交通运输工程学报

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羊玢, 孙庆鸿, 黄文杰, 朱壮瑞, 戴嘉鹏, 姜燕清

摘要: 应用有限元方法及ANSYS软件建立了地铁车辆车体结构有限元分析模型, 根据地铁车辆受力分析和危险程度, 选择拖车(头车) 作为计算、分析对象, 确定了有限元模型的计算载荷、常见计算工况和评定标准, 计算了车体在整备状态下的车体静强度, 分析了整备状态和超常状态下的固有频率和振型。结果表明, 地铁车体静强度在常见计算工况下皆能满足相关标准的要求, 车体一阶扭转和一阶垂向弯曲自振频率偏低, 一般要求车体在整备状态下的自振一阶垂弯频率应大于10 Hz, 以避开转向架的点头频率; 减小结构质量的同时增大结构刚度, 在满足车体强度要求下, 可以实现以降低次要的振型频率来提高主要的振型频率的目的, 并可进一步地减轻车体质量。更多>

2006, 6(2): 1-5.

摘要(374) HTML (117) PDF (275KB) (262)

高速磁浮列车气动阻力性能数值模拟与参数化评估

舒信伟, 谷传纲, 梁习锋, 高闯

摘要: 基于粘性流体力学理论, 按三维可压缩粘性流对具有流线型头部形状的TR08列车以及通过变化流线型头部纵剖面高度或流线型头部长度设计出的4种新头型列车的周围流场进行了数值模拟。为评估不同流线型头部外形的气动阻力性能, 定义了表示其形状特征的整体长细比作为评估依据, 综合考虑了流线型头部水平投影形状和纵向对称面投影形状对气动阻力性能的影响。通过对5种不同头型列车的模拟结果进行对比分析, 得出了流线型头部外形对气动阻力性能影响的规律: 随着流线型头部长度增加, 气动阻力降低, 而中间车阻力变化不大; 在头部流线型长度相当的情况下, 纵剖面轮廓线上凸的头车气动阻力比下凹的小, 而尾车气动阻力大。计算得到的不同流线型列车的整体长细比大小排序与其气动阻力系数排序完全一致。分析结果表明, 增加流线型头部长度是减小气动阻力的有效途径; 整体长细比能较好地反映流线型头部对列车气动阻力性能的影响。更多>

2006, 6(2): 6-10.

摘要(312) HTML (71) PDF (375KB) (336)

摆式列车受电弓垂向振动主动控制

罗仁, 曾京

摘要: 建立了摆式列车机电耦合动力学模型、受电弓线性和非线性动力学模型及接触网有限元模型和静态接触刚度模型, 组成摆式列车-受电弓-接触网耦合动力学模型, 分别设计了P和H_∞鲁棒控制器, 应用数值仿真方法, 研究了摆式列车直线和曲线通过时两种控制器对摆式列车受电弓垂向主动控制的效果。结果表明受电弓若无垂向控制, 其弓网接触压力波动较大; P和H_∞鲁棒控制均能减小弓网接触压力的波动; 控制延时对P控制比对H_∞鲁棒控制的影响大; 是否考虑接触网的振动对接触压力影响较大, 对控制效果影响不大。这说明摆式列车受电弓垂向主动控制能明显改善弓网接触压力波动; H_∞鲁棒控制比P控制效果更好; 接触网的静态接触刚度模型可用于受电弓主动控制的定性分析。更多>

2006, 6(2): 11-16.

摘要(446) HTML (161) PDF (454KB) (669)

高碳铬轴承钢超长寿命S-N关系的概率特性

李伟, 鲁连涛

摘要: 为了对高碳铬轴承钢疲劳S-N (应力-寿命) 试验数据做出正确评估, 采用广义极大似然法对全部S-N数据和区分裂纹萌生机制下的S-N数据分别进行了拟合, 建立了概率S-N曲线模型。结果表明, 在区分裂纹萌生机制下, 能较好地拟合试验数据和描述S-N曲线形式; 在疲劳极限(大约1 200 MPa) 以上的部分要选用裂纹萌生于表面的S-N曲线形式, 对于疲劳极限以下的要选用裂纹萌生于内部的S-N曲线形式; 同时验证了广义极大似然法能较好地测定该材料的概率S-N曲线(由P-S-N曲线、C-S-N曲线和P-C-S-N曲线组成) 和表征该材料超长寿命S-N关系的概率特性。更多>

2006, 6(2): 17-21.

摘要(332) HTML (77) PDF (351KB) (638)

膨胀土区域路堑换填厚度分析

田海波, 王炳龙, 许恺

摘要: 综合考虑膨胀土地基的强度、刚度及变形要求, 基于膨胀力平衡原理及控制轨道变形两种方法, 分析、计算了路堑换填厚度, 研究了不同换填厚度和膨胀力条件下路基膨胀变形, 结合新建合(合肥) 宁(南京) 铁路路堑试验段进行原位动载试验, 实测、评价、计算换填厚度下路基强度、弹性变形等动力学特性。结果表明, 在计算换填厚度条件下, 路基在200万次循环荷载作用下累计塑性变形为0.65 mm, 弹性变形最大为0.62 mm, 路基表现出了较好的稳定性和动力特性, 采用60 cm厚的石灰改良膨胀土填料换填路基能够满足强度、刚度要求, 按控制轨道变形方法计算换填厚度是合理的, 膨胀变形是路堑换填厚度的主要影响因素。更多>

2006, 6(2): 22-25.

摘要(325) HTML (124) PDF (343KB) (506)

连续梁在行驶车辆作用下的动态反应

刘华, 叶见曙, 张涛

摘要: 把桥梁和车辆看作两个分离体系, 把车辆视为二维非线性模型, 并考虑到桥面的路面不平度影响, 应用虚功原理和模态叠加法分别建立振动方程, 在车辆与桥梁接触点采用接触力和位移协调的条件, 利用迭代技术求解二者之间的相互作用力。以一座三跨连续梁为例, 计算了该桥的动挠度曲线和相应的冲击系数。结果显示车辆在边跨行驶时中跨跨中截面的冲击系数要远大于车辆在中跨行驶时的冲击系数, 桥梁在车辆动荷载作用下的冲击系数与车辆动力特性、车速、桥梁动力特性以及路面不平度等密切相关, 仅仅看作桥梁基频的函数是过于简化的。更多>

2006, 6(2): 26-29.

摘要(323) HTML (104) PDF (345KB) (195)

高墩大跨径弯桥在悬臂施工阶段刚构的非线性稳定分析

王钧利, 贺拴海

摘要: 以非线性稳定理论为基础, 以高墩大跨径弯桥悬臂施工阶段的结构稳定性为研究对象, 利用有限元法对其在悬臂施工阶段荷载状态各工况分别进行考虑材料非线性和结构大变形与材料非线性的双非线性稳定性分析, 计算了不同工况、不同曲线圆心角、不同墩身长细比、不同系梁个数的刚构桥在悬臂施工阶段非线性稳定系数和悬臂端位移, 对计算结果进行了分析, 归纳出高墩大跨径弯桥悬臂施工阶段非线性稳定荷载系数和悬臂端位移与桥梁曲线圆心角、墩身长细比及系梁个数的关系。结果显示: 非线性稳定荷载约为特征值屈曲荷载的35%, 弯桥曲线圆心角对非线性稳定荷载系数和悬臂端位移的影响更为突出, 多个系梁对悬臂施工的稳定并非有利。更多>

2006, 6(2): 30-34.

摘要(336) HTML (106) PDF (352KB) (416)

水下涡轮发动机动力推进系统数学模型

罗凯, 党建军, 王育才

摘要: 为了维持水下开式循环涡轮发动机系统的高性能和经济性, 针对系统对于工况变化极为敏感的工作特点, 计算了喷管在各种工况下的出口速度, 分析了变转速、变压力条件下的涡轮输出转矩, 建立了适用于系统优化和新型控制器设计的系统数学模型。以设计压力比为关键参数, 取该模型的稳态特性, 可得到由系统转速、航速、燃烧室压力、航深、推进剂耗量以及设计压力比构成的封闭代数方程, 以多速制组合航程最大为寻优目标, 可完成系统所有设计参数的优化。实践证明采用该模型可使系统经济性提高8%以上。更多>

2006, 6(2): 35-38.

摘要(399) HTML (157) PDF (269KB) (270)

电控汽油机进气量的最优估计算法

谭德荣, 刘正林, 严新平

摘要: 通过发动机台架试验, 针对发动机进气系统的非线性特性, 基于发动机进气通路动态模型, 给出了进气压力与系统参数之间的关系, 根据卡尔曼滤波的应用特性, 提出了基于扩展的卡尔曼滤波的发动机进气量估计算法, 得到了进气量估计的实时递推方程, 计算了发动机瞬态工况下的进气压力, 并与实际测量值进行了比较。对于较小的负荷变化率, 压力计算值与测量值偏差小于3%, 而较大的负荷变化率时, 偏差有增大趋势, 但其误差小于5%。结果表明进气量估计算法可以较精确地计算出发动机瞬态工况的进气量。更多>

2006, 6(2): 39-42.

摘要(303) HTML (83) PDF (291KB) (444)

电喷汽油机燃用甲醇-汽油混合燃料的性能

祁东辉, 刘圣华, 李晖, 吕胜春

摘要: 为了研究不同体积分数的甲醇-汽油混合燃料对多点电喷汽油机性能和排放的影响, 通过发动机台架试验, 对比分析了发动机的动力性、经济性及排放特性, 并用气相色谱分析仪测量了目前法规尚未限制的甲醇和甲醛排放, 探讨其排放特性及生成机理。实验结果表明: 在外特性工况运行时, 甲醇-汽油混合燃料发动机的输出功率在高转速时略高于汽油机, 有效燃料消耗率比汽油机低, 有效热效率比汽油机高; 在负荷特性工况运行时, 混合燃料发动机的有效燃料消耗率和有效热效率与汽油机基本相当; 随着混合燃料中甲醇体积分数的增加, CO排放有所降低, NO_x排放几乎保持不变, THC排放在大负荷时略有升高; 混合燃料发动机的甲醛排放明显高于汽油机, 并且随甲醇体积分数的增加而增大, 而甲醇排放低于汽油机。更多>

2006, 6(2): 43-46.

摘要(321) HTML (127) PDF (305KB) (221)

船舶航向不对称信息理论与非线性逆推鲁棒控制算法

张显库, 郭晨, 杜佳璐

摘要: 应用不对称信息理论和鲁棒控制算法简化非线性逆推算法, 针对非线性船舶航向保持系统, 设计了其Backstepping逆推控制器, 由非线性函数项和常规线性控制器组成, 将简化的Back-stepping法与闭环增益成形算法相结合, 设计其非线性鲁棒控制器。通过非线性鲁棒控制器的控制能够使船舶无超调、无静差地跟踪设定航向, 调节时间为600 s, 符合船舶航行的实际情况, 控制效果良好; 当系统增加干扰后, 系统的控制输出除了因干扰产生的抖动外, 其跟踪性能仍然较好, 航向输出无静差, 说明控制器具有一定的鲁棒性; 是否全部对消非线性项, 对其控制效果相差不大, 说明当模型发生参数摄动时, 系统的控制性能仍能保证。更多>

2006, 6(2): 47-50.

摘要(331) HTML (122) PDF (258KB) (224)

不同通道宽度条件下汽车驾驶员注视点分布规律

郭应时, 付锐, 张建峰, 袁伟

摘要: 为分析驾驶员感知-判断-操作行为模式, 对驾驶员在通过不同通道宽度障碍物时的动态视觉进行研究。用眼动仪等设备记录了驾驶员在通过设定障碍物间的通道宽度时眼睛注视点的变化和相应的车辆行驶速度, 分析了在7.04、.4、3.5、3.0和2.0 m五种通道宽度条件下驾驶员注视点变化的分布规律。试验结果显示, 无障碍物时, 对应通道宽度为7.0 m, 驾驶员注视点在车辆前方较远处和道路的中央区域; 通道宽度较充裕时, 对应通道宽度为4.4和3.5 m, 驾驶员注视点主要在左侧障碍物和道路中央; 通道宽度较窄时, 对应通道宽度为3.0 m, 驾驶员注视点频繁在左右两侧障碍物间移动; 随着驾驶任务难度增加, 驾驶员的注视点分布区域变近, 视线的变化频率提高。更多>

2006, 6(2): 51-54.

摘要(332) HTML (114) PDF (358KB) (278)

基于单目视觉的运动行人检测与跟踪方法

常好丽, 史忠科

摘要: 为了有效检测与跟踪城市交通环境中的行人, 提出了一种在摄像机静止情况下基于单目视觉的运动行人检测与跟踪方法。检测阶段通过自适应背景模型快速提取背景图像, 用动态多阈值方法二值化差分图分割运动行人; 跟踪阶段引入灰色模型作为行人运动模型, 预测行人运动, 融合行人多种特征建立目标匹配模板, 对行人连续跟踪。通过单个行人通行和多个行人同时出现这两种交通环境下的视频图像对本方法进行了验证, 单个行人通行时, 跟踪的正确率为95%;多个行人同时通行时, 识别每个行人并分别跟踪的正确率为87%。更多>

2006, 6(2): 55-59.

摘要(255) HTML (70) PDF (389KB) (759)

城市单点交叉口信号配时优化

王秋平, 谭学龙, 张生瑞

摘要: 为了缓解城市交通拥挤, 分析了城市单点交叉口交通流特性与通行能力, 建立以平均延误时间最短、平均停车次数最少为目标, 以相位有效绿灯时间、饱和度及周期时长为约束条件的城市单点交叉口信号配时优化非线性函数模型, 用遗传算法及遗传模拟退火算法对其进行求解。求解结果表明, 遗传算法及遗传模拟退火算法均可将平均延误由现状的40.394 s优化至10^-3 s, 减少了平均停车次数, 获得较为理想的效益值, 将各交叉口服务水平由C级提升到A级。更多>

2006, 6(2): 60-64.

摘要(387) HTML (145) PDF (361KB) (742)

基于卡尔曼滤波的GPS/DR导航信息融合方法

于德新, 杨兆升, 刘雪杰

摘要: 为了有效地实现GPS/DR (Global Positioning System/Dead Reckoning) 组合导航系统的信息融合, 提高GPS/DR组合导航系统的精度和可靠性, 分析了传统的利用全球定位系统(GPS) 与航位推算系统(DR) 跟踪车辆位置方法的特点, 结合GPS和航位推算DR两种定位方式的优点, 在车辆定位技术中采用GPS/DR组合定位技术, 构建了基于卡尔曼滤波技术的自适应联合卡尔曼滤波器, 使用Matlab软件工具进行了计算机仿真验证, 从软件集成的角度探讨了GPS/DR组合定位技术的串口通信等关键技术的软件实现问题, 给出了GPS单独导航、DR单独导航和GPS/DR组合导航三种工作状态下的位置误差。从对比中可以看出, 组合系统能在任何情况下实现车辆的实时、可靠、准确的定位, 定位误差最小, 同时还可以减小甚至消除推算定位系统随时间积累的误差。更多>

2006, 6(2): 65-69.

摘要(320) HTML (111) PDF (357KB) (1087)

基于智能体与元胞自动机的智能交通仿真

潘明阳, 严飞, 谢海燕

摘要: 针对智能体和元胞自动机在交通仿真研究中应用的相对独立现状, 分析了智能体和元胞自动机理论方法在交通仿真研究和应用中的特性及各自存在的局限性和优势。指出两者都具有“由底向上”的设计特点, 智能体能准确地描述各种复杂交通元素的特性和自主行为, 但实现复杂, 效率较低, 而元胞自动机方法实现简单, 仿真效率高, 但难以体现交通元素的个体差异。探讨了这两种方法相结合进行智能交通仿真的可行性, 以及它们的结合点和结合方法, 构建了一个基于智能体和元胞自动机相结合的基本智能交通仿真模型。仿真结果表明, 该方法既保持了元胞自动机的实现简单、效率高等基本特征和优点, 又能反映交通系统中交通元素的自主特性和个体差异。更多>

2006, 6(2): 70-74.

摘要(413) HTML (170) PDF (389KB) (545)

城市机动车辆停放选择模型

陈峻, 周智勇, 王炜

摘要: 为了增强出行前停车信息查询功能和提高停车诱导效果, 提出一种服务于驾驶员出行前对目的地首选以及备选停车场进行车辆停放选择的优化模型, 建立了以驾驶员使用最便利, 可达性最强, 出行停放成本最低为目标的车辆停放选择模型, 利用启发式算法计算了模型的备选解集。经实例验证, 该模型可以得到多个满足约束条件的合理性停车方案, 从而为驾驶员在出行前选择停车场提供了决策依据。更多>

2006, 6(2): 75-79.

摘要(358) HTML (136) PDF (345KB) (358)

危险货物运输路线模糊综合评判模型

刘浩学, 周珣, 杨俊儒

摘要: 应用多层次模糊综合评价法优化危险货物运输路线, 在保障危险货物运输安全, 减少运输事故的前提下, 确定了影响道路危险货物运输安全的路线生态环境、人口密集区、交通状况3个主要因素, 建立了模糊综合评价模型。实际使用结果表明, 在所选的G108、G210、G316三条翻越秦岭山脉的国道线路中, G316是相对安全的, 这与实际相符, 说明采用模糊综合评价法是找到一条最优行车路线, 使危险货物运输危害程度降低到最小的有效方法。更多>

2006, 6(2): 80-82.

摘要(327) HTML (105) PDF (198KB) (517)

物流配送车辆路线求解算法

牛永亮, 王金妹

摘要: 为进一步降低日益复杂的物流配送成本, 通过对物流配送网络系统分析, 提出更为接近实际的三层次物流配送网络结构。针对第二层次车辆路线问题(VRP)网络模型, 运用四叉树原理进行客户分区, 使用两阶段启发式算法优化车辆行驶路线, 采用C语言编程实现了算法设计。运用模拟数据通过LINGO程序仿真测试, 显示该算法计算结果与LINGO计算结果相同, 而计算时间大幅度降低, 说明了该算法快速、有效。更多>

2006, 6(2): 83-87.

摘要(440) HTML (164) PDF (371KB) (1227)

西江航道船舶流的概率分布特性

余劲, 张玮, 姜继红, 廖鹏

摘要: 为了提高内河航道通过能力, 分析了船舶交通流的到船分布和船头间距分布特性。以西江航道2004年日到船统计量为样本, 运用数理统计方法, 给出了日到船分布与船头间距分布的假设检验, 运用时间保证率方法将实测数据点与概率分布的理论值进行了比较。比较结果表明其相对误差均在5%以内, 说明内河航道日到船艘数服从正态分布, 日船头间距近似为爱尔朗分布。更多>

2006, 6(2): 88-93.

摘要(384) HTML (150) PDF (344KB) (429)

船舶绕避热带气旋安全-经济决策模型

刘大刚, 王德强, 吴兆麟

摘要: 为了同时对多个来源的热带气旋预报进行综合处理, 对可供船舶选用的绕避方案从安全和经济效益两方面同时给予定量评价和分析, 基于神经网络的多源热带气旋路径集成预报和未来风浪场确定技术、风险分析理论和模糊信息优化处理技术以及气象-经济决策理论等方面的最新研究成果, 提出了一种可用于大洋中船舶绕避热带气旋方案选优的安全-经济决策模型。在对“天丽海”轮7个不同绕避热带气旋方案进行的模拟优选计算中, 该模型能够根据决策者的具体要求, 优选出效益最佳或效用最佳的绕航方案, 得到的结论与多位具有丰富绕避热带气旋经验的船长分析的最佳绕航方案基本一致。更多>

2006, 6(2): 94-98.

摘要(306) HTML (94) PDF (462KB) (664)

公路通行费改革及其对货车发展的影响

陈荫三

摘要: 中国收费公路的规模大, 公路通行费在货物运输成本中比重高, 而现在的按车型收费方法和货车总质量没有联系, 导致出现一个庞大的超限运输车辆群体, 所以必须改按货车总质量来收取通行费(计重收费) : 空车和轻车少收, 重车多收, 超限车辆加重收取通行费, 用以补偿对公路的过度使用。这项改革遏制了超限运输, 使中国货车群体的结构趋向正常, 并与发达国家趋近。但是由于中国的道路交通安全法不准全挂车驶入高速公路, 所以中国的汽车列车不超过6轴, 这是和发达国家(可以多到9轴) 有区别的。更多>

2006, 6(2): 99-106.

摘要(282) HTML (107) PDF (626KB) (206)

道路旅客运输行业的政府管制

吴群琪, 李丽

摘要: 为了建立有效的道路旅客运输业安全保障系统, 最大限度地保障旅客生命财产的安全, 分析了中国道路客运业的地位、作用、市场特性、资源优化配置机理、行业发展的动力机制及行业的高技术风险属性, 提出道路旅客运输业不属于一般性市场竞争领域, 政府应对这一行业实施严格管制的观点, 论述了认真把好行业准入关, 严格监控企业的安全生产保障系统及规范企业的经营行为等政府监管的系统化方略及实施的迫切性。更多>

2006, 6(2): 107-112.

摘要(382) HTML (149) PDF (512KB) (447)

美国高速公路融资结构变化的面板数据分析

李庆瑞, 杜军, 卢毅

摘要: 为确定高速公路融资及其结构的影响因素, 建立了固定效应和随机效应模型, 运用面板数据回归方法对美国50个州的平行数据进行检验, 对高速公路融资结构与经济结构和人口结构之间的关系进行研究。研究结果表明: 人均个人收入及人口密度对地方政府融资结构的影响显著高于对州级政府融资结构的影响, 65%人口出资比例以及男性人口出资比例对州级政府融资结构的影响具有显著的时序效应, 非公路使用者以及女性公路使用者的出资比例逐渐趋于平衡, 这对中国经济转型时期的高速公路融资具有重要的现实意义和参考价值。更多>

2006, 6(2): 113-117.

摘要(290) HTML (91) PDF (383KB) (452)

基于服务质量招投标的出租车市场准入与退出机制

杨仁法, 杨铭

摘要: 对中国现行出租车市场行政审批、拍卖、定额招标等主要准入模式存在的弊端进行了分析, 指出出租车市场准入与退出机制应促进服务质量竞争, 促进企业自身建设, 促进运营模式改革, 并维护行业稳定, 建立一个以服务质量招投标为主要手段的出租车市场准入与退出机制, 对实施服务质量招投标制度需解决的政策法规配套、服务质量评价体系构建、经营权有偿使用制度改革以及新老政策衔接等关键问题提出了建议。实际应用表明该机制可以较好地化解政府、出租车公司、出租车驾驶员之间的利益矛盾, 促进行业自身建设, 加强行业服务竞争, 提高行业服务水平。更多>

2006, 6(2): 118-124.

摘要(289) HTML (118) PDF (552KB) (262)

科技论文关键词的析取原则

赵志宏

摘要: 分析了科技论文关键词标引的随意性、混乱性与不规范性, 提出了关键词标引的逻辑性、精确性与规范性原则, 给出了关键词选取的主题分割方法。应用表明此原则与方法能有效提高关键词的查全率与查准率。更多>

2006, 6(2): 125-126.

摘要(274) HTML (127) PDF (153KB) (214)

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