，对比了采用CDP模型与混凝土弹性模型时传力杆周围混凝土的应力差异。分析结果表明：对于混凝土单轴拉伸、压缩试件，基于CDP模型的应力-变形全曲线模拟结果均与试验结果一致，说明CDP模型及其参数确定方法准确；对于接缝设传力杆的水泥路面，当荷载作用在接缝传力杆黏结端上方板边时，传力杆黏结端混凝土的受力最为不利；随着轴载的增大，传力杆黏结端底部混凝土率先发生损伤塑性，等效应力逐渐减小；当轴载从100 kN增大至250 kN时，传力杆周围混凝土塑性区范围从底部135°~225°扩展至60°~300°，底部150°~210°范围内混凝土发生完全损伤塑性而退出工作，等效应力趋于0，应力重分布导致更多的荷载由传力杆两侧和上部混凝土承担；若传力杆周围混凝土采用弹性模型，传力杆底部混凝土等效应力将不断增大而超过极限强度，因此，分析传力杆周围混凝土应力集中问题建议采用CDP模型。更多>
2022, 22(4): 117-127. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.008
摘要(1608) HTML (650) PDF (7775KB) (96)
预裂型水泥稳定碎石强度与温缩特性机理仿真
苏沛丰, 刘玉, 李苗苗, 贺振振, 尤占平
摘要: 针对水泥稳定碎石材料易产生裂缝，从而降低路面使用寿命这一问题，基于粗集料预处治技术提出了一种预裂型水泥稳定碎石材料改良思路；通过对水泥稳定碎石中一定比例的粗集料进行预处治，使其表面裹附一层新的物质，从而形成新的界面，分散了收缩过程中降低开裂对材料整体均一性的影响，继而仿真分析了这种新型材料的强度特征和温度收缩裂缝发展的内部机理；基于离散单元法建立了预裂型水泥稳定碎石仿真模型，并分别开展了虚拟无侧限压缩试验和有限制梁温度收缩开裂试验。研究结果表明：在假设预处治粗集料仅影响粗集料界面强度的前提下，试件的无侧限抗压强度与界面强度比和预处治粗集料替换比这2个关键参数之间呈现出良好的线性相关性，可通过回归公式进行计算与预测；当界面强度比大于40%时，预处治粗集料替换比的增加仅会降低材料的强度而不能避免局部贯穿裂缝的产生；当界面强度比小于40%时，随着预处治粗集料占比的增加，试件在收缩过程中产生的裂缝由局部贯穿宽裂缝转变为均匀分布的微裂缝，从而保证了材料在收缩开裂后的整体均一性；当界面强度衰减至未处治材料的30%以下，且预处治粗集料替换比大于30%时，可有效减少试件内部贯穿裂缝的产生，从而缓解了水泥稳定碎石的温缩开裂。更多>
2022, 22(4): 128-139. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.009
摘要(336) HTML (120) PDF (49170KB) (64)
高速公路超高过渡段几何线形对小型客车滑水速度的影响
贾兴利, 陈星澎, 黄平明, 马庆伟, 李双庆, 燕孟华
摘要: 为了揭示高速公路不同超高过渡段线形指标下小型客车滑水速度变化规律，考虑小型客车滑水过程轮胎受力特征，分析了滑水速度与水膜厚度和超高过渡段几何线形的作用关系；应用多元线性回归和流体力学仿真建立了高速公路超高过渡段小型客车滑水速度量化模型，计算了降雨强度、纵坡坡度、超高渐变率等多变量组合下的小型客车临界滑水速度；以典型双向四车道高速公路超高过渡段为例，分析了降雨强度、纵坡坡度、超高渐变率对小型客车滑水速度的影响规律，并给出了超高过渡段小型客车限制速度建议值。研究结果表明：小型客车滑水速度最大值出现在纵坡坡度为0.3%、超高渐变率为1/200、降雨强度为20 mm·h-1组合工况下，为115.5 km·h-1，滑水速度最小值出现在纵坡坡度为3.0%、超高渐变率为1/330、降雨强度为80 mm·h-1组合工况下，为99.3 km·h-1；在降雨强度和超高渐变率一定的情况下，随着纵坡坡度增大，滑水速度逐渐减小，当纵坡坡度由0.3%增加到3.0%时，滑水速度减小2.68%；在降雨强度和纵坡坡度一定条件下，随着超高渐变率增大，滑水速度逐渐增大，当超高渐变率从1/330增加到1/200时，滑水速度上升了2.25%；增加纵坡坡度会降低滑水速度，但当降雨强度增加到一定程度，纵坡坡度、超高渐变率对滑水速度的影响趋于平缓；当降雨强度为20~80 mm·h-1时，双向四车道高速公路限速建议值为95.0~115.0 km·h-1，但不应大于其设计速度。更多>
2022, 22(4): 140-147. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.010
摘要(728) HTML (254) PDF (6039KB) (89)
砂质板岩单轴抗压强度与点荷载强度换算关系
陈建勋, 陈丽俊, 罗彦斌, 谢江涛, 武云飞, 刘伟伟
摘要: 以甘肃渭源—武都高速公路木寨岭隧道开挖揭露的砂质板岩为对象，开展了砂质板岩单轴抗压强度试验和点荷载强度试验；通过对试验数据进行正态分布检验、高度异常数据剔除和置信区间强度统计，获得了砂质板岩单轴抗压强度、点荷载强度以及两者之间的换算关系，并与岩石试验相关规范和国际岩石力学学会(ISRM)推荐换算公式进行了对比。研究结果表明：饱和砂质板岩单轴抗压强度服从正态分布，平均值为56.3 MPa，95%置信度下的置信区间为49.20~63.50 MPa；饱和砂质板岩点荷载强度与正态分布不完全一致，平均值为7.36 MPa，95%置信度下的置信区间为6.50~8.22 MPa；饱和砂质板岩点荷载强度与单轴抗压强度之间具有显著的线性正相关性；岩石强度受各试件内部节理裂隙的方向、填充物、宽度和长度等的影响，强度数据总体离散性较大；饱和、烘干状态下砂质板岩单轴抗压强度与点荷载强度的换算系数分别为7.72和8.72，均明显小于大多数研究中15~30的换算系数，原因在于砂质板岩内部赋存有层理或不同角度的节理裂隙等缺陷，单轴抗压强度受试件内部节理裂隙的影响较大，导致其强度平均值偏低，而点荷载强度受试件内部节理裂隙的影响较小；采用规范和ISRM推荐公式所得砂质板岩单轴抗压强度为实测值的2~4倍，用于隧道设计难免会产生较大偏差；相比规范和ISRM推荐公式，研究所得砂质板岩单轴抗压强度与点荷载强度换算关系的相对误差未超过15%，可作为规范中公式的有益补充。更多>
2022, 22(4): 148-158. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.011
摘要(503) HTML (66) PDF (16895KB) (54)
强震作用下近断层桥梁桩基动力响应
冯忠居, 张聪, 何静斌, 关云辉, 袁枫斌
摘要: 为探明强震作用下断层上、下盘桥梁桩基动力响应差异，依托海南省海文大桥工程，通过振动台模型试验，研究了0.15g~0.60g地震动强度作用下断层上、下盘桩基的桩身加速度、桩顶相对位移、桩身弯矩响应规律差异与桩基损伤特征。研究结果表明：在不同地震动强度作用下，断层上、下盘桩基的桩顶加速度峰值相差0.291~0.488 m·s-2，桩顶加速度放大系数相差0.067~0.195，原因为断层对两侧岩土体影响范围存在差异与桩周岩土体“非线性”差异；随着地震动强度的增大，断层上、下盘桩基的桩顶相对位移差值逐渐增大，最大差值为0.77 mm；断层上、下盘桩基的弯矩最大值相差5.294~82.932 kN·m，且弯矩最大值均出现在覆盖层软硬土交界面与基岩面附近，原因在于下盘作为稳定盘，受上盘土体挤压作用，对下盘岩土体的振动剪切有一定抑制作用；地震动强度为0.35g时，断层上、下盘桩的最大弯矩均未超过抗弯承载力，满足海文大桥抗震设防烈度Ⅷ度(0.35g)的要求；地震动强度为0.35g~0.45g时，断层上盘桩的基频变化幅度较小，地震动强度为0.50g~0.60g时，断层上盘桩的基频显著降低，在桩顶与承台连接处、软硬土层界面与基岩面附近出现裂缝，说明此时桩基已发生损伤。可见，断层上盘桩基的桩身加速度峰值、桩顶相对位移与桩身弯矩动力响应指标均大于下盘桩基，断层上、下盘桩基动力响应变化规律差异显著，体现出显著的“断层上盘效应”，因此，强震作用下近断层桥梁桩基础抗震设计时，应着重考虑断层上盘桩基础的抗震承载能力。更多>
2022, 22(4): 159-169. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.012
摘要(327) HTML (76) PDF (10725KB) (66)
考虑非对称摩阻影响的后张预应力锚固损失计算方法
王凌波, 袁浩允
摘要: 为改进后张预应力混凝土梁直线、曲线混合布束的预应力锚固损失计算方法，提高预应力锚固损失的理论计算精度，对预应力钢束微段建立静力平衡方程; 利用不同钢束形状间的变形协调关系和应力连续条件，考虑设计中预应力钢束直线、曲线混合分布的实际影响参数与正、反摩阻损失差异，建立了针对预应力混合布束锚固损失求解的分段逼近理论，推导了预应力锚固损失精确计算公式，并编制了Python程序，实现了自动求解与简化计算; 通过现场足尺模型试验比较了精确公式与现行公路和铁路桥梁设计规范中预应力锚固损失理论算法的计算误差。研究结果表明：后张预应力直线、曲线混合布束锚固时反摩阻效应小于张拉时的正摩阻效应，且实际中反摩阻影响长度与现行桥梁设计规范算法有较大偏差; 采用提出的方法推算的反摩阻影响范围总体与中国铁路桥梁设计规范更为接近，在精度和离散度方面比现行公路与铁路桥梁设计规范分别高出16.7%和14.9%，且与模型试验数据的相关度更高，变异性更小; 在后张预应力混凝土结构相关研究中应考虑实际预应力直线、曲线混合布束线形与不对称正、反摩阻效应的影响，采用分段逼近法计算钢束预应力锚固损失; 在进行后张预应力混凝土结构设计时，从简化计算的角度考虑，建议采用现行铁路桥梁设计规范计算反摩阻效应。更多>
2022, 22(4): 170-185. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.013
摘要(690) HTML (283) PDF (13962KB) (62)
基于结构相似深度卷积自编码的异常扣件检测模型
李清勇, 王建柱, 祝叶舟, 黄祺隆, 彭文娟, 王胜春, 戴鹏
摘要: 介绍了轨道扣件系统的基本功能，概述了已有的轨道异常扣件检测技术，归纳了基于机器视觉的传统检测方法和深度学习方法所关注的问题及存在的不足; 介绍了自编码的基本思想与形式化过程，提出了一种基于编解码架构的异常扣件检测模型; 分析了传统像素级图像相似度评价指标的缺陷，实现了基于结构相似的损失函数和图像异常判定; 构建了轨道扣件图像数据集，验证了模型的性能; 将代表性的误报与漏报图像可视化，描述了这些图像的表观特征，分析了发生漏报与误报可能的原因。研究结果表明：结构化相似指标显著提升了模型的检测性能，与具有相同网络架构但使用平均绝对误差和均方误差作为相似度评价指标的检测模型相比，模型的F值分别提升了14.5%和16.2%;与其他对比模型相比，提出的模型取得了最高的检测精确率和F值，分别达到了98.6%和98.1%，与次优的RotNet模型相比分别提升了6.0%和9.8%;召回率为97.1%，略低于深度支持向量数据描述(DSVDD)模型的98.4%;整体上看，F值比所有对比模型均高出超过9%，提出的模型表现出了明显的性能优势。更多>
2022, 22(4): 186-195. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.014
摘要(369) HTML (150) PDF (13301KB) (71)
载运工具运用工程
燃料电池船舶舱内氢气泄漏扩散的数值模拟
袁裕鹏, 崔伟逸, 沈辉, 邹智曦, 郭卫勇
摘要: 利用FLUENT软件研究了不同条件下氢气在燃料电池船舶舱内的泄漏扩散规律和分布情况; 基于瞬态气体泄漏扩散模型，运用数值模拟方法，建立了船舶舱内氢气泄漏扩散的数值模型，结合影响氢气泄漏扩散的不同因素，对比分析了泄漏位置、泄漏孔径和通风条件等因素对船舶舱内氢气泄漏扩散的影响，得到了不同条件下氢气在船舶舱内的扩散规律和分布情况。分析结果表明：船舶舱内氢气泄漏扩散过程包括初始喷射、浮力上升和湍流扩散; 燃料电池舱的顶部角落和每排燃料电池发电系统之间的上部是氢气探测报警器的最佳安装位置，不同泄漏条件下氢气均在舱室顶部出现较多积聚; 不同位置和不同孔径泄漏孔的危险性在泄漏初期存在差异，但随着泄漏的持续进行，风险演变规律相近，约60 s后泄漏点附近氢气浓度均接近100%;在燃料电池舱设置防爆型排风机，采用强制抽风措施加快氢气的外排，可以显著减少氢气向其他舱室的扩散，当抽风速度为1 m·s-1时，氢气从燃料电池舱室排放到船舶舷外区域，没有氢气进入控制舱和乘客舱，可有效保障控制舱和乘客舱的安全; 强制送风会加速氢气向船艉舱、控制舱和乘客舱的扩散，增大氢气的扩散范围，加剧了氢气泄漏的危险性。更多>
2022, 22(4): 196-209. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.015
摘要(494) HTML (188) PDF (14409KB) (86)
上下臂杆直径对高速受电弓气动抬升力的影响
戴志远, 李田, 周宁, 张继业, 张卫华
摘要: 建立了7种不同直径上臂杆和7种不同直径下臂杆的受电弓模型，对受电弓进行空气动力学数值模拟计算，采用多体动力学方法计算了受电弓的气动抬升力，从气动力及流场特性的角度研究了受电弓上下臂杆直径对受电弓气动性能、气动抬升力的影响规律。研究结果表明：开口运行工况上臂杆气动升力和受电弓气动抬升力都随着上臂杆直径增加而增大，随着下臂杆直径增大而减小，但下臂杆直径对受电弓气动抬升力的影响较小；闭口运行工况上臂杆气动升力和受电弓气动抬升力都随着上臂杆直径增大而减小，随着下臂杆直径增加而增大；开闭口运行工况上臂杆主体杆件气动阻力仅为上臂杆气动阻力的3%~10%，气动升力为上臂杆气动升力的26%~55%，下臂杆主体杆件气动阻力为下臂杆气动阻力的10%~25%，气动升力为下臂杆气动升力的43%~68%，直径的改变对上下臂杆气动升力的影响较大，对气动阻力的影响较小；闭口运行工况上下臂杆气动阻力的绝对值都大于开口运行工况。更多>
2022, 22(4): 210-222. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.016
摘要(376) HTML (111) PDF (12758KB) (59)
复合材料带孔板孔形与铺层优化设计
秦国锋, 秦锐坚, 糜沛纹, 李铭
摘要: 为提高复合材料带孔板的承载能力，对其孔形和铺层进行优化; 基于损伤力学模型建立了复合材料带孔板的仿真分析模型，并验证了其仿真精度; 选用圆孔、三角孔、方孔3种孔形的复合材料板，分别进行了仅孔形优化、仅铺层优化、先孔形优化后铺层优化、先铺层优化后孔形优化4种优化方案，对不同方案优化后的复合材料带孔板进行失效分析。分析结果表明：仅铺层优化对不同孔形复合材料板的失效载荷提升效果(7.6%~13.4%)明显大于仅孔形优化(2.0%~2.9%)，仅孔形优化对三角孔带孔板失效载荷提升幅度最大，仅铺层优化对圆孔带孔板失效载荷提升幅度最大; 同时采用孔形优化和铺层优化对失效载荷的提升效果明显优于单一优化方法，其中先孔形优化后铺层优化方法对不同孔形复合材料板的失效载荷提升幅度最大(11.6%~15.6%); 铺层优化和孔形优化的先后顺序对圆孔带孔板影响最大(相差3.5%)，对三角孔和方孔带孔板影响相对较小; 3种孔形的带孔板中，圆孔带孔板优化后失效载荷提升幅度最大(15.6%)，在实际应用中圆孔带孔板的性能相对较好，且稳定。更多>
2022, 22(4): 223-231. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.017
摘要(316) HTML (115) PDF (12865KB) (51)
悬架馈能作动器力学特性测试及非线性主动控制器设计
陈士安, 管毓亮, 任洁雨, 姚明, 蒋栋
摘要: 为提高车辆的乘坐舒适性并兼具回收振动能量的功能，对试制PMSM-滚珠丝杠式馈能作动器进行了力学特性测试，对库仑阻尼和作动器等效惯性质量进行识别，根据识别结果设计了馈能型主动悬架非线性控制器；结合电磁动力学建模、电气参数校核，采用分级变压充电试验方法对作动器样机进行三角波及正弦波位移输入下的力学特性测试，利用参数拟合使建模仿真力学特性曲线逼近实测曲线，完成库仑阻尼识别和等效惯性质量验证；对含有库仑阻尼及作动器等效惯性质量的主动悬架力学模型中的非线性项进行前馈反馈线性化处理，并对簧载质量/非簧载质量加速度项正则化处理，在此基础上根据作动器最大输出力设计了双约束H2/H∞控制器；利用数值仿真对被动悬架、理想主动悬架、常规H2/H∞控制主动悬架和双约束H2/H∞控制主动悬架进行悬架综合性能对比验证及馈能性能分析。分析结果表明：双约束H2/H∞控制主动悬架的簧载质量加速度均方根和综合性能指标较被动悬架分别降低47.05%和51.67%，仅比理想主动悬架分别差1.86%和1.34%，且比常规H2/H∞控制主动悬架分别优19.28%和11.21%；库仑阻尼和电机定子电阻分别消耗掉了作动器总吸收功率的18.99%和20.19%，相比之下，流向蓄电池的回收平均功率高达60.82%。更多>
2022, 22(4): 232-243. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.018
摘要(319) HTML (86) PDF (13357KB) (43)
汽车交流发电机端盖栅格对其气动噪声和温度特性的综合影响
黄燕, 王世余, 蒋孝文, 董大伟
摘要: 为了同步提高目前新能源汽车发电机的气动噪声性能和散热效果，满足更严苛的噪声、振动与声振粗糙度需求，以某型汽车交流发电机为研究对象，基于台架试验和数值仿真方法探究端盖栅格对气动噪声和温度场分布的综合影响规律；基于五点法获得了噪声声压级分布，基于多热电偶测点获得了关键部件的温度分布，基于计算流体动力学仿真软件和电磁场Maxwell仿真软件获得了发电机内部的流场、声场和温度场分布，采用试验结果验证数值计算模型的正确性；在分析原始发电机气动噪声特性和温度场特性的基础上，设计了具有不同倾角的端盖栅格侧壁以降低冷却气流冲击的动能损失，探讨了端盖栅格倾角和扇叶气流出口角的合理匹配，并基于牛顿冷却理论研究了波状端盖栅格对增加换热表面面积和降低气动噪声的影响。研究结果表明：端盖栅格结构对气动噪声有较大贡献，同时也对冷却效果产生显著影响；端盖栅格侧壁倾斜40°时能够和扇叶气流出口角更合理地匹配，有效减少冷却气流冲击的能量损失，三相定子绕组最高温度降低9.63 K，12阶次气动噪声降低3 dB(A)以上；波纹状端盖栅格增加对流换热面积和气流速度的同时降低了气动冲击作用，使得端盖散热量增加7.72 W，定子铁芯、端盖和三相定子绕组温度分别降低了5.12、4.94和5.29 K，栅格对涡流的改善以及气流对栅格的冲击削弱使12和24阶次气动噪声降低3 dB(A)以上。更多>
2022, 22(4): 244-258. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.019
摘要(312) HTML (107) PDF (32427KB) (31)
交通运输规划与管理
基于综合交通网络的干线公路客流预测方法
裴玉龙, 宇文翀, 常铮, 高志翔, 刘涛
摘要: 提出了一种融合多种运输方式的干线公路客流预测方法；通过引入基于“人次”的标准客运单元和“点-线”的枢纽节点转化方法，将公路、铁路、航空以及水运等不同运输方式子网络进行融合，构建了可体现不同运输方式之间换乘关系的综合交通网络模型；考虑出行经济费用、出行时间、最大出行恢复时间、舒适度等因素，构建了综合交通网络下不同运输方式的阻抗模型；利用额定载客数和单位时间发车次数等参数，实现了综合交通网络下不同运输方式路段最大容量的标定；基于标准客运单元和综合交通网络模型提出了考虑综合交通阻抗的客流分布预测模型，实现了考虑其他运输方式影响的干线公路客流预测，并以黑龙江省哈大绥齐地区为例进行方法验证。研究结果表明：与2019年的实际观测值相比，在无伴行线路时基于综合交通网络的干线公路客流预测方法预测结果平均误差为5.47%，略低于传统四阶段法的6.14%，但在有伴行线路时该方法平均误差为4.58%，远小于传统四阶段法的11.89%；相比传统四阶段法，该方法能够更好地反映综合交通网络结构变化后转移客流对干线公路客流量的影响；相比新增水运线路，新增高速铁路或普通铁路伴行线路对干线公路客流影响更大，更能促使公路客流向铁路进行转移。更多>
2022, 22(4): 259-272. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.020
摘要(611) HTML (144) PDF (12958KB) (205)
拉格朗日松弛启发式算法求解时空网络下的弧路径问题
程琳, 宁翊森, 宋茂灿
摘要: 为减少车辆调度成本，优化车辆运输路径，在时空网络中研究路段作业车辆的弧路径问题；考虑道路出行的时变性，利用车辆运行的时间、空间特征，构建时间-空间网络，建立弧路径问题的时空网络流模型；设计了拉格朗日松弛启发式算法，引入拉格朗日乘子松弛耦合约束，构建拉格朗日松弛问题；进一步通过拉格朗日分解，把松弛问题分解为单车最短路问题；用次梯度算法更新乘子，求解拉格朗日对偶问题，并更新原问题最优解的下界；使用启发式算法获得可行解，并更新原问题最优解的上界；用六结点运输网络和Sioux-Falls网络下的算例对算法进行实证分析。计算结果表明：六结点运输网络中6个算例的上下界间隙值等于0或接近0，Sioux-Falls网络中算例2的间隙值为0.02%，其余5个算例的间隙值等于0，均可以得到质量较高的近似最优解；在最复杂的算例(15辆车，70个任务)中，算法在可接受的时间内也得到了间隙值为0的解，找出了最优的车辆路径；随着迭代次数的增加，拉格朗日乘子会逐步收敛到固定值；当车辆容量从50增加到100时，最优解从52下降到42，说明在任务数和车辆数一定时，适当增加车容量可以降低运营成本。可见，与商业求解器相比，拉格朗日松弛启发式算法的间隙值更小，求解质量更高，可以更有效地求解弧路径问题。更多>
2022, 22(4): 273-284. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.021
摘要(698) HTML (113) PDF (4801KB) (162)
需求响应机制下轨道交通出行预约与列车运行计划优化方法
张松亮, 李得伟, 尹永昊
摘要: 轨道交通供给侧的计划性与需求侧的时变性相互冲突，为更好地协同供需双方，提出了需求响应机制下城市轨道交通列车运行计划的优化方法，包括出行预约和需求响应2个环节；建立了需求响应与列车运行计划协同优化模型，以最小化乘客出行成本和列车运行成本为目标，重点关注乘客由于预约行为产生的延误时间成本；考虑列车运行、运输能力、编组情况、客流分布等因素，设计了基于乘客优先级的自适应大规模邻域搜索算法，外层优化列车运行计划，内层优化客流分配方案，最终实现客流的供需匹配；以北京地铁八通线为例，按照需求响应机制对该线路全天的需求处理与运输组织进行数值试验，并对试验结果从车底运用、乘客等待时间和满载率分布三方面进行分析。研究结果表明：该优化方法可使开行的列车数降低13.8%，同时采用多编组模式，使用车辆数减少了29.8%，这能够有效压缩列车走行公里数，削减企业开支；能够在保证乘客基本出行的前提下，最高可将乘客平均在站等待时间缩短约35.3%，并且预约比例的提升对等待时间的削减效果明显；优化后的运行计划能控制列车满载率维持在设定水平，有效降低人员密度，避免人群大规模聚集，对城市轨道交通疫情的有效防控做出有益探索。更多>
2022, 22(4): 285-294. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.022
摘要(511) HTML (168) PDF (4745KB) (141)
飞机巡航阶段尾涡遭遇安全性多参数评估方法
魏志强, 李晓晨
摘要: 分析了飞机遭遇尾涡后的响应机理，综合考虑飞机滚转阻尼特性及操纵品质等因素，建立了飞机滚转角加速度计算模型；因飞机遭遇尾涡后飞行轨迹及飞行姿态发生改变，选择了多个扰动参数评估尾涡遭遇安全性，建立了飞机动力学参数计算模型；为确定尾涡遭遇可接受安全水平，基于国内现行尾流间隔标准，统计了中低空典型机型组合的尾流遭遇受扰参数计算数据；分析了高空尾涡流场演化特性，计算了高空巡航状态下的尾流安全间隔，分析了不同因素对飞行安全的影响。研究结果表明：与中低空相比，高空尾涡流场的初始强度大，持续距离长，飞行高度超过9 000 m后，尾涡消散随高度的增大而加快；当前机为超级重型机、重型机，现行尾流间隔无法保证飞行安全，需增加安全间隔1.4~2.1 km，飞行高度分别超过13 800、14 400 m后，尾涡遭遇严重度降低；当前机为一般重型机时，尾流安全间隔可缩减1.5 km以提高空域利用效率；当前机为中型机时，尾涡遭遇安全性较高，但此时受最小雷达间隔限制，无法进一步缩减前后机间距；后机的飞行速度越低，发生尾涡遭遇的严重程度越高；在后机初始滚转坡度角由0增加到10°的过程中，尾涡安全间隔增加1.3 km，增加幅度约为8.61%。可见，采用多个受扰参数能有效评估高空尾涡遭遇严重程度。更多>
2022, 22(4): 295-305. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.023
摘要(220) HTML (96) PDF (7716KB) (48)
考虑碳排放的混合轴辐式多式联运网络枢纽扩增选址-路径问题
李慧芳, 胡大伟, 陈希琼, 王茵
摘要: 针对现有多式联运网络枢纽饱和度高、枢纽到城市直达运输成本高且效率低等不足，提出采用混合轴辐式多式联运网络研究扩增枢纽选址，同时优化运输线路；基于允许枢纽间转运和需求城市间巡回运输的运输网络，考虑低碳因素构建了最小化总运输成本、二级枢纽开放建设成本、枢纽处转运成本和总碳排放成本的数学模型，将问题分解为选址-分配与路径优化2个阶段，并针对两阶段特点分别采用0-1编码和数字编码设计了两阶段遗传算法；针对现有实际案例采用设计的算法进行求解，并将求得的最优运输方案与现实方案进行对比。研究结果表明：采用提出的算法进行10次运行获得的最优解与其平均值的差值百分比仅为4.7%，且平均求解时间仅为90.6 s；优化后网络扩增了2个枢纽，弃用了1个不合理枢纽，网络转运能力提高了11.3%，枢纽的平均饱和度降低了15.7%，不同枢纽的饱和度比原网络更均衡，不仅缓解了饱和枢纽的压力，还提高了空闲枢纽的周转率，从而提高了转运效率；优化后运输方案对应的总成本、运输成本、中转成本和碳排放成本分别降低了68.41%、68.14%、56.55%和86.76%，且碳排放减少最为突出。由此可见，提出的模型和算法对扩张轴辐式网络选址和混合轴辐式多式联运网络运输方案的组合优化具有较好的性能。更多>
2022, 22(4): 306-321. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.024
摘要(660) HTML (98) PDF (8338KB) (122)
交通信息工程及控制
面向智能内河航运通信的无线信道测量与典型信道特征
李昌振, 陈伟, 王觉, 常福星
摘要: 为了明确新一代移动通信技术服务智能内河航运的作用机理，基于内河航运无线通信发展现状和通信环境特殊性，搭建了4G和5G临时无线通信网络，分别对以长江武汉段为例的典型内河通信场景开展了实际信道测量活动，以探寻内河航运无线通信特性的影响因素；利用高精度无线信道测量仪采集了信道传输函数、信号接收强度、时延等信道参数；基于无线传播理论和抽头延迟线模型，提取了传输路径损耗、功率时延分布、时延扩展、多普勒扩展等典型无线信道特征；基于信道典型特征参数，预测了4G和5G无线传播信号在内河场景下的有效覆盖范围及信号传输速率，探究了内河航运无线通信的多径来源和时延分布。测量和分析结果表明：内河航运无线通信中，桥梁、岸边建筑、过往大型船舶等均为无线传播信号多径效应的主要来源；桥梁可以造成最大18.0 dB的衍射损耗，岸边建筑和过往船舶遮挡会分别造成25.0、10.6 dB的能量衰减；4G无线通信的最大测量速率为95.32 Mb·s-1，而5G通信测量速率最高可达0.72 Gb·s-1；大型过往船舶还会造成均方根时延扩展增大约754.94 ns。可见，根据内河通信特殊环境构建合适的新一代移动通信专网，可以更好地为智能航运提供通信保障服务。更多>
2022, 22(4): 322-333. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.025
摘要(407) HTML (111) PDF (23642KB) (68)
基于上下文自编码的船舶行为语义表征
马杰, 何沐蓉, 贾承丰, 李文楷, 张煜
摘要: 考虑船舶行为的时序相关性，提出了一种基于上下文自编码的船舶行为语义表征(SRCAE)模型；提取船舶经度、纬度、航速、航向等行为特征参量，建立了行为特征序列；借助连续词袋模型将行为特征序列划分为中心船舶行为和上下文船舶行为，利用深度自编码网络构建了船舶上下文行为的语义表征模型，将得到的中心船舶行为编码作为表征向量输出，通过聚类算法构建船舶行为词典；选取长江口南槽交汇水域作为研究对象，利用船舶自动识别系统产生的数据对提出的模型和方法进行了验证。分析结果表明：所提出的SRCAE模型能有效表征船舶行为之间的上下文联系，与传统自编码器和长短期记忆网络自编码器等模型相比SRCAE模型具有更低的表征误差；分别采用k均值(k-Means)、高斯混合模型(GMM)与核k均值(Kernel k-Means)3种聚类算法提取船舶行为词典，与原始数据相比SRCAE模型产生的表征向量更易于区分不同船舶行为模式，其中k-Means效果最优，轮廓系数、卡林斯基-哈拉巴斯指数和戴维森堡丁指数指标分别达到了0.384、18.308、0.531，共产生转向加速、转向减速、直行加速、直行减速等30种复合行为，有效提取了不同行为模式下船舶行为词组合关系。更多>
2022, 22(4): 334-347. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.026
摘要(487) HTML (148) PDF (13199KB) (101)
基于交通业务特征理解的车路协同可信交互方法
上官伟, 查园园, 付瑶, 郑四发, 柴琳果
摘要: 为保障车路协同环境下信息的可信交互，分析了车车、车路协同信息交互流程和不同模式下的交互需求，设计了车路协同可信交互架构；构建了车辆行为状态推演模型与路径扰动因子量化模型，设计了车辆主体可信度计算方法与等级评估规则，实现了车辆主体行为可信认证；通过对交通业务的有效特征理解构建了消息紧急度量化模型，利用低分辨率筛选策略初步过滤了消息报文，基于支持向量机(SVM)对消息内容进行了深度理解，形成了多分辨率交互内容认知方法；使用包含OMNeT++和SUMO仿真模拟器的Veins搭建了仿真测试环境，针对不同网联自动驾驶车辆(CAV)渗透率下的开放道路和交叉口场景开展了仿真试验，对提出的车路协同可信交互方法进行了测试验证。研究结果表明：结合交通业务特征理解能够有效改善车路协同信息交互的可信度判别，提出的方法对信标位置消息的平均认知正确率可以达到90.91%，相比基于时效性检测的可信交互方法提高了8.68%；在安全效率消息可信交互验证试验中，随着恶意车辆比例的增加，传统基于投票机制的车路协同可信交互方法逐渐失效，而提出的方法在保证单次认证时延小于13 ms的条件下，平均正确率达到94.96%，较传统基于反向传播(BP)神经网络的方法提高了3.05%，且CAV渗透率越大，可信交互检测结果的准确率越高，漏报率越低，能够满足车路协同可信交互需求。更多>
2022, 22(4): 348-360. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.027
摘要(511) HTML (95) PDF (7554KB) (94)
基于模型预测控制的CACC系统通信延时补偿方法
田彬, 姚柯, 王孜健, 谷淦, 徐志刚, 赵祥模, 景峻
摘要: 为确保通信延时条件下协同式自适应巡航控制(CACC)系统的弦稳定性，利用模型预测控制(MPC)和长短期记忆(LSTM)预测方法，研究CACC系统中车辆协同控制下的通信延时补偿方法；基于车辆队列四元素架构理论，构建了包括车辆动力学模型、间距策略、网络拓扑和MPC纵向控制器的系统模型，并综合考虑2范数和无穷范数弦稳定性条件，提出了CACC车辆队列混合范数弦稳定性量化指标，最终形成协同式车辆队列建模与评价体系；设计了一种利用前车加速度轨迹(PVAT)作为开环优化参考轨迹的MPC方法，即MPC-PVAT，通过综合考虑队列的跟驰、安全、通行效率和燃油消耗等性能指标，使目标函数趋于最小代价，从而得到当前时刻的最优控制量，并利用庞特里亚金最大值原理对所设计的优化问题进行快速求解；在MPC-PVAT基础上，提出一种基于长短期记忆(LSTM)网络的通信延时补偿方法，即MPC-LSTM，将跟驰车辆的传感器信息输入LSTM网络来预测其前车的运动状态，从而缓解短暂通信延时对车辆队列稳定性的影响。仿真测试结果表明：MPC-LSTM可容忍的通信延时上界大于1.5 s，比MPC-PVAT提升了0.8 s，比线性控制器提升了1.1 s；在基于实车数据测试中，当通信延时增加到1.2 s时，MPC-LSTM的弦稳定性指标相比MPC-PVAT提升了20.33%，与线性控制器相比稳定性提升了39.35%。可见，在通信延时较大的情况下，MPC-LSTM对通信延时具有很好的容忍性，从而有效地保证了CACC车辆队列的弦稳定性。更多>
2022, 22(4): 361-381. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.028
摘要(544) HTML (149) PDF (29951KB) (141)
山区公路回头曲线的车道偏移行为与自由行驶轨迹模型
陈莹, 王晓辉, 张晓波, 陈海源, 徐进, 杜志刚
摘要: 为揭示山区公路回头曲线路段的车道偏移行为和轨迹特征，建立了自由行驶轨迹模型；在一条山区复杂线形公路上开展了实车驾驶试验，使用高精度车载设备收集自然驾驶状态下的车辆行驶轨迹、速度和偏移数据；基于轨迹相对位置曲线定义了回头曲线路段左右转车辆的自由行驶轨迹模式；以曲线转角180°为界，建立了回头曲线路段车辆相对位置拟合模型，设计了基于偏移量的自由行驶轨迹计算方法，并以其他道路的回头曲线作为算例进行模型验证。研究结果表明：回头曲线左转车辆呈现出4种轨迹模式，右转车辆呈现出3种轨迹模式；车辆轨迹在回头曲线的入弯、弯中和出弯阶段均出现了较大的偏移，偏移量大于40%，此时车身侵占对向车道，不同的轨迹模式具有不同的偏移特征；不同位置所对应的速度与偏移量的分布较离散，当速度折减小于6.5 km·h-1时，驾驶人可以通过占用对向车道来降低回头曲线行驶时的速度折损；基于横向偏移量建立的不同曲线转角下的轨迹拟合模型中，当回头曲线转角约为180°时，拟合模型的精度最大，左转拟合精度介于0.90~0.97，右转拟合精度介于0.65~0.97；当回头曲线转角大于180°时，拟合模型最大拟合精度0.97发生在右转，当回头曲线转角小于180°时，拟合模型最大拟合精度0.89发生在左转。可见，本文建立的轨迹模型具有较强的适用性，可为山区公路回头曲线的行驶轨迹预测提供手段和方法。更多>
2022, 22(4): 382-395. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.029
摘要(453) HTML (119) PDF (23506KB) (78)
高铁动车组长周期高级修计划优化方法
沈姚铭, 林柏梁, 薛锦波, 王忠凯, 孟羽菲, 许志泉
摘要: 分析了不同类型动车组高级修计划的特点及其关联因素，讨论了高级修计划编制问题的复杂性；基于滚动迭代思想提出了编制动车组长周期高级修计划的方法，通过依次求解规划期内各计划年的动车组高级修轮廓计划，编制了完整的长周期高级修计划；设计了分别表示动车组送修时间以及动车组检修状态的0-1变量，以动车组在2次高级修间隔内走行里程最大化为优化目标，以不同时间段动车组最大检修率限制、承修单位允许的接车以及最大检修能力、计划年度内在高级修上的资金限制、动车组每月高级修允许送修数量、动车组日均控制里程、列车运行图里程等实际要求为约束条件，构建了动车组高级修计划优化的线性0-1整数规划模型；以配属中国铁路北京局集团有限公司的279列动车组历史走行数据以及相关参数为基础，通过Python编程并调用商业求解器对模型进行精确求解，首次实现了对该局所有动车组长周期高级修计划的优化编制。计算结果表明：优化后动车组长周期高级修计划较人工方案减少了19次高级修，节约资金消耗1.505亿元，延长规划期内动车组年均运用时间21 d，增加动车组年均走行里程46 080.21 km；同时避免了人工方案中动车组检修率超标及检修能力超出限制的情况，提高了动车组的运用效率以及计划编制的科学性。更多>
2022, 22(4): 396-407. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.030
摘要(383) HTML (66) PDF (6415KB) (62)
基于大数据的《交通运输工程学报》学术影响力分析
赵志宏, 任璐, 戴杰, 吴鸣谦
摘要: 为了进一步提高《交通运输工程学报》的学术影响力，推动《交通运输工程学报》的国际化进程，基于数据库平台，研究了《交通运输工程学报》2016年以来的出版数据，对比分析了《交通运输工程学报》的办刊现状、办刊方向、学术效应、稿源分布与传播能力，提出了《交通运输工程学报》未来发展策略。研究结果表明：2016年以来，在综合交通运输领域，《交通运输工程学报》的影响因子与综合指标名列第一位，在交通运输领域，位列前7%；影响因子与被引频次主要影响因素为年度发文量少，仅为学科均值的48%，年度高被引论文数偏少，约为北大核心学科与CSCD核心学科均值的80%；高水平专刊/栏、引领性学术综述与研究团队系列化核心成果对《交通运输工程学报》的影响力提升贡献较大。基于成功经验与研究结果，主要从内容质量建设、学术影响力建设、办刊队伍建设与传播能力建设四方面，提出了《交通运输工程学报》未来发展策略，即：汇聚办刊人才，提高办刊水平；凝聚学术资源，提高学术质量；丰富展示信息，增强传播能力；净化学术环境，优化出版机制。更多>
2022, 22(4): 408-420. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.04.031
摘要(503) HTML (123) PDF (7123KB) (96)

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