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2016年  第16卷  第6期

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道路与铁道工程
机场道面及其下部地基脱空的测试方法
张宇辉, 张献民
摘要: 分析了机场跑道重锤式弯沉仪、探地雷达、面波与映像的测试结果, 判别了机场刚性道面板底部脱空、下部地基沉陷与地基空洞变形, 对比了不同脱空深度和位置下的波谱特点, 研究了基于应力波与电磁波的道面脱空测试方法的有效性与优越性, 并对测试精度进行现场钻芯验证。验证结果表明: 传统重锤式弯沉仪测试数据为道面表层荷载位移, 无法反映跑道道面板底部土基沉陷变形与脱空缺陷; 面波测试深度较大, 采样数据可反映道面板下部地基变形与脱空状态; 映像方法测试道面板底部反射波性状, 可实现对道面板结构层底部脱空的判定; 以上3种测试方法均为间隔采样, 受采样点数目限制, 对跑道整体状态代表性不足, 无法克服由采样点...
2016, 16(6): 1-11.
摘要(3708) HTML (173) PDF (5894KB) (2925)
土工布与砂土界面循环剪切动力特性
王军, 刘飞禹, 王攀, 耿雪玉
摘要: 利用室内大型循环直剪仪进行了一系列筋土界面循环剪切试验, 筋材采用土工编织布和无纺土工布, 土体采用中国ISO标准砂, 在竖向应力分别为30、60、90 kPa, 剪切位移幅值分别为1、3、5 mm, 砂土密实度分别为22%、52%、75%时, 研究了竖向应力、剪切位移幅值、砂土密实度对筋土界面循环剪切特性的影响, 分析了循环剪切过程中2种土工布与砂土界面的剪切应力峰值和剪切应力-剪切位移的变化规律。研究结果表明: 2种土工布与砂土界面均会发生循环剪切软化现象, 但软化规律不同; 竖向应力从30 kPa增大到90 kPa时, 土工编织布与砂土界面循环剪切应力峰值增大了72.9%, 无纺土工布与...
2016, 16(6): 12-20.
摘要(3501) HTML (200) PDF (1264KB) (2754)
砂夹层黄土路基水分迁移规律
晏长根, 邹群, 许昱, 万琪, 石玉玲, 马刚峰
摘要: 以十天高速公路黄土路基为依托, 基于土水势原理提出了在路基土层放置砂夹层来减小黄土层浸水沉陷的发展, 采用室内模型试验, 在黄土路基中部与底部设置砂夹层, 模拟了路基毛细水上升、顶面渗水与边坡渗水的情况, 分析了路基含水率变化规律及其对路基整体强度和稳定性的影响, 并证实了砂夹层的减水阻渗效应。研究结果表明: 黄土路基模型初期水分迁移很快, 中、后期迁移越来越慢; 底部设置砂夹层的路基模块在地下水位上升32d内的体积含水率为24%~27%, 纯黄土路基模块的中、下部(路基顶面0.5m以下)的体积含水率约为60%, 水分最终的影响深度达到了1.2m;在纯黄土路基模块顶面渗水12d后, 体积含水率...
2016, 16(6): 21-29.
摘要(3545) HTML (183) PDF (1051KB) (2497)
基于Monte Carlo方法的路堤震害风险概率评价
尹超, 王晓原, 刘菲菲, 田伟, AMELANI
摘要: 以连云港-霍尔果斯高速公路K1125+470处路堤为研究对象, 在路堤震害损伤判别、路堤结构形式和地震动输入确定的基础上, 采用增量动力分析和概率性地震需求分析相结合的方法绘制了路堤震害易损性曲线, 评价了路堤震害易损性; 将路堤震害风险概率定义为场地地震危险性与路堤震害易损性的卷积, 并提出相关计算方法; 研究了场地地震烈度概率分布模型和地震烈度与地震动峰值加速度转换关系, 提出了未来50年内地震动峰值加速度的概率分布函数; 基于Monte Carlo方法进行了无挡土墙和有挡土墙路堤的震害风险概率评价, 验证了挡土墙对提高路堤抗震性能的积极作用。研究结果表明: 当地震动峰值加速度达到0.6g...
2016, 16(6): 30-38.
摘要(3585) HTML (308) PDF (669KB) (2458)
基于增量法钢板桩围堰的安全性计算方法
戴良军, 朱大勇
摘要: 分析了现有的钢板桩计算理论, 计算了钢板桩围堰的土压力、静水压力、流水压力、波浪力与支撑力; 分析了钢板桩围堰的施工工序, 将钢板桩视为非线性弹性地基梁, 建立了基于增量法的非线性弹性地基梁挠曲微分方程, 计算了地基土水平抗力系数、钢板桩弯曲变形系数与内外荷载增量, 研究了钢板桩围堰各工况下受力与变形; 基于裕溪河大桥桥墩基础的钢板桩围堰, 验算了钢板桩围堰的内力、变形、强度、整体稳定性、抗倾覆安全性与抗隆起安全性。计算结果表明: 钢板桩最大位移为38.12 mm, 小于规范值80 mm; 钢板桩最大许用应力为168.60 MPa, 小于规范值218.52 MPa; 管桩最大许用应力为112....
2016, 16(6): 39-47.
摘要(3540) HTML (220) PDF (834KB) (3629)
载运工具运用工程
机车与车辆间车钩连挂稳定性
邹瑞明, 马卫华, 罗世辉
摘要: 为了明确机车车辆间车钩的连挂稳定性, 提出了多边形接触模型, 模拟车钩连挂面之间的接触和摩擦, 即钩头轮廓面表层采用多边形建模, 以判定接触区域, 并对接触区域进行离散化处理, 通过弹性基础模型求解接触力, 由法向接触力和切向相对速度决定对应的摩擦力, 结合《机车车辆车钩连接轮廊》(TB/T 2950—2006)、干涉分析和有限元计算验证了建模方法的可靠性; 组建了能够反映中部机车动力学特性及其钩缓装置动态行为的重载列车动力学模型, 对列车在不同工况下通过1.2%长大下坡道和300m半径曲线时机车车辆间车钩的连挂稳定性进行了分析。分析结果表明: 车钩力对车钩连挂面之间的相对运动具有较大的影响,...
2016, 16(6): 48-54.
摘要(3504) HTML (156) PDF (1432KB) (3615)
永磁同步电机开路故障容错补偿控制
白洪芬, 朱景伟, 秦俊峰
摘要: 基于磁动势不变原则的故障容错补偿控制策略, 在研究正常情况下船用永磁同步电机磁动势数学模型的基础上, 建立了一相开路故障下磁动势数学模型。在电机发生一相开路故障时, 通过改变其余无故障两相电流的大小和夹角, 以保证故障前后电机的合成磁动势不变, 进而使得空间电压矢量脉宽调制控制策略在电机控制中仍适用。结合船舶电力推进系统模型, 在MATLAB/Simulink中建立船舶电力推进系统的整体仿真模型, 并对转矩、转速、电流等参数进行分析。仿真结果表明: 在无故障情况下, 螺旋桨模型输出转矩脉动和电机的转矩、电流、转速脉动分别约为0.85%、5.90%、6.25%、2.01%, 电机运行性能良好。在...
2016, 16(6): 55-62.
摘要(3517) HTML (185) PDF (683KB) (3570)
基于时间延迟模型的多目标优化检查决策方法
陆晓华, 左洪福, 白芳
摘要: 根据某航空公司货运机队的某型发动机HPTACC系统在某一周期内的预防性检查计划、检查发现的缺陷以及失效维修记录, 分析了系统在运行过程中将缺陷延迟发现时间作为安全性优化目标、将检修费用作为经济性优化目标的可行性。在预防性检查时刻发现缺陷的检修策略下, 推导了在各检查时刻基于时间延迟模型的缺陷数期望值和缺陷延迟发现时间期望值概率计算式。在缺陷退化为失效被及时发现并进行更换维修的检修策略下, 推导了在各检查间隔期内基于时间延迟模型的失效发生次数期望值概率计算式。基于2种检修策略下的概率公式, 建立了系统在给定寿命周期内的似然函数, 建立了检修费用和缺陷延迟发现时间的期望值双优化目标函数式, 运用了...
2016, 16(6): 63-71.
摘要(3359) HTML (164) PDF (682KB) (3684)
电动汽车驱动电机结构参数优化设计
王军年, 刘健, 初亮, 王庆年, 吴坚
摘要: 在研究电动汽车驱动电机参数匹配过程中, 提出了一种驱动电机结构参数优化设计方法。在已知电机基本参数基础上, 分析了电机轴向长度、转子外径、绕组匝数、线径、极弧因数、永磁体厚度等参数对电机效率的影响。建立了电机主要本体结构参数与效率特性的映射关系, 提出了电机本体结构参数的初始设计和优化设计流程。利用优化设计得到的电机效率特性, 通过正向仿真整车模型, 在4种典型工况下进行了整车的经济性仿真验证。仿真结果表明: 在外特性方面, 优化电机相比初始电机的转矩脉动明显降低, 其中恒转矩区域降低为14%, 恒功率区域不超过40%, 且最高效率提升为94%;在整车经济性方面, 优化电机在NEDC、UDDS...
2016, 16(6): 72-81.
摘要(3456) HTML (179) PDF (1739KB) (3830)
船舶机舱协作式模拟训练智能评估
段尊雷, 任光, 张均东, 曹辉
摘要: 基于人-机-环境系统工程理论, 研究了船舶机舱模拟训练评估问题, 建立了船舶的角色-任务-资源系统协作训练模型, 提出了基于专家系统和机器学习的智能评估方法, 并用于改进三维机舱协作训练系统; 建立了船舶机舱模拟训练情景知识库、任务知识库和评估指标体系, 结合专家经验和评估规范提取评估规则, 采用遗传算法优化后的权重对数据进行多重模糊综合评判; 针对实际的评估问题构造合适的机器学习网络结构, 利用BP神经网络和深度学习算法具备的自学习优势, 以简化运算步骤; 将评估指标数据进行归一化处理后作为评估模型的输入数据, 将评估结果作为目标数据, 采用稀疏自动编码器对大量数据样本进行特征变换, 深入学...
2016, 16(6): 82-90.
摘要(3493) HTML (228) PDF (566KB) (3563)
交通运输规划与管理
基于空间聚类分析的南海主要航线提取方法
王加胜, 刘永学, 杨昆, 李满春, 孙超
摘要: 提出了一种基于空间聚类分析的南海主要航线提取方法, 利用2001~2014年VOSClim舰船数据, 通过航线生成、航线聚类、聚类中心线提取得到了南海主要航线提取与分级结果, 将提取结果与美国中央情报局所得航线进行对比, 对南海主要航线分布特征进行分析。分析结果表明: 提取出21条南海主要航线, 一~三级航线分别有5、6、10条; 在21条南海主要航线中, 经过南沙群岛周边海域的航线多达14条; 在5条一级航线中, 分布在南海北部、西部和南部的航线分别有1、2、2条; 重要性指数由高到低的前5条航线依次为新加坡—香港、香港—台湾海峡、新加坡—巴拉巴克海峡、新加坡—巴士海峡、新加坡—高雄航线; ...
2016, 16(6): 91-98.
摘要(3628) HTML (167) PDF (2510KB) (2677)
大气稳定度对海面人工稀氧区形成的影响
金良安, 刘文鹏, 高占胜, 郑智林
摘要: 针对水中释放气体形成的特定稀氧区, 利用MATLAB和高斯烟羽模型模拟分析了6种大气稳定度等级(A~F)下不同位置的气体浓度变化情况, 绘制了相应的等浓度曲线和曲面, 给出了大气稳定度对稀氧区形成的具体影响规律。分析结果表明: 连续点源的几何高度为0, 抬升高度近似为0, 有效源高度近似为0;在同一下风向距离处与海面同一位置处, 气体浓度从低到高对应的大气稳定度等级依次为A~F; 等浓度曲线覆盖面积、等浓度曲面覆盖区域从小到大对应的大气稳定度等级依次为A~F。可见, 随着大气稳定度的提高, 气体的停留时间增加, 浓度升高, 贴近海面扩散的趋势明显, 有利于有效半径更大稀氧区的形成和维持。更多&...
2016, 16(6): 99-106.
摘要(3356) HTML (145) PDF (2124KB) (2285)
公路交通标志反光膜逆反射系数衰减规律
陈艳艳, 姜明
摘要: 对设置在交通运输部北京试验场的230个交通标志反光膜样本进行了连续13年的逆反射系数观测, 建立了不同颜色、不同类别的交通标志反光膜逆反射系数衰减值的预测模型, 分析了逆反射系数随设置时间的衰减规律。分析结果表明: 白色Ⅰ~Ⅲ类反光膜逆反射系数衰减值的预测模型分别为三次函数、对数函数、三次函数模型, 决定系数分别为0.581、0.732、0.559;红色Ⅰ~Ⅲ类反光膜逆反射系数衰减率的变化幅度分别为16.0%、28.0%、42.0%, 其他颜色反光膜逆反射系数衰减率的变化幅度小于21%。可见, 逆反射系数衰减值的二次函数、三次函数模型具有更好的拟合性, 不同颜色、不同类别反光膜的逆反射系数衰减...
2016, 16(6): 107-113.
摘要(3577) HTML (219) PDF (1086KB) (2521)
临时养护区CMEM模型的微观仿真参数标定
高天智, 陈宽民
摘要: 为了保证汽车尾气排放计算的准确性, 对临时养护区微观仿真模型进行参数标定。以河南许尉高速公路某临时养护区为例, 通过现场调查获取交通数据, 建立VISSIM交通仿真模型。根据实测数据对交通量与交通组成等宏观参数进行标定, 对期望速度、期望加速度采用特征点数值进行微观参数标定。利用正交试验法标定车头时距、跟车变量、进入跟车状态的阈值和振动加速度4种跟车模型参数。根据有效的仿真结果确定了期望速度与行驶速度之间的数值关系。利用有效的仿真数据结合CMEM模型进行临时养护区汽车尾气排放量计算, 得到了基于路段平均速度的尾气排放计算公式。分析结果表明: 宏观参数标定后的仿真速度与实测速度存在明显差异, 客...
2016, 16(6): 114-124.
摘要(3435) HTML (132) PDF (1310KB) (2365)
基于离散时间的定价与舱位控制联合决策
高金敏, 乐美龙, 曲林迟
摘要: 为使航空公司收益最大化, 将旅客订票与退票看作2个独立的随机过程, 利用泊松分布模拟整个预售期内旅客订票过程, 运用负指数分布模拟旅客退票过程, 从运用价格控制需求的角度出发建立了基于离散时间的航空机票定价与舱位控制联合决策模型, 采用动态规划的求解思想和方法对模型进行了求解, 确定在合适的时间段以何种价格销售机票, 设置每个时间段机票销售的数量限制, 通过一个算例对模型进行了验证。分析结果表明: 2~9折与全价机票应分别提前60.00、56.58、52.87、48.83、44.38、39.44、33.88、27.51、20.09d开始销售, 订票限制应分别为3、43、79、111、141、1...
2016, 16(6): 125-131.
摘要(3330) HTML (104) PDF (419KB) (2435)
交通信息工程及控制
基于CS-SD的车载环境下实时行人检测模型
郭爱英, 徐美华, 冉峰, 王琪
摘要: 针对车辆辅助驾驶系统中行人检测的实时性问题, 提出一种基于路面边缘线标定结合显著性纹理检测(CS-SD) 的算法和定位方向梯度直方图(L-HOG) 的行人检测模型, 应用CS-SD算法替代穷尽搜索快速标定图像中的行人区域, 应用L-HOG快速提取行人特征, 并采用附加核心的支持向量机(AK-SVM) 进行高效目标分类。分析结果表明: 在个人计算机上对包含832个行人的500幅图像进行检测时, 模型正确检测720个行人, 检测率为86.5%, 误检率为4.1%, 检测时间为39ms; 在基于BF609的车载行人检测系统上对包含988个行人的48 400幅图像进行检测时, 模型正确检测861个行人...
2016, 16(6): 132-139.
摘要(3339) HTML (141) PDF (3421KB) (2753)
无人车行驶环境特征分类方法
康俊民, 赵祥模, 徐志刚
摘要: 为了提高车载2D激光雷达对城市环境障碍物的分类能力与环境地图创建精度和无人车自主行为决策的安全性与准确性, 提出了一种基于机器学习的环境特征分类方法。将2D激光雷达的观测数据帧分割为独立的数据段, 每个数据段中包含一个环境障碍实体; 在数据段的二维高斯概率密度空间中, 以概率密度的等高线椭圆轴长、对数似然值和最大概率密度作为人工神经网络的样本数据元素, 利用人工神经网络完成数据段分类; 利用人工神经网络输出值的权重对分类的有效性进行判定, 仅保留有效的环境特征, 并对分类完成的观测数据进行特征提取。计算结果表明: 在同一个试验场景中, 当分类有效性判定条件被设定为分类稳定区间为[0.55, 1...
2016, 16(6): 140-148.
摘要(3555) HTML (159) PDF (972KB) (2481)
结合暗原色优先和Gamma校正的红外交通图像增强算法
顾明, 郑林涛, 刘中华
摘要: 为了有效提高智能交通监控设备采集到的红外交通图像的视觉质量, 将可见光图像去雾的方法引入红外交通图像的增强处理过程中, 提出一种结合暗原色优先和Gamma校正的红外交通图像增强新算法, 首先采用暗原色优先算法对原始降质红外交通图像进行处理而得到初步增强的图像, 然后使用Gamma校正算法对初步增强的图像亮度进行调节, 并将新算法与其他常见的红外图像增强算法进行图像增强效果的对比分析。试验结果表明: 两幅原始红外交通图像的信息熵分别为4.71、5.07, 经过新算法处理后信息熵分别增加到6.45、5.92;两幅原始红外交通图像的灰度标准差分别为6.90、19.14, 经过新算法处理后灰度标准差分...
2016, 16(6): 149-158.
摘要(3509) HTML (171) PDF (3683KB) (2402)

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