交通运输工程学报

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期刊信息

（2001年创刊双月刊）

主管：中华人民共和国教育部

主办：长安大学

编辑出版：《交通运输工程学报》编辑部

主编：沙爱民

地址： 陕西省西安市南二环路中段长安大学《交通运输工程学报》编辑部

邮编：710064

电话：029-82334388

邮箱： jygc@chd.edu.cn

国内发行：中国邮政集团有限公司陕西省报刊发行局

国外发行：中国国际图书贸易集团有限公司

标准刊号：ISSN 1671-1637CN 61-1369/UCODEN JYGXAS

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2007年第7卷第5期

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车辆动力学仿真中关键元件的建模

沈钢, 周劲松, 任利惠

摘要: 为了提高车辆动力学模型中非线性元件数学模型的模拟精度, 分析了一、二维干摩擦副、三大件转向架的摩擦楔块和带串联刚度阻尼器的动力学性能, 建立了非传统的数学模型, 即不合速度状态变量的模型, 并设计了对应的Simulink程序, 用典型例题与传统模型的性能进行了对比分析。分析结果表明: 非传统数学模型能克服强非线性带来的数值计算问题, 提高了计算精度和计算效率, 一般根据不同模型的规模和非线性元件数, 计算速度能提高2~10倍。更多>

2007, 7(5): 1-5.

摘要(343) HTML (137) PDF (208KB) (282)

铁道车辆振动响应特性

池茂儒, 张卫华, 曾京, 戴焕云, 邬平波

摘要: 为改善车辆的乘坐舒适性, 研究了车辆的振动响应特性, 建立了车辆系统动力学模型, 计算了转向架蛇行运动模态和车体固有振动模态的频域模态参数与车辆在不同速度下的时域平稳性指标。计算结果表明: 转向架蛇行运动频率和轨道激扰主频率随着车辆运行速度的增大而增大, 而车体的固有振动频率是不随速度而变化的; 在某一速度下, 转向架的蛇行运动频率和轨道激扰主频率必然与车体相关振动的固有频率接近而发生共振, 共振会严重恶化车辆的平稳性, 因此, 应采取适当措施使共振速度区远离车辆的常用运行速度, 以保证车辆运行平稳。更多>

2007, 7(5): 6-11.

摘要(552) HTML (185) PDF (292KB) (604)

机车车辆二系横向止挡动力学模型

刘建新, 王开云, 封全保

摘要: 为了分析止挡结构对机车车辆动力学性能的影响, 建立了机车车辆二系横向止挡结构动力学模型, 研究了机车通过曲线轨道时, 止挡结构动态相互作用特征与止挡位移的时频特性。分析结果表明: 二系横向止挡动力学模型具有较强的非线性, 止挡结构可以有效抑制车体横向位移, 使其减小了30 mm; 止挡结构对车体的横向振动影响较大, 在曲线上轮轨横向作用力有波动, 二系横向相对位移的主频在1~4 Hz范围内, 与车体横向振动加速度的主频范围一致。更多>

2007, 7(5): 12-14.

摘要(542) HTML (175) PDF (146KB) (522)

空气弹簧对车辆曲线通过性能的影响

罗仁, 曾京, 邬平波

摘要: 建立了考虑左右空气弹簧垂向耦合模型的车辆系统数学模型, 由理想气体的状态方程得到空气弹簧的力学方程, 分析了车辆通过曲线时车辆与空气弹簧的动态特性。仿真结果表明: 由于高度阀的动作, 车辆在驶出曲线后各空气弹簧的压力不一致, 导致车体不能回到静平衡位置; 车辆以正常速度通过曲线时, 车辆曲线通过动力学性能变化不大; 在车辆多次通过同一种曲线的较恶劣工况时, 空气弹簧内气压变化范围是一定的; 增加抗侧滚刚度能明显抑制车体侧滚, 从而减小空气弹簧内气压的变化量; 增大空气弹簧横向跨距, 并选择合适的刚度和阻尼, 能使车辆驶出曲线后各空气弹簧压力接近静平衡值。更多>

2007, 7(5): 15-18.

摘要(393) HTML (134) PDF (192KB) (285)

板式轨道动力响应分析方法

赵怀耘, 刘建新, 翟婉明

摘要: 为了计算在高速车辆移动荷载作用下板式轨道的动力响应, 将轨道板视为线性粘弹性连续支承梁, 将钢轨视为线性粘弹性点支承梁, 将钢轨和轨道板统一划分为有限单元, 基于车辆-轨道耦合动力学理论, 利用弹性系统动力学总势能不变值原理, 建立了高速列车-板式轨道的垂向耦合动力学方程, 计算了车辆通过板式轨道钢轨焊接区短波不平顺时的轮轨动力学响应。仿真结果表明: 与其他成熟仿真方法相比较, 响应变化趋势与幅值基本一致, 表明该方法可行。更多>

2007, 7(5): 19-23.

摘要(306) HTML (140) PDF (216KB) (177)

金属弹簧刚度频变分析及等效算法

刘丽, 张卫华

摘要: 为研究金属螺旋弹簧的动态特性及动刚度对频率的响应, 利用有限元方法, 建立了弹簧有限元模型, 计算了弹簧的稳态响应, 分析了其幅频特性曲线, 并提出弹簧刚度的等效算法。计算结果表明: 弹簧的动刚度随着激振频率的增大总体趋势是增大的, 但是在共振频率处, 动刚度极小, 低于静刚度, 而在反共振频率处, 动刚度极大, 远高于静刚度; 两种算法的刚度-频率曲线几乎重合, 因此, 金属弹簧确实存在显著的动态特性, 采用多自由度系统等效弹簧系统是可行的。更多>

2007, 7(5): 24-27.

摘要(394) HTML (92) PDF (194KB) (288)

自密实混凝土道面性能

马国靖, 蔡良才, 吴永根, 王硕太, 黄灿华, 苏敬斌, 戴年文, 于丰武

摘要: 为了提高采用自密实混凝土铺筑的机场道面性能, 增加自密实混凝土粗骨料的用量, 使其体积百分比达到75%, 最大粒径为40mm, 以控制混凝土收缩小于400με; 用掺入最优掺量粉煤灰与高效减水剂的方法以及推导的自密实道面混凝土抗折强度公式获得所需的大流动性、高粘聚性、高抗折强度与高抗渗性的混凝土, 并进行了足尺板道面结构弯曲疲劳检验。检验结果表明: 混凝土28d抗折强度室内达到7.0~8.0MPa, 现场达到6.5MPa, Cl^-渗透试验电测法通过电量小于1000C;自密实混凝土道面的坍落度大于160mm, 疲劳寿命超过机场设计要求一倍; 并且使路面铺筑速度提高了1.5倍。可见此混凝土路面性能优越。更多>

2007, 7(5): 28-32.

摘要(361) HTML (147) PDF (298KB) (213)

排水性沥青混合料析漏损失控制指标

杨军, 郭勇, 尹朝恩, 刘清泉, 陈荣生

摘要: 为了确定合理的析漏损失控制指标, 通过室内析漏与飞散试验, 根据析漏较小而强度和耐久性佳的原则, 确定了排水性沥青混合料的最佳沥青用量, 与满足现行规范析漏要求确定的沥青用量进行了对比分析, 并研究了细集料对混合料析漏损失的影响。分析结果表明: 现行的规范析漏损失不大于0.3%指标是不合理的, 提出以不大于0.8%作为排水性沥青混合料析漏损失的控制标准, 施工中混合料的各项性能指标的变异性小, 主要性能指标的检测结果均优于技术要求, 确保了排水性沥青路面施工质量的稳定性。更多>

2007, 7(5): 33-36.

摘要(342) HTML (129) PDF (193KB) (264)

纤维沥青混凝土的粘弹性分析

郭乃胜, 赵颖华

摘要: 为了研究纤维沥青混凝土的粘弹性能, 制作5种20个聚酯纤维沥青混凝土圆柱试件, 在MTS810材料试验机上进行单轴静压蠕变试验, 试验温度为45℃。根据粘弹性力学理论, 采用“四单元五参数”模型(修正的Bugers模型)模拟纤维沥青混凝土的粘弹性能, 其参数值由试验数据的数值拟合获得, 提出了计入纤维掺量的“四单元五参数”粘弹性本构模型。应用该模型模拟了试验的加载过程, 分析了纤维掺量对沥青混凝土粘弹性的影响。结果表明: 不同纤维掺量下沥青混凝土的蠕变变形增量不同, 但变化规律与普通沥青混凝土是一致的; 粘弹性模型计算的纤维最佳平均用量为0.18%, 试验结果为0.20%, 两者基本接近, 因此, 本研究提出的粘弹性模型可作为理论研究和材料设计的参考。更多>

2007, 7(5): 37-40.

摘要(441) HTML (183) PDF (198KB) (256)

沥青路面永久变形的非线性粘弹-弹塑性本构模型

彭妙娟, 许志鸿

摘要: 为了正确预估沥青路面的永久变形, 对沥青路面永久变形的非线性粘弹性有限元法进行了研究, 推导了广义Maxwell模型的非线性粘弹性有限元法, 建立了沥青路面永久变形的非线性粘弹-弹塑性本构模型, 从弹性、非线性弹性、塑性、粘弹性、非线性粘弹性等方面对沥青路面的永久变形进行了分析, 对沥青路面的永久变形进行了计算, 并将计算结果和SHRP的计算结果以及SWK/UN轮辙试验结果进行了对比。计算结果表明: 沥青路面永久变形的非线性粘弹-弹塑性本构模型是有效的, 其路面变形计算值与SHRP的计算值相对误差为6.567%, 与SWK/UN轮辙试验值相对误差为6.069%。更多>

2007, 7(5): 41-47.

摘要(351) HTML (152) PDF (287KB) (695)

沥青路面预防性养护时机综合评价指标体系

姚玉玲, 李学红, 张毕超

摘要: 为了合理确定沥青路面预防性养护措施的最佳实施时机, 分析了沥青路面使用性能评价指标与预防性养护工程特点, 建立了基于路面状况指数、行驶质量指数、抗滑系数及车辙的路面使用性能综合评价指标体系。考虑到不同路面所处的地理环境及所承担的荷载组合与交通量的差异, 根据道路的实际状况, 应用灰色关联度理论确定各分项指标的权重。某高速公路4个单项指标的权重系数计算结果分别为0.27、0.21、0.25与0.27, 表明增加的车辙指标是反映沥青路面使用初期特点的控制指标, 确定的分指标权重值可使预防性养护时机的选择更具针对性。更多>

2007, 7(5): 48-53.

摘要(353) HTML (131) PDF (281KB) (217)

沥青路面使用性能的双参数修正预测模型

张占军, 王笑风

摘要: 为精确预测沥青路面使用性能, 根据沥青路面性能曲线标准衰变方程中形状因子与寿命因子的敏感度不同, 视形状因子为主要动态参数, 采用改进参数自适应跟踪法进行预测, 视寿命因子为交通轴载的函数, 并对其进行修正, 依据修正后的双参数建立了沥青路面使用性能双参数修正预测模型。计算结果表明: 沥青路面使用性能双参数修正预测值和实测值最接近, 误差最小, 因此, 该模型预测精度高。更多>

2007, 7(5): 54-57.

摘要(317) HTML (140) PDF (189KB) (202)

沥青跑道抗滑性能分析

史保华, 李光远, 邵斌, 王世智, 陈卫星

摘要: 为了提高机场沥青跑道的抗滑性能, 保证飞机滑跑安全, 分析了沥青道面防滑性能要求, 研究了沥青道面摩擦系数、粗糙度、抗滑耐久性等防滑性能指标, 参照国际民航的规定和中国沥青道面抗滑标准, 提出了考虑飞机滑跑安全的道面技术参数, 并对材料性质、沥青混合料类型与级配、沥青用量等因素对抗滑性能的影响进行了分析。分析结果表明: 当沥青道面摩擦系数摆式仪测定值控制在45以上, 构造深度大于0.4 mm时, 飞机滑跑是安全的; 通过选择坚硬石料作为沥青混合料的集料, 采用沥青玛蹄脂碎石混合料作为面层材料, 设计合理的坡度, 及时清除道面积雪等设计与使用维护措施, 可增强沥青道面抗滑性能。更多>

2007, 7(5): 58-62.

摘要(399) HTML (160) PDF (274KB) (261)

智能冲击压路机路基压实度自动检测方法

张红春, 戴经梁, 李小重

摘要: 为了提高路基压实度检测的准确性, 提出了路基压实度自动检测的瑞雷波法。采用落锤法敲击地表产生瑞雷波, 分别通过检波器和地震仪采集和记录瑞雷波信号, 应用τ-p变换提取经过信息处理后的瑞雷波, 获取频散曲线, 利用瑞雷波反演横波速度的方法计算压实度, 分析了压实度分布剖面图信息, 对比了用瑞雷波法和灌砂法计算的路基压实度。计算结果表明: 两条压实度曲线几乎重叠, 最大绝对误差为-0.300%, 相对误差为0.308%, 说明用瑞雷波法检测路基压实度数据可靠, 可以用于控制冲击碾压施工。更多>

2007, 7(5): 63-67.

摘要(393) HTML (131) PDF (283KB) (760)

预应力混凝土梁非线性分析单元模型

张峰, 叶见曙, 徐向锋

摘要: 为了能够准确有效地分析混凝土梁中预应力钢筋的力学性能, 模拟结构中存在的普通钢筋、预应力直线钢筋和预应力曲线钢筋, 提出了一种预应力混凝土梁非线性分析的单元模型。应用有限元理论, 采用全拉格朗日列式的三维杆单元模拟预应力钢筋; 采用实体退化组合壳单元模拟结构; 应用钢筋单元和混凝土单元之间的位移场关系形成钢筋对混凝土单元的贡献, 将预应力钢筋对结构的作用直接反映在单元模型内部。预应力混凝土T梁的破坏过程模拟结果表明梁的跨中挠度计算结果和试验实测数据吻合, 单元模型有效地反映了预应力束的力学性能。更多>

2007, 7(5): 68-72.

摘要(384) HTML (164) PDF (222KB) (285)

预应力混凝土梁超载能力分析

赵卫国

摘要: 为了验证利用有限元法分析预应力混凝土梁极限承载能力的准确性, 对T形预应力混凝土模型梁进行了极限承载力加载破坏试验, 采用ANSYS有限元程序, 建立了T梁的分离式有限元模型, 分析了模型梁从加载到破坏全过程的受力和变形。发现利用实验与有限元法得到T梁的荷载-挠度曲线与荷载-应变曲线的变化趋势一致, 并呈现良好的非线性, 但是通过荷载试验得到T梁的超载能力为9.07 kN·m, 按照有限元分析得到的超载能力为12.48 kN·m, 偏差较大, 原因是分析模型偏于理想化。分析结果表明: 利用有限元法在总体上能够有效地模拟钢筋混凝土梁受力全过程中各个量的非线性变化, 对超载能力的求解是可行的。更多>

2007, 7(5): 73-76.

摘要(451) HTML (159) PDF (241KB) (242)

长江三角洲港口群物流系统动力学分析模型

汪传旭, 崔建新

摘要: 为了实现长江三角洲港口群物流系统的协调发展, 建立了系统动力学分析模型。通过分析上海和宁波两港口国际集装箱中转量、港口群水路集疏运比例的影响因素, 建立长江三角洲港口群物流系统的因果关系图, 通过系统模拟进行长江三角洲地区港口功能的合理定位、集疏运结构的优化和近洋航线中转港的选择。仿真结果表明: 2010年上海港国际集装箱中转量将呈现增长趋势, 上海港水路集疏运比例超过30%, 长江三角洲地区应以上海港为集装箱枢纽港, 优先发展国际中转业务, 太仓港将具备长江三角洲近洋航线中转港的能力, 太仓港可成为长江三角洲地区近洋航线主要中转港。更多>

2007, 7(5): 77-83.

摘要(541) HTML (125) PDF (347KB) (211)

客运站股道运用优化模型及算法

雷定猷, 王栋, 刘明翔

摘要: 为了提高客运站运输生产效率和行车技术作业自动化水平, 分析了客运站旅客列车到、发技术作业的特点, 建立了客运站股道运用优化模型。模型目标为有利于客运站行车技术作业, 有效利用车站设备和方便旅客乘降, 并且优先排列等级较高的列车。运用多目标规划理论, 采取分支定界法对模型进行求解。将模型和算法应用到一大型三线通过式客运站, 股道运用计划有明显改变, 1/3以上列车到发线进行了变更, 整体安排合理, 效果理想。更多>

2007, 7(5): 84-87.

摘要(361) HTML (132) PDF (191KB) (840)

城市交通流诱导信息板配置优化方法

梅振宇, 项贻强, 陈峻, 王炜

摘要: 为合理进行城市交通流诱导, 提出了一种基于提高诱导覆盖率和减小诱导重复率双重约束下的信息板配置优化方法。在分区的道路网络条件和交通需求点分布确定的情况下, 以追求分区内被诱导的交通量最大为前提, 建立信息板优化布局函数, 并通过遗传算法设计了信息板优化布局函数求解算法, 在提高整个诱导覆盖率和减少诱导重复率的双重约束下确定信息板的合理数量。通过一个15个节点的网络实例验证, 当设置6块信息板时, 诱导重复率为1.000, 且其诱导覆盖率也达到了0.978, 为最优配置。结果显示该信息板配置方法能在一定交通诱导重复率的基础上达到交通诱导覆盖率最大, 是一种提高交通流诱导效率的有效方法。更多>

2007, 7(5): 88-92.

摘要(383) HTML (139) PDF (252KB) (449)

路径信息诱导的双层规划模型

徐丽丽, 邵春福

摘要: 为了缓解交通拥堵与提高路网运行效率, 建立了路径诱导信息的双层规划模型。上层模型描述信息发布者通过交通诱导信息发布手段优化路网层面的性能函数, 下层模型采用效用函数描述驾驶员最优路径选择行为, 其决策变量为交通信息类型, 从而将交通信息对于驾驶员路径选择行为的影响引入模型中。利用极点搜索算法对一个简单路网的双层规划模型进行算例分析, 得出了各种交通信息条件下上层目标函数值。虽然计算结果存在8%~13%的波动范围, 但交通拥堵时发布的拥堵消散信息是最优方案, 定性信息带来的总体效益要好于指示信息, 因此, 该模型可行。更多>

2007, 7(5): 93-96.

摘要(413) HTML (191) PDF (202KB) (372)

交通分配的粒子群优化算法

王素欣, 高利, 崔小光, 陈雪梅, 谷莉方

摘要: 为了方便合理地分配交通量, 提出了交通量多路径分配的粒子群优化算法。算法的求解方法是在粒子群算法中构造了路径条数维的粒子空间, 每维对应一条可行性路线, 其值为对应路径所分配的交通量; 对粒子进行归一化处理, 使交通量守恒, 并进行交通量的多路径分配; 根据目标函数评价与筛选粒子, 直到满足终止条件。实例计算结果表明: 利用粒子群算法得到的目标函数值最小, 各路段分配的交通量没有超容量现象, 模型求解过程具有方向性, 对交通分配的网络规模无限制, 因此, 粒子群优化算法可行、合理。更多>

2007, 7(5): 97-100.

摘要(324) HTML (148) PDF (233KB) (831)

应急设施鲁棒优化选址模型及算法

姜涛, 朱金福

摘要: 为解决不确定情况下应急设施选址问题, 采用鲁棒优化方法处理应急节点权重的区间估计, 基于最优的设施选址到各个应急节点的赋权距离之和最小, 建立有限期要求的不确定性应急设施选址模型, 并给出了模型的求解算法, 比较分析了鲁棒解与确定情况下的最优解。分析结果表明: 当情况发生变化后, 在确定情况下得到的最优解将发生较大的偏差, 而在所有可能发生的情况下, 鲁棒解与最优解目标函数值的最大偏差最小, 因此, 不确定性应急设施选址模型的解可以有效规避风险。更多>

2007, 7(5): 101-105.

摘要(361) HTML (167) PDF (207KB) (425)

基于GIS和灰色模糊决策理论的自适应路线智能优选系统

张甫仁

摘要: 为满足驾驶员路线选择的个性喜好和保障道路畅通, 在分析影响驾驶员路线优选因素的基础上, 提出了路线优选指标体系, 引入灰色模糊决策理论, 建立了基于GIS的智能路线优选系统, 采用动态数据更新的Web信息共享方法, 保证了路线优选的适时性。实例应用结果表明: 系统具有直观、形象的交通图形显示功能, 使驾驶员能够根据自己偏好与地图提示, 准确地找到最优路线, 提高了自适应路线优选的效率与可信度。更多>

2007, 7(5): 106-111.

摘要(380) HTML (150) PDF (304KB) (235)

带硬时间窗车辆路线问题的混合遗传启发式算法

胡大伟, 陈诚, 王来军

摘要: 为了提高物流配送效率, 建立了集货和配送一体化的带硬时间窗的车辆路线问题的数学模型, 提出了混合遗传启发式算法, 并对模型进行了求解。采用改进节约法与随机法相结合的手段构造了初始解群体以增加解的多样性, 对遗传算法中较优的一部分染色体进行了禁忌搜索以使搜索更容易跳出局部最优, 同时加快搜索初期的搜索速度。仿真计算结果表明: 混合遗传启发式算法具有更好的适应性, 采用改进交叉算子使解的精度提高11.0%;在宽时间窗情形下采用倒位变异可使解的精度提高11.6%。更多>

2007, 7(5): 112-117.

摘要(381) HTML (104) PDF (301KB) (368)

城市公共交通发展水平的属性数学识别模型

汪新凡

摘要: 为了合理评价城市公共交通发展水平, 构建了城市公共交通发展水平评价指标体系与分级标准, 提出了属性数学识别模型。应用变异系数法确定评价指标的权重, 根据单指标的属性测度值与多指标的综合属性测度值, 利用置信度准则识别城市公共交通发展水平。评价结果表明: 青岛市公共交通发展水平属于较高等级, 与民意调查结果相吻合, 而且还可知青岛市的公交设施水平属于高级, 服务水平与效益水平属于中等, 因此, 该模型可行。更多>

2007, 7(5): 118-122.

摘要(307) HTML (93) PDF (230KB) (244)

经济性约束下的运输方式出行速度计量模型

孙启鹏

摘要: 为了准确反映运输方式的时效性, 提供各种运输方式优势比较分析的手段, 提出了出行速度的概念, 从运输需求行为角度出发, 分析了出行时间构成, 以运输方式经济性约束为条件, 进行了车次间隔时间的计算, 构建了运输方式出行速度计量模型。研究结果表明: 运输方式时效性评价应该以出行速度为基本指标, 出行速度受运输方式经济性约束, 是动态变化的; 在某一运输通道中, 确定出行速度的关键是车次间隔时间, 车次间隔时间越长, 运输工具的运行时间节约所能弥补的车次等候时间就越小, 运输方式出行速度就越低。更多>

2007, 7(5): 123-126.

摘要(289) HTML (104) PDF (200KB) (712)