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2013年  第13卷  第3期

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道路与铁道工程
Numerical simulation of orthotropic steel deck bridges with two membrane layers systems
LI Jin-long, LIU Xue-yan, SCARPAS Tom, TZIMIRIS George
2013, 13(3): 1-8. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.03.001
摘要(497) HTML (51) PDF (1759KB) (677)
Evaluation of plant-produced porous warm-mix asphalt mixture using LEADCAP additive
KIM Yongjoo, CHO Dongwoo, YANG Sunglin, KIM Yeongmin, KWON Sooahn, HWANG Sungdo
2013, 13(3): 9-14. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.03.002
摘要(610) HTML (124) PDF (867KB) (626)
路面纹理的多重分形特征描述与识别方法
王维锋, 严新平, 肖旺新, 初秀民
摘要: 应用多重分形理论验证了路面纹理的多尺度特性, 研究了路面纹理多重分形谱的直接计算方法以及权重因子对计算结果的影响规律。测量了4组不同级配的沥青混凝土样块纹理高程值, 利用小波变换消除噪声数据, 分别计算各组样块纹理的多重分形谱参数, 构建了一种应用多重分形谱描述与识别路面纹理特征的新方法。分析结果表明: 路面纹理呈现出复杂性与自相似性特征, 不同路面纹理之间的多重分形谱存在明显的差异性; 路面纹理越复杂, 高程波度越剧烈, 多重分形谱参数越大, 反之则越小; 对于相同类型的路面纹理, 多重分形谱形状和参数均相近。可见, 多重分形是一种描述与识别路面纹理特征的有效方法。更多>
2013, 13(3): 15-21. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.03.003
摘要(857) HTML (154) PDF (1203KB) (1415)
钢筋混凝土空心桥墩应用及抗震性能研究综述
孙治国, 王东升, 李宏男, 杜修力
摘要: 分析了中国6座大型铁路桥梁和26座大型公路桥梁中空心桥墩的设计情况, 从墩高、壁厚比、薄壁宽厚比和剪跨比等方面对空心桥墩在中国的应用情况进行了评述。总结了新西兰、美国、欧洲、日本以及中国对空心桥墩抗震问题开展的试验研究和理论分析成果, 指出了空心桥墩抗震研究存在的问题和进一步研究方向。分析结果表明: 剪跨比大于10.0的高墩、壁厚比小于0.2或薄壁宽厚比大于10.0的薄壁墩在中国大型桥梁工程中获得了广泛应用; 目前对空心桥墩抗震问题开展的研究集中于剪跨比在8.0以下的中低墩, 对壁厚比小于0.2或薄壁宽厚比大于5.0的薄壁墩开展的研究非常少; 合理的空心桥墩抗剪强度及抗震变形能力分析模型仍未建立; 分析水下空心桥墩抗开裂措施, 控制空心桥墩残余位移, 采用新型结构和新材料提高空心桥墩抗震能力, 应用现代试验技术研究空心桥墩抗震问题是未来重要的研究方向。更多>
2013, 13(3): 22-32. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.03.004
摘要(808) HTML (139) PDF (1367KB) (1078)
悬索桥线性液体黏滞阻尼器阻尼系数优化
赵国辉, 高建华, 刘健新, 李宇
摘要: 将悬索桥加劲梁纵向运动简化为若干相互独立的单自由度振动系统, 采用随机振动理论, 利用将地震激励简化为平稳白噪声激励的方法推导了加劲梁纵向运动绝对加速度均方的解析表达式。利用导数求极值的原理, 求出了加劲梁纵向运动绝对加速度均方的最小值及其对应的系统最优阻尼比, 得到了悬索桥线性液体黏滞阻尼器最优阻尼系数的解析表达式, 并以某悬索桥为例, 采用动力时程法进行了参数敏感性分析, 验证了解析表达式的有效性。分析结果表明: 悬索桥线性液体黏滞阻尼器存在理论上的最优阻尼比0.5, 其对应的最优阻尼系数使阻尼器的减震效率达到最大值; 当阻尼比为0.3时, 阻尼器的减震效率达到最优阻尼比的90%;当阻尼比在0.4~0.6之间时, 阻尼器的减震效率基本保持在最优阻尼比的99%。综合考虑地震动强度、阻尼器冲程及造价等因素, 线性液体黏滞阻尼器的最优阻尼系数可在阻尼比为0.4~0.6对应的范围内适当调整。更多>
2013, 13(3): 33-39. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.03.005
摘要(783) HTML (152) PDF (860KB) (907)
载运工具运用工程
轻轨车辆电气耦合轮对导向控制技术
孙效杰, 陆正刚
摘要: 针对独立车轮自导向性能差的问题, 应用改进电轴技术在轻轨车辆电机单独驱动独立车轮中, 形成一种电气耦合轮对型式, 以无形的电轴替代传统的机械轴, 改善导向性能。从电路分析理论出发, 分析了新型耦合轮对的耦合性能和影响因素, 确定电气耦合轮对是一种对左右车轮转角差自动施加反馈控制的技术, 且轮对耦合的强弱可通过调节电容与电阻实现, 调节电容方案因能耗低而优于调节电阻方案。建立电气耦合轮对和弹性阻尼耦合轮对轻轨车辆横向动力学模型, 分析了轮对的转向行为。仿真结果表明: 电气耦合轮对耦合力矩最大达到近1 kN·m, 耦合能力强; 直线上受激扰后, 2种车辆的横移量与摇头角自行趋于0, 通过曲线时, 横移量稳定值小于8 mm, 摇头角小于0.2°, 因此, 2种耦合轮对车辆具有直线对中能力和曲线通过性能; 通过小曲线时, 电机因电气耦合而造成的最大耗能功率低于140 W, 系统能耗低。更多>
2013, 13(3): 40-46. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.03.006
摘要(655) HTML (174) PDF (1191KB) (731)
机车关键参数对车钩转角与机车运行安全性的影响
许自强, 罗世辉, 马卫华, 吴庆
摘要: 针对列车车钩承压偏转行为, 分析了机车结构参数与车钩转角之间的关系, 通过建立由3节新型33 t轴重C0-C0轴式重载机车与2组具有钩肩特性、缓冲器迟滞特性的圆销钩缓装置组成的列车动力学模型, 研究承压工况下机车结构参数对车钩转角与列车运行性能的影响。计算结果表明: 在列车车钩自由转角为8°时, 承压时车钩的实际转角达不到8°, 此时车钩钩肩不发生作用, 稳钩力由机车二系止挡提供, 车钩横向力全部传递至轮对, 导致机车的轮轴横向力超标; 提高二系止挡间隙或降低止挡间距等参数, 可以增加车钩的转角, 减小车钩横向力, 降低轮轴横向力, 提高列车的运行安全性; 在重载机车车钩选型中, 应该考虑机车结构参数与车钩自由转角的匹配关系。更多>
2013, 13(3): 47-52. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.03.007
摘要(747) HTML (216) PDF (952KB) (804)
非流形造型的主船体快速分舱方法
管官, 林焰, 纪卓尚
摘要: 为解决自底向上逐一生成舱室的分舱方法需要花费大量时间, 提出了一种自顶向下的船舶参数化分舱方法, 利用舱壁位置参数与内壳折点位置参数驱动生成分舱理论面, 再用分舱理论面切割主船体, 利用非流形造型技术及其布尔运算生成舱室。分析结果表明: 该方法只需舱壁位置与内壳折点信息, 即可进行参数化分舱, 避免了大量舱室型值信息的输入, 降低了舱室定义的复杂性; 通过非流形造型记录了分舱时的过程信息, 修改模型时只需对这些信息重组即可, 实现了分舱模型的快速重塑。可见, 该方法能够快速实现船舶分舱与舱容计算, 为船舶三维参数化设计奠定了基础。更多>
2013, 13(3): 53-61. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.03.008
摘要(830) HTML (128) PDF (1569KB) (791)
天然气发动机氧传感器故障模拟试验
董强柱, 袁华智, 蹇小平, 李阳阳, 焦生杰
摘要: 在自行搭建的发动机试验台架上, 以台架试验与排放分析法为基础, 以NI采集卡、前端信号处理电路、信号丢失控制电路与信号异常控制电路等为硬件, 以LabVIEW软件为技术支持设计了天然气发动机氧传感器故障模拟系统, 分析了天然气发动机氧传感器故障对发动机动力性、经济性以及各项排放指标的影响。试验结果表明: 当转速为2 500 r.min-1, 节气门开度为25%, 模拟信号电压低于0.5 V时, 过量空气系数变小, 混合气变浓, 转矩与正常值相比变化不大, CO排放上升, HC排放略有升高, 但变化不大, NOx排放下降; 当模拟信号电压高于0.5 V时, 过量空气系数变大, 混合气变稀, 转矩下降较大, CO排放下降, 并低于正常值, HC排放上升, NOx排放基本为0。更多>
2013, 13(3): 62-70. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.03.009
摘要(802) HTML (199) PDF (1745KB) (736)
交通运输规划与管理
具有模糊特性变量的出行方式预测Logit模型
朱顺应, 邓爽, 王红, 管菊香, 程阳
摘要: 基于非集计模型与模糊数学理论, 以城市群居民出行行为为研究对象, 选择出行者的出行时间和出行费用作为影响因素, 利用极大似然估计法进行参数标定, 通过t检验、命中率检验与优度检验, 将出行时间模糊化, 忽略出行费用的影响, 建立了具有模糊特性变量的出行方式预测Logit模型。将轨道交通与小汽车2种出行方式的时间模糊化参数分别选为0.1、0.3、0.5, 分析了出行方式与出行时间对居民出行行为的影响。分析结果表明: 轨道交通与小汽车的平均出行感知时间之比为0.8~1.2, 且2种出行感知时间同等程度变化; 当轨道交通出行时间模糊化参数为0.1, 小汽车出行时间小于70 min时, 出行者均选择轨道交通出行; 当轨道交通出行时间模糊化参数为0.3, 小汽车出行时间小于67 min时, 出行者继续选择轨道交通出行, 但当小汽车出行时间大于67 min, 小汽车出行时间模糊化参数分别为0.1、0.3时, 出行者选择小汽车出行; 当轨道交通出行时间模糊化参数为0.5, 小汽车出行时间小于58 min时, 出行者仍然选择轨道交通出行, 但当小汽车出行时间大于66 min时, 出行者均选择小汽车出行。更多>
2013, 13(3): 71-78. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.03.010
摘要(669) HTML (107) PDF (920KB) (956)
基于同步多样性的公交时刻优化方法
柏海舰, 董瑞娟, 张敏, 陈一锴
摘要: 分析了现有公交调度方法中大间隔发车、局部收敛与时间不协调等问题, 以最大同时到站次数和最大同时到站车辆数量为优化目标, 以末车定时、站点允许排队长度、服务质量、线路服务时间跨度为约束条件, 建立了公交时刻优化方法, 设计了基于网络选点规则和网络同步规则的求解算法。计算结果表明: 当公交网络中存在2条线路与2个站点且发车时间在30 min内时, 应用提出的方法, 在2个站点共产生3次同步, 线路1的发车时刻分别为第5、15、20、30 min, 线路2的发车时刻分别为第0、10、30 min; 与现有方法相比, 同步次数减少1次, 发车时刻完全分布于规定时间内, 消除了剩余时间, 获得了非均匀化的发车间隔, 体现了同步的多样性。更多>
2013, 13(3): 79-85. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.03.011
摘要(649) HTML (123) PDF (1063KB) (726)
铁路救援基地层级规划选址模型
吴艳华, 王富章, 李芳
摘要: 基于中国铁路组织机构的特点和应急救援现状, 提出了铁路救援基地的层级网络建设理念。分析了现有铁路救援基地多目标规划选址模型的不足, 将铁路救援基地分为枢纽救援基地和快速救援基地。以最小救援基地总成本和最短救援响应时间为双目标函数, 以最大服务距离为约束条件, 建立了铁路救援基地多目标层级规划选址模型。采用层次分析法、灰色关联分析与线性参考技术等方法抽象模型参数, 采用蚁群算法求解模型, 并将计算结果与现有的救援决策方案进行对比。研究结果表明: 应用提出的模型, 通过抽象模型参数, 可得到26个救援基地备选点、61个服务需求点与188条路径; 在完全覆盖事故风险的情况下, 救援基地数量减少3个, 节约成本约240万元, 总救援响应时间、最大平均救援响应时间和最小平均救援响应时间分别降低0.04、0.46、0.29 h。更多>
2013, 13(3): 86-93. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.03.012
摘要(634) HTML (139) PDF (1271KB) (678)
城市交通能耗动态情景组合分解模型
孙启鹏, 贾诗炜, 朱磊, 徐成
摘要: 分析了现有的城市交通结构, 以机动车保有量、百公里油耗与年行驶里程为影响因素, 引入影响因素的变化率作为参数, 运用迪氏指数分解模型, 建立了城市交通能耗动态情景组合分解模型。根据3个影响因素的变化情况, 设置了12种情景组合模式, 分析了不同情景组合模式下的城市交通能耗变化趋势。分析结果表明: 最大总能耗增量为174.92万吨标准煤, 3个影响因素的能耗贡献率分别为91.79%、-9.57%、17.78%, 最小总能耗增量为55.06万吨标准煤, 3个影响因素的能耗贡献率分别为128.10%、-52.34%、24.24%;按机动车保有量增速将12种情景模式分为低速增长、中速增长、高速增长3类方案, 3类方案能耗增量的最大值分别为87.02、130.97、174.92万吨标准煤, 最小值分别为55.06、94.08、134.55万吨标准煤。更多>
2013, 13(3): 94-100. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.03.013
摘要(652) HTML (143) PDF (1185KB) (735)
中国高速公路上市公司信用风险评估
张圣忠, 张春娜
摘要: 以16家中国高速公路上市公司为样本, 研究了金融危机对高速公路经营企业信用风险的影响。运用KMV模型计算了样本公司自2008年下半年至2012年上半年的半年度违约距离及其变化趋势。计算结果表明: 在研究区间内, 违约距离以20.11%的平均增长率逐步增加, 信用风险不断降低, 信用风险水平与中国GDP半年度增长率和高速公路板块指数的Spearman相关系数分别为-0.012和-0.381, 不存在显著的相关性, 信用风险受企业资产市场价值波动率的影响大于流动负债水平的负面影响, 中国高速公路上市公司仍然具有较高的投资价值。更多>
2013, 13(3): 101-106. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.03.014
摘要(581) HTML (104) PDF (970KB) (658)
交通信息工程及控制
铁道信号系统安全计算机状态监测方法
曹源, 马连川, 李旺
摘要: 基于隐马尔科夫模型(Hidden Markov Model, HMM)提出了状态监测和故障诊断的原理与基本流程。通过观测数据的提取与降维, 正常态模型训练与改进, 故障态模型训练等一系列措施, 实现了两模冗余安全计算机的状态监测, 对正常态与时钟偏离1%~10%等7种不同条件进行监测。监测结果表明: 对数似然概率均值从-228.98降至-1 385.60, 健康状态不断恶化。对1号处理单元(PU1)故障状态进行仿真监测时, 将PU1故障与PU1故障态、正常态、安全容错管理单元(FTSM)故障态、通信控制器(CC)故障态以及系统受扰故障态进行比较, 得到对数似然概率均值分别为-161.95、-13.72、-14.13、-40.17及-35.69, 证明了系统所发生的故障是因PU1所致。监测方法能够有效实现安全计算机健康状态的检测, 为铁道信号安全计算机监测技术提供理论支撑。更多>
2013, 13(3): 107-112. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.03.015
摘要(520) HTML (113) PDF (992KB) (894)
铁路客运站复杂环境中的运动目标检测
孙首群, 刘康亚, 刘硕妍, 吕晓军, 詹璇
摘要: 采用分层组织的形式将传统高斯混合模型分为背景层、竞争层和噪声层, 各层分别采用不同的更新机制, 在各层之间引入晋级和降级机制以纠正可能存在的误判。采用基于轮廓检测的噪声滤波实现噪声层更新以消除噪声, 并利用直方图匹配检测伪前景区域以提高对背景变化的适应能力。使用停车场视频和铁路客运站候车室视频对改进后高斯混合模型的检测效果进行了验证。验证结果表明: 改进的高斯混合模型有效避免了长期静止的目标被融入背景, 降低了光线突变或摄像机噪声的干扰, 加快了背景改变时模型的更新速度, 目标检测速度比传统GMM提高了10%。检则方法满足了铁路客运站智能视频监控实时性和准确性的要求, 为视频分析奠定了基础。更多>
2013, 13(3): 113-120. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.03.016
摘要(713) HTML (128) PDF (1883KB) (728)
船联网数据融合的信任模型
樊娜, 赵祥模, 王青龙
摘要: 引入了主观信任评价及其期望概率的概念, 通过统计方法评估船联网中各个节点的可信程度, 结合KL距离计算节点的信誉度, 从而建立了基于节点信誉度评价的数据融合信任模型。为避免影响融合的结果, 模型在数据融合过程中保留信誉度较好的节点, 摒弃低信誉的节点。模拟船联网网络结构进行仿真试验, 分别采用4种不同的攻击方法对网络中部分节点进行攻击, 试验分别按迭代100、200、300次进行。仿真结果表明: 传统方法的数据融合准确率为78%, 信任模型的数据融合准确率达到93%, 结果更逼近真实数据, 与传统方法相比有效提高了融合的准确性和可靠性。更多>
2013, 13(3): 121-126. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2013.03.017
摘要(758) HTML (166) PDF (993KB) (746)

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