交通运输工程学报

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米彩盈, 安琪, 李芾

摘要: 将车轮和轴箱分别简化为集中质量和转动惯量, 用连续弹性Timoshenko梁模拟变截面车轴, 建立弹性轮对与轨道耦合垂向动力学模型, 分析车轴动态刚度与轮轨作用力、车轴自身振动特性和车轴动应力的相互关系。发现: 轮对的一阶和二阶固有频率分别由76.34Hz和130.03Hz降低到53.68Hz和100.02Hz, 车轴的一阶模态振动加速度和弹性振动位移分别增加60.12%和92.21%, 轮轨动作用力增加6.23%, 车轴轮座内侧和轴颈危险截面的动应力分别增加39.30%和34.13%。分析结果表明: 轮轨动作用力和车轴的动应力随着车轴动刚度的降低而增加, 因此, 提高轻量化轮对的固有频率和动态刚度能保证高速列车安全运行和提高车轴疲劳强度。更多>

2007, 7(4): 1-5.

摘要(286) HTML (112) PDF (716KB) (217)

大风对路堤上运行的客运列车气动性能的影响

周丹, 田红旗, 鲁寨军

摘要: 为了提高强横风作用下客运列车运行的稳定性, 基于三维非定常方程, 采用动网格技术, 对强横风作用下的青藏线客运列车在路堤上运行情况进行了模拟, 分析车速、风速及路堤高度与气动力之间的关系, 并将计算结果与风洞实验结果进行对比。研究结果表明: 升力、侧向力和倾覆力矩实验结果与模拟结果吻合较好。在路堤高度小于20.00 m时, 气动力随路堤高度的增加而增大, 当路堤高度大于20.00 m时, 气动力随路堤高度增大而减小; 车速一定时, 随着横风速度的增大, 气动力和倾覆力矩迅速增大; 横风风速一定时, 列车运行速度从60 km·h^-1增大至120 km·h^-1, 侧向力、升力及倾覆力矩变化不大。更多>

2007, 7(4): 6-9.

摘要(369) HTML (112) PDF (448KB) (287)

车辆-轨道耦合动力学系统可视化仿真

杨吉忠, 翟婉明, 苏虎

摘要: 为了提高车辆-轨道耦合动力学系统可视化仿真的逼真度, 采用迹线法计算了车轮踏面接触轮廓面, 以平面方式表现轮轨动态接触关系, 钢轨以梁的形式参与振动, 通过实时建立具有一定垂向、横向和扭转振动形态的钢轨模型来模拟钢轨的振动行为。仿真结果表明, 在保证优良的实时性的同时, 可以清晰地观察轮轨接触点的变化情况, 免去了在复杂的三维场景中变换视点的操作, 使轮轨动态接触关系更简洁, 通过实时创建钢轨模型, 使钢轨振动行为的模拟更逼真。更多>

2007, 7(4): 10-14.

摘要(373) HTML (84) PDF (707KB) (385)

有碴轨道下沉变形参数影响分析

高建敏, 翟婉明, 徐涌

摘要: 为理解轨道下沉变形产生与发展机理及主要影响参数, 以道床下沉为例, 运用车辆-轨道耦合动力学理论和轨道下沉变形法则, 借助已开发的仿真分析程序, 分析了运营条件与轨道结构参数对道床下沉变形的影响。分析结果表明: 车辆运行速度、车辆轴载、线路运量是轨道下沉破坏主要控制因素; 采用重型钢轨、大截面尺寸轨枕和重质道碴可以降低道床下沉量; 轨枕间距大, 道床弹性模量高, 不利于道床下沉变形的控制; 当路基K₃₀模量小于90 MPa·m^-1时, 道床下沉量随着K₃₀值的增加而增大, 当K₃₀值大于90 MPa·m^-1时, 随着K₃₀值的增加道床下沉量反而降低。可见, 为了阻止有碴轨道下沉变形, 应注重轨道结构参数的匹配, 合理安排运输。更多>

2007, 7(4): 15-20.

摘要(403) HTML (154) PDF (778KB) (227)

航空发动机转子碰摩故障瞬时频率诊断方法

张志禹, 吕延军, 张九龙, 秦卫阳

摘要: 分析了航空发动机转子碰摩故障振动信号的基本特征, 提出了故障信号瞬时频率诊断方法。运用解析小波将故障信号变换到小波域, 利用小波系数的振幅和相位信息综合确定瞬时频率, 根据瞬时频率的特征诊断故障, 并对比了故障信号瞬时频率诊断方法与窗口Fourier变换方法故障诊断结果。数值分析结果表明: 利用瞬时频率诊断方法提取碰摩信号的瞬时频率比利用窗口Fourier变换得到的结果更精细, 并可获得用短时Fourier变换无法得到的一些瞬时频率曲线。更多>

2007, 7(4): 21-23.

摘要(328) HTML (116) PDF (341KB) (580)

欠驱动船舶非线性滑模靠泊控制器

卜仁祥, 刘正江, 胡江强

摘要: 为了准确控制典型靠泊操纵, 分析了带有加速度非完整约束的欠驱动水面船舶的自动靠泊问题, 设计了动态输出反馈控制器。利用递归分解迭代设计方法, 在扩展状态空间定义了非线性滑模, 将控制系统的轨迹设计与跟踪问题转化为标量零阶系统的镇定控制问题, 结合增量反馈技术, 无需对不确定模型参数以及风、流干扰进行估计, 完成典型靠泊操纵的自动控制。仿真结果表明: 控制器对干扰变化不敏感, 具有强的鲁棒性, 且船舶平面运动轨迹设计过程简单, 可以仅通过一个参数进行轨迹调节。更多>

2007, 7(4): 24-29.

摘要(393) HTML (125) PDF (734KB) (242)

船撞桥最小二乘支持向量机预测方法

罗伟林, 邹早建

摘要: 为了提高桥梁与桥区通航船舶的安全性, 提出了一种船撞桥概率智能预测方法。以桥墩跨径、水流速度、水流方向与桥墩连线法线方向夹角以及航道弯曲度为系统输入, 以单航次船撞桥事故率为系统输出, 应用最小二乘支持向量机进行了船撞桥概率估算。结合实际航道, 选择了长江和黑龙江上12座桥梁的洪水期、中水期和枯水期3个时段的样本数据进行验算, 并与神经网络船撞桥概率估算结果进行对比。对比结果表明: 支持向量机方法能准确地预报船撞桥概率, 具有全局最优解, 并且收敛性和学习效率均优于神经网络。更多>

2007, 7(4): 30-33.

摘要(274) HTML (124) PDF (438KB) (613)

基于DEA法的航道网规划综合评价与决策模型

朱俊, 张玮, 余劲

摘要: 为有效、客观评价航道网规划方案的优劣, 采用数据包络分析法, 分析了航道网规划方案的指标体系, 建立了航道规划综合评价与决策模型, 确定了模型的输入与输出指标, 并利用线性规划原理进行模型求解。求解结果表明: 采用此模型不仅可以判断各规划方案的有效性, 而且通过虚拟方案的改进, 可以对有效方案的相对优劣性进行评价、排序, 达到好中选优的效果, 并在保持非有效方案输出指标值不变的前提下, 对其进行改进, 使其变为有效方案, 因此, 评价结果科学、合理, 有利于航道网的规划与管理。更多>

2007, 7(4): 34-38.

摘要(250) HTML (84) PDF (244KB) (213)

基于路面不平整度的车辆振动响应分析方法

宋一凡, 陈榕峰

摘要: 为了分析路面与车辆的相互作用, 提出了四自由度1/2车辆模型相对于不平整路面耦合振动分析方法。根据GB/T7031-1986建议的公路路面功率谱密度的拟合表达式, 在分析了运行汽车固有振动频率和行驶速度的影响后, 获得分布在一定频率范围内的离散功率谱密度数据, 利用离散傅立叶逆变换得到路面不平度值, 并以此作为1/2车辆垂向动力学模型的输入激励, 通过数值仿真得到运行车辆系统在不同路面不平整度下的时域响应。分析结果表明: 车辆动荷载系数随车速增大呈线性增加, 随路面等级变差呈非线性增大, 路面等级是影响车辆动力作用的最显著因素。更多>

2007, 7(4): 39-43.

摘要(362) HTML (112) PDF (615KB) (290)

沥青路面动态响应数值分析

罗辉, 朱宏平, 郝行舟

摘要: 为了优化沥青路面结构设计, 引入无反射边界, 依据结构动力理论, 利用有限元数值分析方法, 对多层沥青路面在移动荷载作用下的动态响应进行了分析。发现沥青面层的拉应力和路表弯沉随着基层模量、层间摩擦系数、行车速度和面层材料阻尼的增大而减小, 剪切应力随着轮胎接地压力和基层模量的增大而增大。分析结果表明: 基层设计需要综合优化设计, 简单增加基层模量和厚度都是不合适的; 良好的层间接触状态以及使用较大阻尼的材料, 有利于路面性能的改善; 提高行车速度可以延长路面的使用寿命。更多>

2007, 7(4): 44-47.

摘要(265) HTML (95) PDF (680KB) (218)

刚性路面动态应变响应的变换域分析

张文斌, 王祁, 马松林, 刘巍, 李新楷

摘要: 为了研究移动常载荷与谐波载荷作用下刚性路面的动态应变响应, 把路面视为弹性地基上的无限大薄板, 利用三维Fourier变换在时间与空间变换域内建立移动载荷的公式, 分析了粘滞阻尼、车速、载荷大小对应变响应的影响。采用5个混凝土埋入式应变传感器, 建立实验环境, 进行路面应变响应测量, 并对测量结果和仿真结果进行了比较。比较结果表明: 车速与阻尼对上述两种载荷作用下板的应变响应影响较大, 移动谐波载荷作用下刚性路面动态应变比常载荷产生的应变响应要大, 移动谐波载荷作用下的响应稍大于实测结果。更多>

2007, 7(4): 48-53.

摘要(312) HTML (130) PDF (746KB) (150)

添加Sasobit的沥青与沥青混合料性能分析

张锐, 黄晓明

摘要: 为了评价Sasobit的降温效果及其对沥青混合料路用性能的影响, 对掺加中温沥青改性剂Sasobit后的沥青胶结料进行了针入度及软化点试验, 对未掺加Sasobit的正常温度拌和成型的沥青混合料试件与添加Sasobit后降低拌和成型温度制作的沥青混合料试件进行了空隙率试验、车辙试验、小梁弯曲试验及冻融劈裂试验, 分析了沥青与沥青混合料的性能。分析结果表明, 掺加Sasobit后, 沥青胶结料的高温稳定性得到提高, 降低拌和成型温度制作的沥青混合料试件的空隙率、低温抗裂性及水稳定性与未掺加Sasobit的正常温度拌和的沥青混合料试件相比基本保持不变, 同时沥青混合料高温稳定性提高较大, 因此, 通过添加Sasobit降低混合料的拌和及成型温度是可行的。更多>

2007, 7(4): 54-57.

摘要(325) HTML (146) PDF (403KB) (214)

沥青混合料油膜厚度计算方法

侯芸, 魏道新, 田波, 刘永祥

摘要: 为了精确计算沥青混合料油膜厚度, 考虑了矿粉粒度、沥青混合料压实程度和沥青比例的影响, 采用HORIBA-300型激光散射粒度分布分析仪对矿粉的粒度进行测量, 分析了矿粉粒度的尺寸范围, 提出了沥青隔离膜的概念, 建立了沥青油膜厚度计算模型。采用旋转压实仪成型沥青混凝土试件, 对比分析了沥青油膜的计算值与实际测量值。分析结果表明: 采用新的油膜公式反算的沥青用量范围为4.55%~4.85%, 采用传统方法反算的沥青用量范围为4.20%~5.20%, 而试验最佳沥青用量为4.70%, 显然新方法精度高。更多>

2007, 7(4): 58-62.

摘要(370) HTML (201) PDF (650KB) (1257)

高速公路路面养护决策混合遗传优化方法

邹群, 虞安军, 邹国平

摘要: 为了提高高速公路路面养护决策的效率与稳定性, 降低养护成本, 分析了传统数学规划优化方法与遗传算法的适用性, 引入伪并行、最优保存和自适应参数调整策略, 提出了高速公路路面养护决策混合遗传优化方法。仿真结果表明: 混合遗传算法不但收敛速度和搜索能力优于简单的遗传算法, 有效地避免了决策的早熟现象, 而且可以对任意多个高速公路路面养护方案进行养护资金的优化分配, 养护资金总额是没有限制的, 因此, 混合遗传算法很好地解决了高速公路路面养护决策优化问题。更多>

2007, 7(4): 63-66.

摘要(250) HTML (100) PDF (207KB) (639)

公路桥涵台背回填材料研究现状综述

葛折圣, 黄晓明, 张肖宁, 高俊合

摘要: 为了减少公路桥涵台背回填病害, 对台背回填材料和主要处理措施的研究现状进行了总结和评价。从构造差异、地基沉降、回填材料的压缩变形等方面分析了台背回填病害的主要原因, 对常用工程措施及其效果进行了总结, 包括桥头搭板、地基处理、反开挖填贫混凝土和压密注浆等, 对石灰土、砂砾、风积砂、陶粒粉煤灰混凝土、泡沫混凝土、土工格栅、土工格室加筋体、EPS夹层等常用台背回填材料的性能及其效果进行了比较与评价。研究认为台背回填材料的选取应该就地取材, 采用新技术对现有材料进行加筋和改性, 建议重点研究EPS夹层与格栅加筋的综合运用技术和新型轻质回填材料的开发与应用技术, 有效预防桥头跳车病害的发生, 提高公路使用性能。更多>

2007, 7(4): 67-73.

摘要(296) HTML (117) PDF (698KB) (749)

公路路基特长箱涵顶进模拟试验

冯忠居, 任文峰, 谢富贵, 何涛, 门小雄

摘要: 为使公路路基特长箱涵顶进施工顺利实施, 基于模拟试验模拟涵洞顶进的实际摩擦性状, 将箱涵及周围土分别简化为混凝土模型与土模型, 分析采取减阻措施前后混凝土与混凝土、混凝土与不同含水量的土之间的摩擦系数的变化规律, 利用摩擦系数计算实际箱涵需求的顶进力。发现混凝土与混凝土之间的滑动摩擦系数平均为0.31, 石蜡机油混合物作为混凝土与混凝土滑动减阻材料效果明显, 摩擦系数平均为0.12, 减阻61%, 涵周土体含水量的变化对混凝土与土之间的摩擦系数影响较大, 含水量越大摩擦系数越小。模拟试验结果表明: 实际箱涵顶进时, 须对涵洞轴线周围地质情况进行勘探, 以掌握涵周土体的工程特性, 进而提出合理的减阻技术。更多>

2007, 7(4): 74-78.

摘要(294) HTML (115) PDF (587KB) (536)

基于混合壳单元法预应力混凝土T梁的受力性能

张剑, 叶见曙, 张峰, 邹黎琼

摘要: 为了准确预测与评估预应力混凝土T梁的力学性能, 利用混合壳单元建立了T梁有限元计算模型, 对T梁从完好状态至破坏状态的力学行为进行了非线性分析。T梁中弯曲预应力钢筋采用组合壳单元模型, 应用虚功原理推导了其对组合壳单元刚度矩阵的贡献, 梁底平直预应力钢筋采用分层壳单元模型; 利用Owen双参数屈服准则和Hinton压碎准则描述混凝土材料非线性特性, 采用双折线本构模型模拟钢筋材料。分析结果表明: 混合壳单元法计算结果与试验结果吻合良好, 弹性阶段的T梁刚度折减不明显, 非线性阶段刚度发生明显折减, 跨中预应力钢筋应力增长幅度最大, 因此, 混合壳单元法对预应力混凝土T梁力学行为分析是有效的。更多>

2007, 7(4): 79-83.

摘要(279) HTML (92) PDF (491KB) (311)

基于CTM的信号优化设计及求解

王正武, 罗大庸, 黄中祥

摘要: 为合理控制交叉口交通流, 优化相位方案和信号配时, 基于元胞传播模型和双层规划方法进行信号优化设计。以交叉口入口引道交通流为研究对象, 改进元胞划分及其状态描述方法, 建立了交叉口元胞传播模型; 以相位优化问题为上层规划, 以配时优化问题为下层规划, 同时优化信号相位和配时。应用精确罚函数法转化下层规划后, 集成遗传算法和混沌优化方法, 设计了信号优化求解算法。实例计算结果表明: 该算法克服了混沌优化在大范围内失效的缺点, 提高了遗传算法的局部搜索能力和搜索精度, 与相位固定的感应控制相比, 车流总延误为270.2 pcu·h, 总延误减少了5.6%。更多>

2007, 7(4): 84-88.

摘要(372) HTML (158) PDF (686KB) (258)

基于向量Liapunov函数的时滞车辆跟随系统稳定性分析

任殿波, 张继业, 孙林夫

摘要: 为了提高自动化高速公路车辆纵向跟随控制系统的稳定性, 建立了关于车辆跟随误差的具有时间滞后的无限维非线性关联大系统模型, 应用向量李雅普诺夫函数对大系统的稳定性进行了分析。以大系统的孤立子系统的稳定性条件为基础, 在假定系统满足全局Lipschitz条件的情况下, 得到了此类大系统指数稳定的充分性判据。该判据是与时间滞后量无关的显式判据, 可方便地应用于车辆纵向跟随控制器的设计。更多>

2007, 7(4): 89-92.

摘要(238) HTML (96) PDF (347KB) (208)

交通拥挤漂移的形成机理与预防技术

姜桂艳, 郑祖舵, 白竹, 赵佳琪, 代磊磊

摘要: 为了研究交通诱导信息对驾驶员驾驶行为的影响, 从诱导比例、替代路径数量、替代路径合理性和路网交通负荷分布的角度, 分析了在动态交通诱导条件下拥挤漂移现象的产生机理, 提出了逐步增加诱导比例, 在路阻数据中加入干扰因子与K最短路方法等3种预防交通拥挤漂移的技术, 并采用Vissim交通仿真软件对其进行了模拟评价。模拟结果表明: 在局部拥挤的道路网络中, 所提出的3种方法都能够减轻或消除拥挤漂移现象, 其中K最短路方法的效果最好, 其次是逐步诱导方法, 尽管在路阻数据中加入干扰因子的方法效果最不理想, 但仍优于对车辆进行100%诱导和不采取任何诱导措施的情况。更多>

2007, 7(4): 93-97.

摘要(348) HTML (118) PDF (535KB) (446)

组团式大城市客运综合换乘枢纽布局规划方法

吕慎, 田锋, 李旭宏

摘要: 为了使客运综合换乘枢纽布局适应中国大城市用地布局特征, 分析了枢纽布局与城市土地利用、客运需求走廊分布和交通网络的关系, 提出了宏观布局、微观选址的枢纽布局规划方法。宏观布局以公交导线土地开发为理念, 确定枢纽的选址区域; 微观选址以提高居民出行效率为目标, 以用地性质、平均容积率及与客运需求走廊的距离为约束, 建立非线性选址规划模型, 确定枢纽的最佳位置。应用结果表明: 应用该方法确定的枢纽选址区域与多中心组团式城市用地布局规划相一致, 枢纽选址确定的最佳位置, 其500 m半径范围内覆盖的人口和就业岗位最高, 而且能有效地反映枢纽布局与城市土地利用的互动性。更多>

2007, 7(4): 98-103.

摘要(276) HTML (105) PDF (759KB) (525)

无信号平面交叉口安全服务水平计算模型

潘福全, 陆键, 项乔君, 张国强

摘要: 为了客观评价公路平面交叉口的安全状况, 提出了交叉口安全服务水平基本概念, 分析了影响无信号交叉口安全服务水平的客观因素, 给出了安全服务水平评价方案, 分别构建了基于机动车、非机动车、行人冲突点的安全服务水平主模型和基于交叉口几何特征、交通标志等次要影响因素的修正模型, 并由此提出无信号平面交叉口安全服务水平计算模型。根据多个无信号交叉口数据, 把安全服务水平分为1~4级, 并验证了安全服务水平模型的合理性。验证结果表明: 应用安全服务水平计算模型得到实例交叉口危险度为200.7, 安全服务水平为3级, 符合交叉口实际的安全状态, 因此, 交叉口安全服务水平模型能够有效评价交叉口的安全性。更多>

2007, 7(4): 104-111.

摘要(435) HTML (140) PDF (922KB) (935)

道路交通事故死亡人数预测模型

袁伟, 付锐, 郭应时, 韩文利

摘要: 为了对中国未来的交通安全形势做出科学预测, 分析了中国道路交通安全状况的评价指标和主要影响因素, 建立了以机动车保有量、人口、公路里程、客货运输周转量和国家控制力度为参数的道路交通事故死亡人数预测模型, 并对1991~2004年各年的死亡人数进行了计算和未来年份死亡人数进行了预测。预测结果表明: 预测模型精度高, 平均预测误差为3.9%;得出2010年和2020年中国道路交通事故死亡人数的预测值分别为14万人和17万人, 死亡人数由上升转为下降的转折点出现时间约在2010年到2015年之间。更多>

2007, 7(4): 112-116.

摘要(265) HTML (115) PDF (443KB) (852)

关联货运市场中客户决策行为与货流再分配

方晓平

摘要: 根据古典决策理论关于货主是理性人的假设, 建立了货物的广义流通成本模型、广义采购成本模型、不同运输方式的关联度系数模型及广义采购成本对运价和运输速度的敏感度模型, 分析了关联货运市场中客户决策行为与货流再分配的特点及其影响因素。发现不同运输方式运送同一货物会产生不同的广义流通成本, 货主根据广义流通成本选择运输方式, 关联度系数接近1时, 关联市场竞争越激烈, 广义采购总成本对运输价格和运输时间的弹性系数分别等于运费和货物在途成本占广义采购总成本的比例, 货物时间价值相对稳定, 因此, 决定货主的运输方式选择和货流分配的力量来自货物本身和运输技术。更多>

2007, 7(4): 117-120.

摘要(266) HTML (94) PDF (381KB) (320)

物流配送中心虚拟仿真设计方法

程日盛, 张永, 项陆舟, 李旭宏, 毛海军

摘要: 为了提高物流配送中心布局的客观性与运行效率, 降低物流处理成本, 分析了传统物流配送中心布局的缺点, 研究了影响物流配送中心布局的各种随机因素, 提出了物流配送中心布局的虚拟仿真设计方法。根据整理的物流配送中心布局实际参数, 确定物流中心的规模、作业流程与平面布局, 提出了配送中心布局方案, 通过计算机仿真模拟了配送中心运行过程, 计算了配送中心的空间利用率、作业能力、运行效率与运行成本, 并评价了方案的优劣。实际应用结果表明: 物流配送中心布局仿真虚拟设计方法精度高, 对规划方案的模拟、优化与选择符合客观实际。更多>

2007, 7(4): 121-126.

摘要(331) HTML (121) PDF (1039KB) (263)

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