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2019年  第19卷  第4期

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道路与铁道工程
基于FBG的沥青混合料横向流动变形评价
高俊启, 魏路楠, 侯彦明
摘要: 为了分析沥青混合料横向流动变形, 进行了沥青混合料的车辙试验, 利用布设于沥青混合料板表面的光纤布拉格光栅传感器, 研究了沥青混合料表面的横向应变规律; 以最大应变和蠕变稳定阶段横向应变速率绝对值为评价指标, 分析了沥青混合料横向流动变形。分析结果表明: 横向流动变形随沥青混合料的最大应变和横向应变速率绝对值的减小而降低; 横向流动变形在循环轮载作用下不断发展, 测试点距离轮载愈近其流动变形愈剧烈; 当胶粉掺量分别为0、15%、18%时, 距离轮载63 mm的测试点横向应变速率分别为6.8×10-6、4.0×10-7、6.4×10-6 min-1, 因此, 掺15%胶粉的沥青混合料具有较大的抵抗高温横向流动变形的能力; 对于15%胶粉掺量的沥青混合料, 当其集料级配分别为AC-13粗级配和AC-13细级配时, 距离轮载28 mm的测试点横向应变速率分别为6.0×10-7、7.7×10-6 min-1, 因此, AC-13粗级配沥青混合料高温抗横向流动变形能力优于AC-13细级配; 胶粉改性沥青混合料最大应变为1.96×10-4, 而胶粉和抗车辙剂复合改性沥青混合料最大应变只有1.22×10-4, 说明在高温情况下, 胶粉和抗车辙剂复合改性沥青混合料整体结构强度较大, 能够承受来自轮载的直接作用而不向轮迹两边产生横向推移致使发生较大的横向流动变形。基于光纤布拉格光栅横向应变的沥青混合料横向流动变形评价能较好地说明不同材料和级配对沥青路面产生侧向流动变形规律的影响。更多>
2019, 19(4): 1-11. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2019.04.001
摘要(2226) HTML (156) PDF (1433KB) (1362)
新型装配式倒T形空心板桥受力性能
吴庆雄, 黄宛昆, 王渠, 陈康明, 陈宝春
摘要: 为解决现有装配式空心板桥的铰缝病害, 提出了一种新型装配式倒T形空心板桥; 进行了跨径8 m的倒T形空心板桥足尺模型试验和非线性有限元分析, 研究了车辆荷载作用下倒T形空心板桥各组成构件的应力、挠度和裂缝分布等, 得到了倒T形空心板桥的受力机理与破坏模式; 对比了倒T形空心板桥与带门式钢筋空心板桥的受力性能, 验证了倒T形空心板解决铰缝开裂问题的有效性。研究结果表明: 倒T形空心板桥的破坏过程分为弹性阶段、空心板开裂阶段、现浇结构层混凝土开裂阶段和受拉钢筋与钢板屈服阶段, 其整体受力性能良好, 极限荷载是带门式钢筋空心板桥的1.4倍; Ω形钢板上方受拉区混凝土首先达到拉应力限值3.17 MPa, 是受力薄弱部位; 由于Ω形和L形钢板的设置, 现浇结构层混凝土开裂时, 与结构层等高度的各结合面处的法向和切向黏结应力均不会超过限值2.30和0.29 MPa, 避免了结合面的黏结失效; 与带门式钢筋的空心板桥相比, 倒T形空心板构造不会减小空心板的开裂荷载, 且新旧混凝土结合面开裂在空心板开裂之后, 可从根本上解决传统空心板桥在车辆荷载作用下铰缝先于空心板开裂的问题。更多>
2019, 19(4): 12-23. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2019.04.002
摘要(2132) HTML (165) PDF (4749KB) (1346)
小半径曲线刚构箱梁桥日照时变温度场与温度效应
盛兴旺, 郑纬奇, 朱志辉, 杨鹰, 李帅
摘要: 应用太阳物理学理论确定了太阳的实时位置, 结合光线跟踪算法实时选取了结构的时变迎光面, 得到了结构的时变热边界条件; 以永顺—吉首高速公路石家寨立交中的一座小半径曲线刚构箱梁桥为工程背景, 参考当地历史气象数据, 以气温最高的某夏日为例, 在考虑太阳辐射、长波辐射、对流换热和风速等环境条件下, 实现了小半径曲线刚构箱梁桥三维瞬态日照时变温度场的有限元仿真, 通过热-结构耦合分析得到了小半径曲线刚构箱梁桥的日照时变温度效应。研究结果表明: 在日照时变辐射作用下, 由于小半径曲线刚构箱梁桥翼缘板的遮盖作用, 箱梁腹板受太阳直射的时间不同, 箱梁各断面腹板处最大温差为1.3℃; 小半径曲线刚构箱梁桥顶板竖向温度梯度变化规律与《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60—2015) 中相似, 顶板上下表面间最大温差为14.3℃, 且箱梁顶板下表面温度变化滞后箱梁顶板上表面约3 h; 小半径曲线刚构箱梁桥顶板下表面会出现最大为3.13 MPa的横向拉应力, 顶板上表面、腹板外表面也均会出现超过2 MPa的横向拉应力; 小半径曲线刚构箱梁桥梁端与跨中位移变化趋势相反, 初步揭示了日照时变辐射作用下小半径曲线刚构箱梁桥的蛇形运动规律。更多>
2019, 19(4): 24-34. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2019.04.003
摘要(2179) HTML (250) PDF (4541KB) (1271)
腹板开孔对轨道交通箱梁振动噪声的影响
张天琦, 罗雁云, 周力
摘要: 实测了城市轨道交通简支箱梁各板件的振动与近场噪声, 结合板件声辐射理论研究了箱梁结构振动辐射噪声和箱梁振动的关系; 基于箱梁结构噪声易产生绕射的低频特性, 计算了矩形混凝土板件在不同开孔工况下辐射的结构噪声变化情况; 在考虑箱梁腹板开孔的基础上建立了车辆-轨道-箱梁耦合有限元模型和箱梁振动-结构噪声有限元-无限元模型, 分析了箱梁腹板开孔前后各板件的振动和结构辐射噪声变化情况。研究结果表明: 箱梁板件声辐射效率随频率的增加并不呈现线性关系, 箱梁各板件近场低频(低于250 Hz) 辐射噪声与结构振动加速度级也并非简单的线性关系, 箱梁辐射噪声由箱梁振动和箱梁各板件声辐射效率共同决定; 对于两端简支的开孔板件, 在开孔率基本一致(0.4%左右) 的情况下, 开孔直径越小, 板件振动辐射噪声声压级越小; 采用有限元-无限元方法模拟箱梁近场低频结构噪声, 既能解决单独采用有限元法时声场边界反射的影响, 也避免了采用有限元-边界元方法时多软件交叉使用的不便; 腹板开孔虽然增加了箱梁板件在某些频率(100~125 Hz) 处的振动响应, 但由于箱梁内、外部声场连通, 使得声短路效应增加, 降低了板件的声辐射效率和相应频段的噪声; 腹板开孔后在1~250 Hz频段内顶板、底板和腹板附近的总声压级分别降低了9.43、2.74和1.63 dB, 从而使箱梁结构噪声得到了控制。更多>
2019, 19(4): 35-46. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2019.04.004
摘要(2109) HTML (159) PDF (3028KB) (1229)
重型车辆撞击下桥墩碰撞力简化模型
赵武超, 钱江, 王娟
摘要: 为了探究钢筋混凝土桥墩在重型车辆撞击下的安全性能, 建立了重型车辆-桥墩碰撞精细有限元模型, 研究了撞击速度、桥墩直径、上部结构边界条件和货物高度对桥墩破坏模式和内力分布的影响; 分析了不同工况下的车辆碰撞力特征, 并基于车辆初始动能耗散特点提出了碰撞力简化模型。分析结果表明: 重型车辆碰撞过程可以分为保险杠、发动机和货物撞击桥墩3个阶段, 碰撞力在前2个阶段主要集中在0.9 m高度处, 而在第3个阶段主要分布在2.7 m高度处; 在重型车辆撞击下, 不仅桥墩端部会出现严重损伤, 碰撞部位附近也可能发生严重的局部冲剪破坏; 由于忽略了碰撞荷载的动力效应和车辆与桥墩的耦合作用, 采用《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60—2015) 中建议的等效静力设计方法难以获得桥墩的实际撞击响应; 撞击速度对桥墩内力和碰撞力的影响最显著, 货物高度的不同会改变碰撞力的空间分布, 但不会影响桥墩的最大内力响应; 重型车辆的初始动能存在6.5 MJ的阈值, 当初始动能小于该阈值时, 车辆发动机和保险杠的碰撞作用对桥墩动力响应起主导作用, 反之, 后部货物的碰撞作用控制碰撞力峰值; 碰撞力简化模型和精细车辆模型预测所得桥墩最大内力响应的相对误差在8%以内, 且计算耗时从6~7 h缩短到4 min。更多>
2019, 19(4): 47-58. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2019.04.005
摘要(2337) HTML (180) PDF (6268KB) (1348)
双振源激励下地铁车辆段上盖建筑物振动特性
冯青松, 王子玉, 刘全民, 罗信伟, 李纪阳
摘要: 以广州某地铁车辆段为研究对象, 实测了试车线与库内检修线引起地面振动的加速度, 分析了两类振源的衰减规律与差异; 建立了车辆段上盖建筑物有限元模型, 将实测地面振动数据采用大质量法进行多点激励, 分析了双振源激励对上盖建筑物楼板振动的影响。研究结果表明: 列车通过时, 试车线地面振动主要频率为60~80 Hz, 检修线主要频率为20~40 Hz; 试车线荷载振源强度大于检修线, 约为6 dB; 试车线振动衰减率约为1.07 dB·m-1, 检修线振动衰减率约为1.69 dB·m-1, 说明检修线引起地面振动强度的衰减速度比试车线更快; 与非一致激励相比, 一致激励对上盖建筑物楼板10 Hz以下振动影响显著, 各层加速度级在2.5 Hz处存在明显峰值, 这与建筑物楼板的固有频率有关; 试车线荷载激励下, 底层楼板振动主要频率范围为40~60 Hz, 顶层出现在20~40 Hz, 峰值中心频率集中在40.0 Hz处; 检修线荷载激励下, 各层楼板振动主要频率范围为0~40 Hz, 峰值中心频率集中在31.5 Hz处; 对比单一振源激励, 双振源激励使建筑物楼板Z振级增加了0~3.5 dB, 这在地铁车辆段上盖建筑物的环境振动评价中应充分重视。更多>
2019, 19(4): 59-69. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2019.04.006
摘要(1998) HTML (147) PDF (6993KB) (1311)
黄土地区刚-柔性桩复合地基的承载机理
张恩祥, 何腊平, 龙照, 胡志平
摘要: 为了揭示湿陷性黄土地区刚-柔性桩复合地基的荷载传递机理, 开展了现场原型试验, 分析了桩身和桩间土的应力在不同荷载与深度下的变化规律; 通过与刚性单桩的对比, 总结了刚-柔性桩复合地基的桩土相互作用特点; 结合已有文献, 分析了湿陷性黄土地区刚-柔性桩复合地基与软土地区刚-柔性桩复合地基在力学表现上的差异。分析结果表明: 湿陷性黄土地区刚-柔性桩复合地基中柔性桩的主要作用是挤密桩间土, 消除其湿陷性, 试验场地处理后湿陷系数基本小于0.015;由于柔性桩的挤密作用, 桩间土的承载力得以充分发挥, 刚性桩的荷载传递能力得以增强; 软土地区柔性桩的荷载分担率一般大于桩间土, 由于黄土的承载力较高及柔性桩与桩间土的模量比小, 湿陷性黄土地区桩间土的荷载分担率稳定在26%左右, 远大于柔性桩的7%;复合地基中的刚性桩属于端承摩擦桩, 随着荷载增加, 刚性桩的荷载传递能力逐渐强化, 荷载分担率逐渐增加, 最终稳定在67%左右; 刚性桩荷载传递能力的增强并不利于刚-柔性桩复合地基承载能力的充分发挥, 在设计时需要充分考虑对纯摩擦桩有效桩长的影响, 以及对端承摩擦桩桩端土体承载能力的影响。更多>
2019, 19(4): 70-80. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2019.04.007
摘要(1996) HTML (194) PDF (4316KB) (1321)
载运工具运用工程
高速列车轴箱弹簧载荷特性与疲劳损伤
杨广雪, 张亚禹, 李广全
摘要: 以某型高速列车轴箱弹簧为研究对象, 通过载荷标定方法制作了弹簧载荷测试传感器, 安装于动力转向架, 通过在线路测试得到了轴箱弹簧载荷时间历程; 结合车载陀螺仪信号, 分析了启动牵引、制动停车、高低速直线、进出坡道、曲线通过等典型工况下的轴箱弹簧载荷特性; 根据轴箱弹簧载荷的变化特点, 将测试载荷分解为趋势载荷和动态载荷, 并在统计基础上给出轴箱弹簧一定运用里程下的载荷谱, 确定了载荷幅值与载荷作用频次的对应关系, 根据损伤一致性准则, 分析了载荷谱各级载荷造成的损伤比重与轴箱弹簧疲劳损伤随列车运行速度增大的变化规律。分析结果表明: 轴箱弹簧载荷与应变呈线性关系, 其传递系数为9.45×10-5 kN-1; 与非动力侧轴箱弹簧相比, 动力侧轴箱弹簧载荷幅值变化受电机扭矩载荷的影响较大, 在列车启动阶段, 电机输出扭矩达到最大值, 动力侧与非动力侧轴箱弹簧的载荷分别为-7.42、1.26 kN; 列车速度由240 km·h-1增大至350 km·h-1时, 轴箱弹簧趋势载荷由-0.6 kN变化至-2.0 kN, 最大动态载荷由1.53 kN增大至1.86 kN, 增大了22%;动力侧轴箱弹簧在列车低速、高速运行时所产生的疲劳损伤比重分别为0.79、0.75;列车运行速度提高会使轴箱弹簧高幅值载荷产生的疲劳损伤比重略有降低, 这与非动力侧疲劳损伤比重分布特点相吻合; 动力侧和非动力侧轴箱弹簧疲劳损伤随着列车运行速度增大均呈现出先减小后增大的变化趋势, 在列车速度为300 km·h-1附近时达到最小疲劳损伤, 动力侧与非动力侧轴箱弹簧的疲劳损伤分别为0.110、0.004。更多>
2019, 19(4): 81-93. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2019.04.008
摘要(2138) HTML (183) PDF (1618KB) (1276)
焊接残余应力对动车组铝合金车体疲劳强度的影响
卢耀辉, 张德文, 赵智堂, 刘俊杰, 卢川
摘要: 采用热-弹塑性法和固有应变法计算了动车组铝合金车体对接接头的残余应力, 并进行了对比, 以验证采用固有应变法计算残余应力的合理性; 建立了车体的板壳有限元模型, 参照标准《铁路应用—铁路车辆车体的结构要求》 (EN 12663), 确定车体服役状态的疲劳载荷工况, 采用惯性释放法计算了车体有无残余应力的疲劳强度; 根据最大主应力原则, 将车体多轴应力转化为单轴应力, 得到焊缝和母材关注点的平均应力和应力幅值; 结合铝合金车体材料性能参数绘制了Goodman疲劳曲线, 计算了每个关注点的可靠性安全系数, 分析了残余应力对车体疲劳强度的影响。分析结果表明: 焊接残余应力对母材关注点影响不大, 其可靠性安全系数降幅小于5%;焊缝关注点的平均应力增加量可达25 MPa, 其可靠性安全系数降幅超过50%, 最大为54%, 使得车体容易疲劳失效; 残余应力对焊缝关注点最大主应力的方向有明显的改变。更多>
2019, 19(4): 94-103. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2019.04.009
摘要(2121) HTML (351) PDF (2791KB) (1181)
转向架橡胶件动态参数的高低温特性
谭富星, 石怀龙, 王玮, 刘诗慧, 刘洪涛
摘要: 针对高速列车转向架悬挂系统中的弹性橡胶件, 为掌握其非线性刚度和阻尼系数的频变、幅变和温变特性, 开展动态参数的高低温(-60℃~60℃) 特性试验, 阐述了橡胶件参数动态特性的试验方法, 对轴箱叠层橡胶弹簧和转臂定位橡胶节点进行轴向、径向的静态和动态测试, 根据载荷-挠度滞回曲线计算刚度和阻尼系数。试验结果表明: 常温23℃工况下, 橡胶件的刚度和阻尼系数仅表现出频变、幅变特性, 参数变化量却与环境温度强相关; 相比于常温23℃工况, -60℃极低温环境下的橡胶件刚度和阻尼系数均显著增大, 激振位移为0.50 mm时刚度增加1倍以上, 阻尼系数增加4~6倍, 并且激振频率越高两者增幅越显著; 60℃高温环境下, 相比23℃橡胶件刚度仅降低约5%, 阻尼系数仅降低约25%, 并且高温环境下橡胶件的频变和幅变非线性减弱; 低温引起车辆悬挂系统动态刚度和阻尼系数变化, 进而造成车辆动力学性能指标变化, 相比于常温, -40℃工况下运行安全性指标如脱轨系数增大约5%, 车体振动加速度显著增大约17%。更多>
2019, 19(4): 104-114. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2019.04.010
摘要(1935) HTML (114) PDF (5956KB) (1326)
轨道随机不平顺下磁浮车辆非线性动力学特性
陈琛, 徐俊起, 荣立军, 潘洪亮, 高定刚
摘要: 基于柔性轨道研究了随机不平顺下磁浮车辆的动力学特性, 在将轨道受力分解为分段链式结构的基础上, 提出了一种磁浮车辆垂向悬浮稳定性分析方法, 定义了不同悬浮力作用于各自悬浮点时柔性轨道的振动固有频率和模态矩阵; 建立了轨道分段链式结构的离散形式和轨道结构的运动方程, 采用虚拟激励法将轨道不平顺产生的随机激励转化为系统输入激励, 并将轨道随机高低不平顺作为振动激励源进行车轨振动控制; 在不同反馈控制参数下采用电压反馈双环PID控制器数值仿真车辆的悬浮状态, 并分析了轨道随机不平顺激励下反馈控制参数对磁浮系统稳定性的影响。研究结果表明: 当磁浮车辆速度为50~80 km·h-1, 位移反馈参数、速度反馈参数和电流反馈参数分别为140 000、50、500时, 车辆可以从起始间隙16 mm快速定位到平衡位置间隙9 mm, 在2.2 s时即可稳定悬浮, 系统的超调量和稳态误差分别为1.50和0.13 mm, 且系统振动频率趋近于0;当位移反馈参数、速度反馈参数和电流反馈参数分别为15 000、50、400时, 磁浮车辆在轨道随机不平顺作用下的悬浮稳定性变差, 系统在9 s左右逐渐趋于稳定, 但仍旧在平衡位置上下浮动, 且系统振动频率和振动幅值分别为7 Hz和0.5 mm; 当磁浮车辆的速度超出50~80 km·h-1时, 第1组反馈控制参数不再适用, 磁浮系统在1.7 s左右发散, 车辆失稳, 表明在不同车辆速度和反馈控制参数的作用下, 轨道随机不平顺能显著影响磁浮车辆的悬浮稳定性。更多>
2019, 19(4): 115-124. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2019.04.011
摘要(2033) HTML (187) PDF (2496KB) (1270)
y+值对MIRA模型气动参数计算精度的影响
刘海涛
摘要: 为研究量纲为1的参数y+值对车辆气动参数计算精度的影响, 以阶梯背MIRA模型为基础, 在保证模型网格数量与质量相近的情况下调整近壁网格尺寸, 构建不同y+值的流场仿真模型; 考虑到不同的湍流模型对车辆外流场仿真的y+值具有不同的适用范围, 选取SST κ-ω和LES两种常用的湍流模型对阶梯背MIRA模型外流场进行稳态和非稳态仿真分析; 将气动参数仿真结果与试验结果进行对比分析, 得出合适的y+值取值范围; 结合仿真速度云图和车身表面受力曲线分析了边界层首层网格厚度对仿真精度的影响; 建立了方背MIRA模型在2种湍流模型下的外流场仿真模型, 进行不同流速下气动参数的计算, 从而对y+值取值范围进行验证。研究结果表明: 针对车辆外流场数值仿真, 采用SST κ-ω模型时对应的合适平均y+值取值范围为20~50, 而采用LES模型时对应的合适平均y+值取值范围为5~10;当边界层首层近壁网格厚度过大时, 数值仿真无法准确捕捉边界层中速度梯度的变化, 造成边界层流场流动信息丢失, 而当边界层首层近壁网格厚度过小时, 边界层网格会严重畸变, 2种情况下气动参数计算误差都超过5%, 从而影响车辆外流场数值仿真精度; 根据所获得的y+值取值范围, 方背MIRA模型计算的气动参数误差小于5%, 说明了2种湍流模型平均y+值取值范围的正确性。更多>
2019, 19(4): 125-136. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2019.04.012
摘要(1985) HTML (249) PDF (4191KB) (1170)
交通运输规划与管理
基于交通流生存函数的交叉口通行能力计算模型
胡尧, 韦维, 商明菊, 李丽, 李扬
摘要: 针对基本通行能力不能全面反映道路交通状况的缺点, 提出了城市道路随机化通行能力概念; 依据评价体系定义交通中断与持续中断, 量化了城市道路交通拥堵程度; 研究了现有通行能力估计方法, 利用乘积限与寿命分布列构造并估计了交通流分布函数; 结合交叉口各入口交通流数据特性改进传统连续交通流参数模型, 提出了基于交通流生存函数的交叉口通行能力计算模型; 将该模型估计结果与道路通行能力手册HCM2010中的模型估计结果和交叉口实测流量进行误差对比。分析结果表明: 生存函数模型计算出的中断、持续中断交叉口通行能力与HCM2010中的模型计算结果误差均值分别为0.162 1与0.116 4, 方差分别为0.029 0与0.015 2, 两者误差波动均较小; 提出的计算模型结果与实测较大流量相对误差分别为9.720%、3.822%和4.936%、4.779%, 统计意义下提出的计算模型相对误差为5.871%, 估计效果稳健; 城市道路交通中断次数、可接受中断概率、交通流、速度与道路通行能力之间存在生存函数乘积限对应关系, 研究交叉口的通行能力为7 632 pcu·h-1, 提出的计算模型估计结果更具有可靠性。可见, 提出的计算模型适用性较好, 特别在不同拥堵程度的城市道路交通区域, 通过可接受中断概率估计通行能力, 可为城市道路交通组织与管理部门提供优化目标、科学决策和易于接受的理论依据。更多>
2019, 19(4): 137-150. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2019.04.013
摘要(2215) HTML (124) PDF (2482KB) (1501)
基于量表型选择集的出行信息需求有序选择模型
唐立, 周厚庆, 张学军
摘要: 研究了城市出行者日常活动和出行所需要的关键信息, 提出了一种针对量表数据的量化分析方法; 以出行者信息需求为研究对象, 设计了一项基于李克特5级量表的问卷调查; 总结了出行个体对各类出行信息需求程度的排名, 分别构建并标定了驾车线路、目的地位置和实时路况信息需求的有序选择模型; 与多项Logit模型在参数显著度、赤池信息量准则和对数似然函数值等指标上进行对比, 以验证有序选择模型的有效性, 并对影响信息需求的关键变量进行了局部效应分析。研究结果表明: 出行者在通勤出行前最需要公交运营变更信息, 而在通勤出行中最需要实时路况信息; 非通勤出行者最关注目的地位置信息, 在出发前和途中对目的地位置信息的需求概率较通勤出行前分别高出31.08%和29.25%;在职人员对信息的需求程度普遍高于学生和自由职业者, 说明时间价值高的人群更期望通过全面及时的信息获取来合理安排出行; 女性比男性对实时路况信息的需求概率高出10.23%, 说明女性对延误的风险规避意识更强; 20~40岁的人群出行信息需求最强烈, 随着年龄的增长该需求将逐渐下降; 各年龄段对实时路况信息都表现出了较高的需求, 说明人们对于有可能带来负面影响的信息更为敏感。可见, 采用有序选择模型能够精确分析量表型选择集。更多>
2019, 19(4): 151-160. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2019.04.014
摘要(2186) HTML (141) PDF (963KB) (1734)
基于博弈理论的弹性停车激励机制运营效益评估模型
季彦婕, 高良鹏, 陈丹丹, 汤斗南
摘要: 分析了在停车机制作用下小汽车出行者与停车场管理方之间的动态博弈过程, 研究了出行者竞价行为与个体出行成本、停车激励强度之间的数量关系, 构建了面向弹性停车激励机制的运营效益评估模型; 应用敏感性分析方法探究多种影响因素对弹性停车激励机制运营效益的作用, 并以美国加州大学伯克利分校为例进行了实证研究。研究结果表明: 弹性停车激励机制不仅能保障停车场日常运营的可持续, 还可以促进停车泊位的共享; 在经济效益方面, 弹性停车激励机制能通过激励强度的变化调整泊位的回收数, 当最大激励强度从15美元增至30美元时, 回收泊位数将从17个减小到8个, 说明该机制能通过有选择地拒绝高价泊位来确保停车场的经济效益; 随着可接受最小激励强度人数比例的提升, 泊位回收的边际效益将增大, 当该比例从5%提升至55%时, 泊位回收边际效益将由每个14.4美元增至每个17.3美元, 说明随着参与竞价人数的增多, 停车场经济效益逐步提升; 在社会效益方面, 实施该机制将有利于释放停车场的泊位资源, 如其日周转率将会有约9%的降幅, 最小空置率会呈现出0~8%的不均衡涨幅, 说明该机制能有效促进出行者主动共享停车泊位。更多>
2019, 19(4): 161-170. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2019.04.015
摘要(2072) HTML (175) PDF (2521KB) (1371)
交通信息工程及控制
驾驶人手机通话行为中基于图像特征决策融合的手势识别方法
程文冬, 马勇, 魏庆媛
摘要: 为鲁棒检测自然环境中驾驶人的通话行为, 提出了一种驾驶人手机通话手势的识别方法。运用Adaboost算法检测驾驶人面部区域, 在YCgCr色彩空间中分别对面部肤色亮度分量和色度分量进行稀疏网格间隔采样, 由此建立了肤色的高斯分布模型; 针对驾驶室光照强度的不均匀性, 提出了肤色分量的漂移补偿算法, 建立了适应光照变化的在线肤色模型, 以准确分割左右手部肤色区域; 运用HOG算法获取手部肤色区域的2 376维HOG特征向量, 运用PCA方法将HOG特征降至400维; 同时提取手部肤色区域的PZMs特征, 并采用Relief算法筛选出权重最大的8个PZMs特征向量, 建立了融合PCA-HOG特征和Relief-PZMs特征的通话手势支持向量机分类决策。试验结果表明: 基于PCA-HOG特征的手势识别率为93.1%, 对光照变化的鲁棒性较好, 但易受到手部与头部转动的干扰; 基于Relief-PZMs特征的手势识别率为91.9%, 对于头部与手部姿态的耐受度较好, 但光照鲁棒性较差; 基于PCA-HOG和Relief-PZMs多元特征融合方法的手势识别率达到94.5%, 对光照波动、手部与头部转动等干扰条件具有较好的适应性。更多>
2019, 19(4): 171-181. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2019.04.016
摘要(1971) HTML (185) PDF (5495KB) (1389)
机场道面除冰雪车辆队形控制模型
邢志伟, 李斯, 罗谦
摘要: 为了解决机场道面实际除冰雪作业中方案不能完全适应环境的问题, 考虑了除冰雪过程中作业方式和航空器适航条件, 构建了具有时间约束的两阶段除冰雪作业模型; 基于机场除冰雪车辆的作业能力, 研究了机械除冰雪作业方法中多车辆的协同作业问题, 设计了基于复拉普拉斯矩阵的队形控制模型; 为了减少通讯消耗及保证通讯稳定性, 基于Henneberg序列操作方法生成机场道面除冰雪作业车辆最优通讯图, 并验证了所生成最优通讯图满足队形控制模型所要求双根条件。研究结果表明: 两阶段除冰雪作业模型能够选择不同的异构车辆进行编队作业以达到时间和效果最优; 基于复拉普拉斯矩阵和领航者方法相结合得到的控制模型与传统控制模型相比队形更稳定; 采用边有向化操作所生成的最优通讯图保证了队形中领航者和跟随者之间通讯的有效性; 在一阶运动学模型下, 基于5自主体“人”字形编队从任意位置出发能够在1 min内实现速度收敛一致及生成期望队形, 且运动轨迹中不存在绕圈、小角度转弯的情况, 符合实际作业车辆运行规则, 并能在随后的作业中保持期望队形。可见, 所构建的队形控制模型能够实现对大型异构除冰雪作业车辆的队形控制, 满足预期要求。更多>
2019, 19(4): 182-190. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2019.04.017
摘要(1662) HTML (180) PDF (560KB) (1112)

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